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バージョン:8
更新日時:2026-06-10 11:03:32
タイトル: ハードウェア
SEOタイトル: コンピュータハードウェア完全ガイド — CPU/メモリ/ストレージ
| この記事の要点 |
- PC・サーバーの主要パーツ: CPU / メモリ / ストレージ / マザーボード / GPU / 電源 / ネットワーク機器
- CPU は Intel / AMD (x86) と ARM (Apple Silicon / モバイル / サーバ)、コア×スレッド×クロック
- メモリは DDR4 / DDR5、サーバは ECC でビット化け検知
- ストレージは HDD < SATA SSD < NVMe SSD (PCIe)、フォームは 2.5"/M.2
- GPU は NVIDIA (CUDA) / AMD (ROCm)、AI 用途で需要急増
- 仮想化対応 VT-x / AMD-V は WSL2 / Docker / VM の前提
|
コンピュータの主要パーツ
PC・サーバーは下記のパーツで構成されます。それぞれの理解がトラブルシューティング・選定の基礎です。
| パーツ | 役割 | 選定ポイント |
|---|
| CPU | 演算処理 | コア数 / スレッド数 / クロック / TDP |
| メモリ (RAM) | 作業領域 | 容量 / DDR 規格 / 速度 / ECC |
| ストレージ | 永続保存 | 容量 / 速度 (HDD/SSD/NVMe) / 耐久 (TBW) |
| マザーボード | 各部品を繋ぐ基板 | チップセット / ソケット / スロット数 |
| GPU | グラフィック・並列計算 | VRAM / 演算性能 / 消費電力 |
| 電源 (PSU) | 給電 | ワット数 / 80 PLUS / モジュラー |
| NIC | ネットワーク接続 | 1G / 10G / 25G、Wake on LAN |
| ケース・冷却 | 筐体・温度管理 | サイズ / エアフロー / 静音 |
CPU — 中央演算装置
| 用語 | 意味 |
|---|
| コア | 独立した処理ユニット。多いほど並列処理が速い |
| スレッド | 論理コア。HT (Intel) / SMT (AMD) で 1 コア=2 スレッド |
| クロック (GHz) | 1 秒間のサイクル数。シングル性能の指標 |
| キャッシュ (L1/L2/L3) | CPU 内の高速メモリ。多いほど効率良い |
| TDP (W) | 熱設計電力。冷却・電源容量の目安 |
| 命令セット | x86-64 / ARM / RISC-V |
| ベンダー | 製品 | 用途 |
|---|
| Intel | Core i3/i5/i7/i9 / Xeon | PC / サーバー |
| AMD | Ryzen 3/5/7/9 / EPYC / Threadripper | PC / ワークステーション / サーバー |
| Apple | M1/M2/M3/M4 (ARM) | Mac / iPad |
| Qualcomm | Snapdragon (ARM) | Android / Copilot+ PC |
| AWS | Graviton (ARM) | クラウドサーバー |
メモリ (RAM)
| 規格 | 速度 | 登場 | 用途 |
|---|
| DDR3 | 800-2133 MT/s | 2007 | 古い PC |
| DDR4 | 1600-3200 MT/s | 2014 | 現行 PC / サーバー多数 |
| DDR5 | 4800-8000+ MT/s | 2020 | 最新 PC / サーバー |
| LPDDR4/5 | 同上 + 低電力 | — | ノート PC / スマホ |
- ECC (Error Correcting Code): ビット化けを検知・訂正。サーバー必須
- Registered (RDIMM): バッファ経由で大容量化、サーバー向け
- 容量の目安: 普段使い 16GB / 開発 32GB / 機械学習 64GB+ / サーバー 128GB+
ストレージ — HDD / SSD / NVMe
| 種類 | 接続 | 速度 (Read) | 用途 |
|---|
| HDD | SATA | 100-200 MB/s | 大容量保管 / バックアップ |
| SATA SSD | SATA III | 500-560 MB/s | 一般 PC のシステムドライブ |
| NVMe SSD (PCIe 3.0) | M.2 / U.2 | 3,000-3,500 MB/s | 高速ストレージ |
| NVMe SSD (PCIe 4.0) | M.2 | 7,000 MB/s 級 | 最新ハイエンド |
| NVMe SSD (PCIe 5.0) | M.2 | 12,000+ MB/s | 最先端 |
- TBW (Terabytes Written): 寿命の指標。総書込量
- SLC/MLC/TLC/QLC: NAND の書込ビット数。SLC ほど高速・長寿命だが高価
- RAID: 複数ドライブで冗長化（RAID 0/1/5/6/10）
マザーボード
各パーツを繋ぐ基板。重要な要素:
- CPU ソケット: Intel LGA1700 / LGA1851、AMD AM5 など。CPU 世代ごとに変わる
- チップセット: Z890 / B760 / X870 / B650 など。機能差がある
- メモリスロット: 2 / 4 本、DDR4 or DDR5
- 拡張スロット: PCIe 5.0 x16（GPU）/ M.2（SSD）
- フォームファクタ: ATX / Micro-ATX / Mini-ITX
GPU
| ベンダー | 製品 | API | 用途 |
|---|
| NVIDIA | GeForce RTX / Quadro / Tesla / H100/B200 | CUDA / OptiX | ゲーム / AI / HPC |
| AMD | Radeon / Instinct | ROCm / HIP | ゲーム / 一部 HPC |
| Intel | Arc / Iris | oneAPI | 内蔵 GPU / ローエンド外付け |
| Apple | M シリーズ内蔵 | Metal | Mac |
VRAM: GPU 専用メモリ。ゲーム 8-16GB / AI 推論 24GB / 学習 80GB+
電源 (PSU)
- ワット数: 一般 PC 550-750W / ハイエンド 850-1200W / ワークステーション 1500W+
- 80 PLUS 認証: 効率の指標。Standard < Bronze < Silver < Gold < Platinum < Titanium
- モジュラー: 不要なケーブルを外せる。配線スッキリ
- ATX 3.0 / 12VHPWR: NVIDIA RTX 4000 番台以降の新規格
ネットワーク機器
| 機器 | OSI 層 | 役割 |
|---|
| NIC | L1/L2 | PC をネットワークに接続 |
| リピータ / ハブ | L1 | 信号を中継・分配（古い） |
| L2 スイッチ | L2 | MAC アドレスで宛先選択 |
| L3 スイッチ | L3 | IP でルーティング、VLAN 間通信 |
| ルーター | L3 | 異なるネットワーク間を中継 |
| ファイアウォール | L3/L4/L7 | 通信制限・防御 |
| ロードバランサー | L4/L7 | 負荷分散 |
サーバーのフォームファクタ
- タワー型: PC と同じ筐体。小規模オフィス向け
- ラックマウント: 19 インチラック、1U〜4U。データセンター標準
- ブレード: シャーシに薄型サーバを多数搭載、高密度
- HCI (ハイパーコンバージド): 計算+ストレージ+ネットワークを一体化（Nutanix / VxRail）
仮想化対応
| 技術 | 提供元 | 用途 |
|---|
| Intel VT-x | Intel | x86 仮想化 |
| Intel VT-d | Intel | I/O 仮想化（PCIe パススルー） |
| AMD-V (SVM) | AMD | x86 仮想化 |
| AMD-Vi (IOMMU) | AMD | I/O 仮想化 |
| SR-IOV | PCI-SIG | 1 物理 NIC を複数仮想 NIC で共有 |
WSL2 / Docker Desktop / Hyper-V / VMware / VirtualBox はすべて BIOS で仮想化を有効化することが前提です。
FAQ
Q: ノート PC のメモリは交換できる？
A: 機種次第。最近の薄型ノートはオンボード（半田付け）で交換不可が多い。購入時に容量を多めにしておくのが安全。
Q: SSD は何年もつ？
A: 一般用途で 5-10 年。TBW を超えると徐々に書込不可セルが増えます。SMART 値で残寿命を確認可能。
Q: GPU は AI 用に何を選ぶ？
A: 推論なら RTX 3060 (12GB) / 4070 / 5070、本格学習なら RTX 4090 (24GB) / 5090、業務用 H100 / B200。VRAM 容量が最重要。
関連項目
- CPU / GPU — 演算性能の詳細
- メモリ・ストレージ — DDR 規格 / NVMe 詳細
- 仮想化 (Hyper-V / VMware / KVM) — ハードウェア仮想化の活用
- ネットワーク (TCP/IP / VLAN) — L2/L3 ネットワーキング
