I/O インターフェースは AP 科目Aで頻出。各規格の用途と転送速度のオーダーを覚えれば点数源です。
鳴海 理央
主要な I/O インターフェース: USB (汎用周辺機器)・PCIe (内部高速バス)・SATA (ストレージ)・NVMe (高速 SSD)・Thunderbolt (高速汎用)・HDMI/DisplayPort (映像)。
砂原 ニコ
PCIeって何がいいの?
緒方 ナオミ 先生
PCIe (PCI Express) は CPU 直結の高速シリアルバスで、レーン数 (x1〜x16) と世代 (Gen3/4/5) で速度が決まる。
Gen4 x16 で 32GB/s 程度。
GPU や NVMe SSD で多用するわ。
藤咲 まりあ
NVMeってSATAより速いんですかぁ?
鳴海 理央
はい、桁違いに速いんです。
SATA IIIは6Gbps (= 600MB/s) ですが、NVMe (PCIe Gen4 x4) は7000MB/s程度。
OS起動時間やビルド時間が大幅に短縮されます。
緒方 ナオミ 先生
USB はバージョンと転送速度をセットで: USB 2.0 = 480Mbps、USB 3.0 = 5Gbps、USB 3.1 Gen2 = 10Gbps、USB4 = 40Gbps。
Type-C コネクタの普及で USB-PD (給電) も重要に。
砂原 ニコ
他にも覚えとくべきものってある?
鳴海 理央
DMA (Direct Memory Access) は、CPUを介さず周辺機器とメモリ間で直接データ転送する仕組みです。
CPU負荷を下げる用途で使われます。
割込み駆動とポーリングの違いも頻出ですよ。
確認クイズ
DMA (Direct Memory Access) の主な目的として、最も適切なものはどれか。
- CPU の処理速度を上げる
- 周辺機器とメモリ間のデータ転送を CPU を介さず直接行い、CPU 負荷を下げる
- メモリ容量を増やす
- ストレージの暗号化を行う
こたえを見る
正解: 2. 周辺機器とメモリ間のデータ転送を CPU を介さず直接行い、CPU 負荷を下げる
DMA は CPU を介さずに I/O 機器とメインメモリ間で直接データ転送する仕組み。大量データ転送中も CPU は他の処理が可能になり、システム全体のスループットが向上。HDD・NIC・GPU 等で使われます。