入出力インタフェース規格（PCI Express・SATA・NVMe）とは？にゅうしゅつりょくいんたふぇーすきかく
入出力インタフェース規格（PCI Express・SATA・NVMe）とは、ストレージや拡張カードを本体へ接続する規格群。SATAはディスク向けの直列転送規格、PCI Expressは1対の差動線を1レーンとして束ねる汎用の拡張バスで世代とレーン数の積が帯域になる。NVMeはそのPCI Express上でフラッシュを操作するコマンド体系で、多数かつ深いキューでSSDの並列性を引き出す。
最終更新：2026-10-06
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初期の接続規格は多数の信号線へ同時に流すパラレル方式だったが、高速化すると線ごとの到着時刻がそろわず、それ以上速くできない壁に当たった。そこで差動の1レーンを直列に流し、レーンを束ねて帯域を稼ぐ設計へ移行した。さらにHDD時代に作られたコマンド体系はキューが浅く、待ち時間のほぼ無いフラッシュでは手続きそのものが足かせになったため、NVMeが用意された。サーバやネットワーク機器では、NICの実力がスロットのレーン数で頭打ちになるため、この帯域計算が設計に直結する。
具体例
25ギガビットイーサネットのNICをPCI Express Gen3のx4スロットへ挿すと、レーン側の上限が先に効いて2ポートを同時に使い切れない。NVIDIAのConnectX系やインテルのイーサネットアダプタは、必要な世代とレーン数がデータシートに明記されている。
試験での引っ掛け
NVMeを「速いSSDの種類」と覚えると外す。NVMeは物理の接続規格ではなくコマンドのプロトコルで、経路そのものはPCI Expressが担う。また「x4」はレーン数だけを示し、Gen3とGen4では同じx4でも帯域が倍違う。スロットの形が x16 でも電気的な配線は x4 という機器もある。
関連用語
出た過去問
出典：令和6年度 春期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問22（IPA）
PCI Express 3.0、PCI Express 4.0及びPCI Express 5.0を比較した記述のうち、適切なものはどれか。
正解：1レーンの片方向最大転送レートは、PCI Express 4.0はPCI Express 3.0の2倍、PCI Express 5.0はPCI Express 4.0の2倍である。
要点：PCI Expressは世代ごとに1レーンの転送レートが倍増する
PCI Expressは世代ごとに1レーン当たりの転送レートを倍増させてきた。3.0は8GT/s（1秒当たりの転送回数の単位）、4.0は16GT/s、5.0は32GT/sであり、それぞれ前世代の2倍にあたる。世代間の後方互換性は保たれており、新しい世代のスロットに古い世代のカードを挿しても低い方の世代で動作する。
出典・参考
高度試験 午前I（高度午前I 相当）のシラバスの2 コンピュータシステム ＞ 3. バス ＞ (6) バスの標準規格に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。