November 11, 2025
あなたのコンピュータを、コンポーネント間でデータが継続的に流れる高速輸送ハブだと想像してください。通路が十分に広くない場合、最も高度なハードウェアでさえ、その潜在能力を最大限に発揮することはできません。これが、PCI Express（PCIe）テクノロジーが最新のPCアーキテクチャで重要な役割を果たす理由です。しかし、PCIe 5.0と4.0とは正確には何でしょうか？それらは、その前身であるPCIe 3.0と比較してどうでしょうか？そして、CPUダイレクトレーンがチップセットレーンと異なる点は何でしょうか？
コンピュータを組み立てたことがある人なら誰でも、マザーボード上の水平PCIeスロットを認識するでしょう。PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）は、グラフィックカード、ソリッドステートドライブ（SSD）、キャプチャカード、ワイヤレスアダプターなどの重要なコンポーネントを接続する高帯域幅拡張バスとして機能します。これらのスロットは、コンポーネント間の高速データ転送を可能にするデジタルハイウェイとして機能します。
マザーボードは、x1、x2、x4、x8、x16など、さまざまな構成のPCIeスロットを備えており、より多くのレーンがより大きな帯域幅とより長い物理スロットを提供します。グラフィックカードは通常、最大の帯域幅とCPUへの直接接続のために最上位のx16スロットを占有し、最新のPCIe M.2 SSDは一般的にx4レーンを使用します。
各PCIe世代は、その前身の速度を2倍にします。PCIe 3.0は8 GT/s（GigaTransfers per second）で動作しますが、PCIe 4.0は16 GT/sを達成し、PCIe 5.0は驚異的な32 GT/sに達します。（GT/sの測定値は、エンコード前の理論上の最大速度を表します。実際のスループットはわずかに低くなる場合があります。）
視覚的には、新しいPCIeスロットは古いバージョンとの互換性を維持しています。この後方および前方互換性により、ユーザーはPCIe 3.0 SSDをPCIe 4.0スロットに接続したり、PCIe 4.0 SSDを3.0スロットにインストールしたりできます。これは、ハードウェアへの投資を保護し、アップグレードを簡素化する設計哲学です。
すべてのPCIeレーンが同じように動作するわけではありません。CPUダイレクトレーンはプロセッサへの直接接続を確立し、チップセットレーン（またはPCHレーン）は、Direct Media Interface（DMI）を介してCPUに到達する前に、マザーボードのチップセットを経由します。CPUダイレクトレーンを高速道路、チップセットレーンを複数の停留所がある地方道路と考えてください。
チップセットは通常、さまざまなマザーボード機能（USBデバイス、Wi-Fi、Ethernet、オンボードオーディオ）を管理します。ただし、CPUとチップセット間の帯域幅が限られている（通常はx8 PCIe 3.0）ため、複数のストレージデバイスと周辺機器が同時に動作するとボトルネックが発生する可能性があります。CPUへの直接接続は、この制限を回避し、低レイテンシと高パフォーマンスを実現します。
歴史的に、16 PCIe 3.0レーンを持つユーザーは難しい選択に直面しました。グラフィックカードの帯域幅をx8に減らして他のコンポーネントのレーンを解放すると、新しいボトルネックが発生しました。最新のマザーボード設計では、より多くのCPUダイレクトレーンが提供されており、GPUとSSDの両方がフルキャパシティで動作できます。
アダプターカードを使用するPCIe M.2 SSDとNVMeドライブは、すでにSATA接続ドライブを上回っています。PCIeの高いスループットにより、NVMeストレージはより多くのデータを効率的にキューに入れることができ、マザーボードへの直接接続によりレイテンシが削減されます。CPUダイレクトPCIeレーンに接続すると、チップセットを経由するデータの移動距離がさらに短縮され、応答性が向上します。
PCIe 5.0の真の価値は、その完全な後方互換性と将来への対応にあります。新しいハードウェアがパフォーマンスの制限に遭遇しないようにします。ユーザーは、互換性の懸念なしに、ストレージとグラフィックコンポーネントを自信を持ってアップグレードできます。
現在、PCIe 4.0 SSDは3.0モデルよりも高い最大読み取り/書き込み速度を示していますが、ロード時間とファイル転送における実際のメリットは控えめです。ただし、メモリコントローラーが進歩し、ソフトウェアが最新のSSD向けに最適化されるにつれて、これらの利点はより顕著になります。
新しいテクノロジーは、集中的な操作中のSSDパフォーマンスを向上させることを約束しています。このような開発は、ゲームのロード速度、リソースストリーミング、レベルデザインに革命をもたらし、ほぼ瞬時のロードとシームレスなオープンワールド体験を生み出す可能性があります。
PCIe 4.0および5.0の帯域幅の増加は、VRAMへのデータ転送を加速することにより、グラフィックカードに理論的にメリットをもたらしますが、PCIe 3.0と4.0間の現在のゲームパフォーマンスの違いは最小限です。テストによると、4K解像度でさえ、最新のGPUはPCIe 3.0 x16帯域幅を飽和させません。
ただし、GPUの機能が進歩し、ゲームがより多くのグラフィックパワーを要求するにつれて、PCIe 4.0および5.0の利点は、ピークパフォーマンスを維持するためにますます重要になります。
PCIe 4.0および5.0を最大限に活用するには、ユーザーは互換性のあるコンポーネントを選択する必要があります。
PCIe 5.0および4.0プラットフォームは、優れた柔軟性を提供し、より多くの構成オプションと周辺機器の選択肢を提供します。PCIe 5.0を使用すると、ユーザーは将来のハードウェアが帯域幅の制限に近づく前に、関連性を高めることができます。これは、急速に進化するテクノロジー環境において貴重な利点です。
