デスクトップ PC / マザーボード

テキサス・インスツルメンツ(TI)のデスクトップ・コンピュータ・ソリューション

設計上の考慮事項

デスクトップ PC(パーソナル・コンピュータ)は、据え置き型コンピューティング・システムであり、主な機能は入力されたデータを受け入れ、データを処理し、データを出力するとともに、得られたデータの保存です。したがって、デスクトップ・コンピュータの主な特性には、性能(タスクを実行する速度)、ストレージ容量(データを破損せずに保存できる容量)、および信頼性(コンピュータが正確に動作する期間)の 3 つが挙げられます。デスクトップ PC は、多くの潜在的顧客の注目を集めるように、有り余る構成のものがよくあります。例えば、自分のコンピュータに画像を保存し、編集する写真家にとっては、大量のストレージ容量は非常に魅力的です。また、最近のゲーム・マニアの間では、高性能グラフィック・カードを搭載した構成に人気があります。

デスクトップ・コンピューティングの傾向:

  • ハード・ディスク:
    磁気を利用してプログラム、ドキュメント、最近の休暇の写真などのデータを保存する大容量のパーマネント・ストレージです。ここ数年にわたり、デスクトップ PC のデータ・ストレージ用の主要なコンポーネントとして使用されてきましたが、ノート PC の分野でハイブリッド・ハード・ドライブ(HHD)との競争が激しくなっています。HHD はデータを保存するための磁気ディスクだけでなく、通常の使用時にデータをキャッシュするための不揮発性フラッシュ・メモリも搭載しています。HHD の主な利点は、高速処理、低消費電力、高信頼性、高速ブート処理です。しかし従来の部品と比べると、高価です。また、フラッシュ・メモリがハード・ディスクよりも高価なため、この技術がデスクトップ PC に利用されるまでには、まだ時間がかかりそうです。
  • PCI Express バス:
    長年にわたり、追加のデバイスをコンピュータに接続する際には、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト(PCI)バスを使用するのが最も一般的な方法でしたが、現在では新しい技術である PCI Express(PCIe)に替わりつつあります。現在でも、多数のデスクトップ PC には PCI ポートが搭載されていますが、おそらく数年後には、コンピュータ市場における PCI のシェアは PCIe に奪われるでしょう。PCI は、33.33MHz クロック、32 ビットまたは 64 ビットのデータ・バス、5V 信号処理で構成されており、目的の電圧信号の識別には、反射波スイッチングに依存しています(このため信号処理がさらに遅くなります)。一方、レーンと呼ばれるシリアル・リンクを基にした PCIe は、コンピュータ拡張カードやグラフィック・カード用の PCI、PCI-X、および AGP インターフェイスに替わる高速インターフェイスとして設計されました。PCIe 1.1 バスは 2.5GHz で動作しますが、エラーの検出と、タイミングの提供には、クロックの 10 回作動ごとに 1 バイト転送します(8b10b エンコーディング)。したがって、各レーンは 250MB/s で送信されます。カードとマザー・ボード間の接続には、1 ~ 32 レーンが使用され、各方向の転送速度の最大値は 8GB/s です。速度を考慮した場合、各レーンのデータ・レートは通常の PCI バスの約 2 倍です。4 レーン・スロットのデータ・レートは最速バージョンの PCI-X 1.0 に相当し、8 レーン・スロットのデータ・レートは最速バージョンの AGP(Advanced Graphics Port)に相当します。現在開発中の PCIe 2.0 は、各レーンのデータ・レートを 250MB/s から 500MB/s と 2 倍にします。PCIe 2.0 は、PCIe 1.1 との互換性(物理層インターフェイスとソフトウェア)が確保される予定であり、旧バージョンのカードは、新しいバージョンに対応したコンピュータ上でも機能します。移行が完了し、PCIe がデスクトップ・マザー・ボード上でサポートされなくなっても、PCI 機能を備えたデスクトップ PC の必要性はなくなりません。このため、テキサス・インスツルメンツ(TI)は、PCI-to-PCIe ブリッジ IC を開発しました。
  • CPU:
    CPU の性能は、今後数年間ではあまり変化しない見込みです。従来、(他の機能と同様に)CPU の性能は、クロック周波数を増加し、コア電圧を低下させ、キャッシュ・メモリを増加させることによって向上してきましたが、他の主な機能との統合の面では、大きな改良点はありませんでした。Intel ベースのチップ・セットでは、MCH(Memory Controller Hub)と CPU が分離されていますが、AMD CPU では統合されています。両メーカーとも、今後、マイクロプロセッサ空間における集積化を進めることが予想されます。マイクロプロセッサの分野におけるその他の重要な革新としては、複数のコア・プロセッサをマルチコアのモノリシック・ユニットに結合したことが挙げられます。
  • ディスプレイ・ポート:
    ディスプレイ・ポートは、15m のケーブルに対して 1080p 以上の解像度をサポートする、VESA(Video Electronics Standards Association)によって公表された新しいデジタル・ディスプレイ・インターフェイスです。ディスプレイ・ポートは、コンピュータに搭載された DVI と HDMI の両方に替わると予想されています。HDMI は、HD コンシュマー・エレクトロニクス・デバイス用の標準デジタル接続方法です。ディスプレイ・ポートは、ライセンスのいらない新しいデジタル・オーディオ/ビデオ・インターコネクトで、主にコンピュータとディスプレイ・モニタの接続、またはコンピュータとホーム・シアター・システムの接続に使用されます。ビデオ信号は DVI または HDMI との互換性がありませんが、規格上、これらの信号のパススルーが可能です。ディスプレイ・ポートは HDMI に比べて、さまざまな利点があります。消費電力が比較的低く、ピン数が少なく、データを 10.8Gbps で転送できます。また、最大 2560x1600(WQXGA)の解像度をサポートし、2560x1600 以上の解像も可能です。ディスプレイ・ポートは、最大 15m のケーブルを使用する場合でも正常に機能するため、HDMI よりもはるかに優れていると見なされます。
  • エネルギー効率:
    コンピュータ・メーカーは、環境に優しい、省エネルギー製品の生産を拡大しています。これらの製品は ENERGY STAR® プログラム、ドイツの Blue Angel ラベル、中国の省エネルギー・プログラム、スウェーデンの TCO ラベルなど、多数の主要エコ・ラベル・プログラムのエネルギー効率に関する規制に適合するように設計されています。消費電力を節約するために、デスクトップ PC は 80% のエネルギー効率の高い電源を使用し、AC 入力(120V、60Hz)を低 DC 電圧(5V、3.3V、および 12V)に変換するのみでなく、EPA の厳しい ENERGY STAR f4.0 要求にも適合しています。
  • グリーン PC:
    メーカー各社は、エネルギー効率の高いデスクトップ PC の他に、寿命に達したコンピュータを廃棄しても、環境に影響を与えないように、有害物質が少ない、もしくは全く使用していない製品も提供しています。TI のほとんどすべての IC は、「グリーン」準拠、鉛フリーで、臭素やアンチモンを含まないパッケージに収納されています。

技術資料

製品カタログ/ホワイト・ペーパー

製品カタログ (1)

タイトル 概要 種類 サイズ (MB) 日付 表示回数 英語版
PDF 150 KB 2010年 3月 9日 323

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