PCIe 4.0 (2017, 16GT/s)（ピーシーアイイーヨンテンゼロ）

概要

PCIe 4.0 は、PCI-SIG が 2017 年 10 月 31 日策定の PCI Express 規格更新で、最大 16GT/s (Gigatransfers per second、PCIe 3.0 の 8GT/s の 2 倍に高速化)・128b/130b エンコーディング継続 (PCIe 3.0 から継承)・x16 で 32GB/s 片方向 (64GB/s 双方向)・x4 で 8GB/s 片方向 (NVMe Gen4 SSD の理論最大帯域) で、AMD Ryzen 3000 シリーズ (2019 年 7 月発売、AMD Ryzen 9 3900X・Ryzen 7 3700X・Ryzen 5 3600 等の 7nm 製造プロセス Zen 2 アーキテクチャ CPU、業界初の PCIe 4.0 対応コンシューマ CPU)・X570 + B550 マザーボード (2019 年 7 月・2020 年 6 月発売、AMD AM4 ソケット向け PCIe 4.0 対応チップセット)・Intel Rocket Lake LGA1200 (2021 年 3 月発売、第 11 世代 Intel Core i9-11900K・i7-11700K 等の Cypress Cove アーキテクチャ CPU、Intel 初の PCIe 4.0 対応コンシューマ CPU、Intel が AMD より 1.7 年遅れての PCIe 4.0 対応) で大衆化、NVMe SSD Gen4 (Samsung 980 Pro・WD Black SN850・Crucial T700 等の PCIe 4.0 x4 NVMe SSD、最大 7,000MB/s 級の読み込み速度) の本格普及を加速、現代の主流規格として位置付けられる重要な仕様です。PCIe 3.0 (2010 年 11 月、8GT/s) では NVIDIA RTX 20 シリーズ (2018 年 9 月・RTX 2080 Ti・2080 等のハイエンド GPU)・NVMe SSD (PCIe 3.0 x4 = 4GB/s 上限、Samsung 970 EVO Plus 等が PCIe 3.0 の上限 3,500MB/s) に帯域不足が顕在化、PCI-SIG は 2017 年 10 月 PCIe 4.0 を策定、転送速度を 16GT/s に拡張 + x16 = 32GB/s 片方向、AMD Ryzen 3000 シリーズ (2019 年 7 月・初の PCIe 4.0 対応コンシューマ CPU、AMD が Intel より 1.7 年先行採用するという業界の構図変化、X570 + B550 マザーボード) で業界初本格採用、Intel は Rocket Lake LGA1200 (2021 年 3 月) で対応開始、NVMe Gen4 SSD の業界普及を加速、現代 (2020-2024 年) の自作 PC 業界の中核規格として確立しました。

主な特徴・仕組み

• 策定: 2017 年 10 月 31 日 PCI-SIG
• 転送速度: 16GT/s (PCIe 3.0 の 2 倍)
• エンコーディング: 128b/130b (PCIe 3.0 から継続)
• 実効速度: 1,969MB/s/lane (PCIe 3.0 比 2 倍)
• x16 帯域: 32GB/s 片方向 + 64GB/s 双方向
• x4 (NVMe Gen4 SSD): 8GB/s 片方向 (実効 7,000MB/s 級)
• 後方互換: PCIe 1.0/2.0/3.0 完全互換
• 代表 CPU: AMD Ryzen 3000-7000・Intel Rocket Lake+
• 代表チップセット: AMD X570/B550/X670/B650・Intel Z590/Z690
• 代表 NVMe SSD: Samsung 980 Pro・WD Black SN850・Crucial T700
• 後継: PCIe 5.0 (2019 年・32GT/s)

スペック比較表 (PCIe 3.0 vs 4.0 vs 5.0)

具体例・対応技術 / 採用製品

• AMD Ryzen 9 3900X (2019 年 7 月): 業界初 PCIe 4.0 コンシューマ
• AMD X570 (2019 年 7 月): PCIe 4.0 対応チップセット初代
• Intel Rocket Lake i9-11900K (2021 年 3 月): Intel 初の PCIe 4.0
• Samsung 980 Pro (2020 年): PCIe 4.0 x4 NVMe SSD、7,000MB/s
• WD Black SN850 (2020 年): PCIe 4.0 x4 NVMe、7,000MB/s

自作PCでの選び方・注意点

PCIe 4.0 (2017) は 2026 年現在、自作 PC の主流規格として確立、AMD AM5 (X670E/B650E、2022 年-) + Intel LGA1700/LGA1851 (Z690/Z790/Z890、2021 年-) のマザーボードで PCIe 4.0/5.0 混在構成が標準、自作 PC ユーザーが新規構築する場合の必須選択肢。AI 時代の 2026 年現在、PCIe 4.0 NVMe SSD は ¥10,000-25,000/1TB で実用範囲、Samsung 990 Pro (PCIe 4.0 x4・7,450MB/s)・Crucial T500 (PCIe 4.0 x4・7,400MB/s)・WD Black SN850X (PCIe 4.0 x4・7,300MB/s) などの選択肢、価格帯 ¥10,000-30,000 で機能・容量を選択。NVIDIA RTX 40 シリーズ (RTX 4090/4080/4070) は PCIe 4.0 対応で実用十分、PCIe 5.0 対応 (RTX 50 シリーズ予測) は将来性確保の選択。PCIe 4.0 の歴史的意義は、(1) AMD Ryzen 3000 シリーズで Intel より 1.7 年先行 PCIe 4.0 対応を実現した功績 (業界の主導権が Intel から AMD へ一部移行)・(2) NVMe Gen4 SSD (7,000MB/s 級) の本格普及を加速した功績・(3) 自作 PC 業界の現代主流規格の基盤を確立した功績で、現代 PCIe エコシステムの中核として位置付け。注意点として PCIe 4.0 ケーブル・コネクタは PCIe 3.0 と物理的に同じ (後方互換性)、PCIe 4.0 GPU を PCIe 3.0 マザーボードで動作可能だが PCIe 3.0 速度に低下、PCIe 4.0 NVMe SSD は PCIe 3.0 マザーボード接続時に PCIe 3.0 速度 (3,500MB/s) に低下、ボトルネック注意。

関連用語との違い

• PCIe 3.0 (2010): 親、8GT/s
• PCIe 5.0 (2019): 後継、32GT/s
• NVMe Gen4: PCIe 4.0 x4 ベース、7,000MB/s 級

よくある質問（FAQ）

Q1: PCIe 4.0 を活かすために必要なもの? A: AMD Ryzen 3000+ + X570/B550 マザーボード or Intel Rocket Lake+ + Z590 以降のマザーボード、PCIe 4.0 対応 GPU/SSD/NIC、後方互換で PCIe 3.0 機器も動作。

Q2: PCIe 4.0 と 5.0 どちらを選ぶ? A: 新規構築なら PCIe 5.0 対応 (AMD AM5・Intel LGA1700/LGA1851) で将来性確保、コスパ重視なら PCIe 4.0 (AMD X570/B550・Intel Z590/Z690) で実用十分、用途で判断。

Q3: PCIe 4.0 NVMe SSD は実用? A: PCIe 4.0 x4 = 8GB/s (実効 7,000MB/s)、PCIe 3.0 x4 (3,500MB/s) の 2 倍高速、大容量ファイル転送・ゲーム読み込み・動画編集で実用価値高い。

まとめ

• PCIe 4.0 = 2017 年 10 月策定、16GT/s + x16 32GB/s
• AMD Ryzen 3000 (2019 年 7 月) で業界初コンシューマ対応
• Intel Rocket Lake (2021 年 3 月) で Intel 対応開始
• NVMe Gen4 SSD 7,000MB/s 級、現代主流の中核規格