バス

最終更新日 2022年03月28日

バスとは

基礎

バスとはデータ信号の送受信に使用する信号線です。バスには接続する対象によって様々な種類があります。

バスサイクル

バスサイクルとは、バスを使用しデータを送受信するためにバスを駆動する期間です。

バスの種類

内部バス

一般的に内部バスはCPU内部バスを指します。CPU内部のコアやキャッシュメモリーを接続するバス等が内部バスです。

内部バスがコンピューター筐体内の装置を接続するバスを指す場合もあります。マザーボードと内蔵ストレージを接続するケーブル等、各装置の接続に使用するケーブルが内部バスに該当します。マザーボードと内蔵ストレージの接続に使用するSerial ATAポート、CPUとマザーボードの接続に使用するCPUソケット、メインメモリーとマザーボードの接続に使用するメモリースロット等、各装置を接続するソケットやスロットも内部バスに該当します。

外部バス

一般的に外部バスはCPU外部バスを指します。CPUとメインメモリーを接続するバス等が外部バスです。

外部バスがコンピューターと周辺機器を接続するバスを指す場合もあります。コンピューターと周辺機器を接続するケーブルが該当します。USBポート、音声入出力ポート、映像入出力ポート、LANポート等も外部バスに該当します。

入出力バス

入出力バスとは、コンピューターと周辺機器を接続しデータ伝送に使用するバスです。I/Oバスとも呼びます。I/OはInput/Outputの略です。USB、シリアルポート、PS/2ポート等が該当します。コンピューターと外付けストレージ、プリンター、キーボード、マウス等との接続に使用します。

入出力バスが、コンピューター本体内部に設置する機器、例えば内蔵ストレージ、ビデオカード等の接続に使用するParallel ATA、Serial ATA、AGP、PCI Express等を指す場合もあります。

CPUバス

CPUバスとはCPUに直接つながるバスです。

メモリーバス

メモリーバスとはメインメモリーとメモリーコントローラーを接続するバスです。

拡張バス

拡張バスとは、コンピューターが搭載する拡張カード用の拡張スロットにつながるバスです。

ローカルバス

ローカルバスとはCPUと直結する拡張バスです。CPUの性能向上によりCPUバスで高速にデータ伝送可能になりましたが、拡張バスがCPUの性能向上に追いつけず、拡張バスのデータ伝送速度が遅くコンピューター全体の性能向上に問題となりました。そこでローカルバスが登場しました。

CPUと直結する拡張バスではなくても、特定の機器同士で高速にデータ伝送するために両者が直結するバスもローカルバスと呼ぶ場合があります。

コンピューターと周辺機器を接続するバスもローカルバスと呼ぶ場合があります。周辺機器はローカル、すなわち手元に設置し使用しますが、ローカル(手元)範囲で接続するために使用するインターフェースなのでローカルバスと呼ぶ場合があります。

共有バス

共有バスとは、複数のデバイスが1本のバスを共有するバスです。構造がシンプルなのでバスに接続するデバイスの数を増やすのが簡単、1つのデバイスから他の複数のデバイスへ同時にデータを送信できる、バスのデータ幅を増やしてもバスの実装面積を最小に抑えられる、以上のメリットがあります。1つのデバイスがデータ送信中に他のデバイスがデータ送信できない、信号が高速になると波形が乱れやすい、デバイスが可能なデータ送信時間等をデバイス間において調整する必要がある、以上のデメリットがあります。

Point to Point

Point to Pointとは個々のデバイスが一対一接続するバスです。各バスが独立し速度やバスのデータ幅を自由に選べ速度を上げやすい、小規模なデバイス構成であれば最小の面積でバスを実装できる、以上のメリットがあります。大規模なデバイス構成だと配線の数が爆発的に増える、ハブを使用し配線の数を抑えられるがハブを複数使用するほどだとハブが原因のレイテンシーや消費電力増加が問題になる、大規模なデバイス構成で使用するハブの内部が複雑化する、以上のデメリットがあります。

バスブリッジ

バスブリッジとは

バスブリッジとはバスを別のバスに変換するデバイスです。例えばCPU外部バスとISAバスに変換するバスブリッジがあります。

互換性

コンピューターがバスブリッジを実装すると互換性を保てます。例えばPCIバスをISAバスに変換するバスブリッジがあり、PCIバスを実装するコンピューターがこのバスブリッジを実装するとISAバスにも対応可能です。

バス分岐

別のバスに変換しないが、バスを分岐するデバイスもバスブリッジに該当します。例えばPCIバスを分岐しPCIカードの接続数を増やすバスブリッジがあります。

バスの使用権

バス・マスター

バス・マスターとは、バスの使用権を得るデバイスです。デバイスがバスを使用する場合、バスの使用権を得る必要があります。

バス・アービター

バス・アービターとは、バスの使用権の調停を行う機能です。複数のデバイスに同時にバス使用権を与えると正常にデータ送受信できません。どのデバイスにバスの使用権を与えるか調停が必要です。


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