マザーボード基板の層が多いと何が違う?

最終更新日 2019年10月11日

マザーボード基板の層が多いと何が違うのか

パソコン価格のからくり(5)---マザーボード●一段落したビデオとインタフェースの集積 | 日経 xTECH(クロステック) には、以下のとおり書かれています。
現在主流となっているのは4層の多層基板だ(図9[拡大表示])。3枚の基板を貼り合わせて,配線層2層と電源層2層を設けている。これにより,マザーボードの表側の配線と裏側の配線をつなぐ穴(スルーホール)を開けることで,マザーボードに配置したチップに信号線や電源線を配線する自由度を2次元から3次元に高めている。6層や8層といった基板ではコストが高いため,サーバーやワークステーションなどの単価が高い製品にしか採用されていない。
マザーボードの基板の層が多いと信号線や電源線を配線する自由度が高くなるというメリットがありますが、コストが高くなるというデメリットがあるようです。

コストが高くなるとユーザーにとっては価格が高くなるというデメリットが出てくるでしょうが、配線の自由度が高くなるとユーザーにとってどのようなメリットがあるのかは不明です。

同記事によると、ノートパソコンではマザーボードの基板は8層以上が普通ですが、ノートパソコンの筐体に合わせてマザーボードを小さくする必要があり、搭載する部品やチップはデスクトップパソコンと変わらず配線に使える面積が小さくなるので、層の数が多くなるようです。

デスクトップパソコンでも大型のマザーボードもあれば小型のマザーボードもありますが、小型マザーボードの基板の層が多ければ、ノートパソコンと同じような理由で層が多くなっている可能性が高いと考えられます。

大型マザーボードの場合は、搭載する部品やチップが多いと層が多くなると考えられますが、層の数が多いマザーボードは何が違うのか不明です。

分かった気になるVRMの仕組 DOS/V POWER REPORT | Impress Japan には、以下のとおり書かれています。
マザーボードでは4層基板が一般的なのだが最近のハイエンドマザーボードでは6層基板を採用しているものが多い。これはVRMの構造とは直接関係ないが、VRMやほかのオンボード電源の安定化に寄与することとなる。必要な配線が同じならレイヤー数を増やす必要はないのだが、水路も大きいほうが流れが安定するように、大電流を安定して流すにはより大きな経路を用意したほうが有利である。つまりは、マザーボード上の電源の強化のため、大きな電流の流れる電源まわりのパターンを強化するとよいということで、VRM部分の性能強化には有効なことなのだ。
マザーボードは電源ユニットから電力を供給されていますが、その電力を受け取り電圧等を変換する電源回路がマザーボードにあります。VRM は CPU に電力を供給する電源回路です。

この記事によると、マザーボードの基板の層を多くすると、電源回路の安定性が高くなるように配線できるようです。

ただし、電源回路の安定性が高まるよう配線するためにマザーボードの基板の層が多くなっているとは限らないと思います。搭載する部品やチップの関係上、マザーボードの基板の層が多くなっている可能性もあると考えられます。

・小型マザーボードでは配線に使える面積が小さいので層を多くしている
・大型マザーボードでは層が多いと電源回路の安定性を高めるために配線されているが全製品に当てはまるかは不明
・マザーボードの基板の層が多くなるとコストが上昇し価格が高くなる


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