PCIe エラー診断ガイド｜スロット・カード・ケーブル問題の切り分け

PCIe エラー診断ガイド｜スロット・カード・ケーブル問題の切り分け

現代の PC 自作環境において、PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）バスは CPU と GPU、および高速ストレージデバイスとの通信路として極めて重要な役割を果たしています。2026 年現在、PCIe Gen5 の普及がさらに進み、一部のトップエンド製品では PCIe Gen6 の検証機も登場している状況ですが、その高速化に伴い信号の安定性が課題となるケースが増加しています。特に、GPU の認識不良や NVMe SSD の速度低下、そしてシステムクラッシュといった現象は、単なるドライバの不具合ではなく、PCIe バスレベルの物理的・論理的なエラーである可能性が高いです。本記事では、自作 PC の中級者以上のユーザー向けに、PCIe エラーの根本原因を特定するための体系的な診断方法を解説します。

PCIe エラーは目に見えないことが多いため、初心者は「故障した」と誤断じやすい傾向があります。しかし、適切なツールと手順を用いれば、多くの場合はスロットの接触不良やケーブルの信号劣化といった物理的な問題として解決可能です。本ガイドでは、GPU-Z や HWiNFO64 といった定番診断ソフトから Linux 環境用の lspci コマンドまで、多角的な視点からのアプローチを提示します。また、2025 年から 2026 年にかけて増加している PCIe Gen5 ライザーケーブルの問題や、CPU チップセットの混在によるレーン競合といった最新のトラブル事例も網羅的に取り上げます。

本記事を通じて、読者は PCIe エラーのログを読み解き、物理的な接続状態を確認し、最終的には安定したシステム環境を構築できるようになるはずです。単なるエラーコードの列挙に終わらず、なぜそのエラーが発生するのかというメカニズムまで深く理解することで、将来的なトラブルシューティング能力を向上させることを目指します。2026 年時点での最新情報と、過去の事例から得られた知見を融合させ、信頼性の高い診断フローを提供していきます。

PCIe の基本構造と動作原理の再確認

PCIe バスの仕様を理解することは、エラー発生時の原因特定において不可欠な第一歩です。PCIe はシリアルバスであり、各デバイス間で独立したデータ転送経路を持つことが特徴です。現在主流となっている PCI Express Gen5 は、ピーク転送速度が 32GT/s（Giga Transfers per second）に達し、x16 スロットでは理論値で約 64 GB/秒の帯域幅を提供します。一方、Gen4 は 16 GT/s で x16 では約 32 GB/秒、Gen3 は 8 GT/s で約 16 GB/秒となります。これらの数値は単純な掛け算ではなく、エンコーディングオーバーヘッド（通常 128b/132b）を考慮した実効速度である点に注意が必要です。

PCIe デバイスが接続された際に行われる「リンクトレーニング」というプロセスも重要な要素です。これは LTSSM（Link Training Status State Machine）と呼ばれる状態遷移マシンによって制御されており、物理的な電気的特性が安定するまでデータ転送の準備を行います。具体的には、初期化（Detect）、ポーリング（Polling）、設定（Configuration）、および正常動作状態（L0）への移行というステップを踏みます。エラーが発生すると、システムは L1 などの低電力モードへ遷移するか、最悪の場合リンクダウンを引き起こします。2026 年時点のハイエンドマザーボードでは、CPU レーンとチップセットレーンの混在構成が一般的であり、M.2 スロットと PCIe スロットの競合設定を BIOS で確認する必要があります。

また、PCIe の物理的なレイアウトもエラーの原因となり得ます。x16 スロットであっても、実際のピン数は 82 ピン（スロットの場合）あるいはそれ以下で構成され、電源ラインやグランドラインが混在しています。高電圧の 12V が供給される電源と信号線が近接している場合、EMI（電磁気干渉）が発生しやすく、特に Gen5 のような高周波数帯域では許容誤差が極めて狭くなります。例えば、ASUS ROG MAXIMUS Z790 FORMULA や Gigabyte Z890 AORUS ELITE AX といった最新マザーボードでも、CPU との距離が長いスロットや、複数の M.2 スロットを使用している場合、信号品質の低下によってリンク速度が低下することがあります。このため、単に「PCIe スロットに挿す」だけでなく、「どのレーン数で動作するか」という点まで意識して部品を選択・配置する必要があります。

リンク速度低下の現象と原因分析

PCIe エラー診断において最も頻繁に遭遇するのがリンク速度の低下です。正常な動作では、グラフィックボードが x16 スロットに挿され、Gen5 で動作している場合、HWiNFO64 のセンサー項目「PCIe Link Speed」が 32.0 GT/s、「Link Width」が 16 と表示されるはずです。しかし、これが突然 8.0 GT/s や 4.0 GT/s に低下した場合、システムは安定して動作しているように見えても、GPU の処理性能やストレージの転送速度に明確なボトルネックが発生します。この現象の原因として最も疑われるのは、スロット内の接触不良や接点の酸化です。

PC を使用しているうちに、スロット内に微細なホコリが溜まったり、金属接点の表面に酸化物（サビ）が生じたりすることがあります。特に夏場の高温多湿環境下では酸化速度が加速します。また、頻繁なカードの抜き差しや、マザーボードの温度変化による膨張収縮が、金メッキ層とスロットピンとの接触圧を緩める要因となります。接触不良が発生すると、PCIe の自動フェイルオーバー機構により、システムは安全側にリンク速度を下げて動作します。これを「フォールバック」と呼びます。例えば、初期に Gen5 で認識されても、数分後に Gen4 にダウンしたり、Gen3 にまで低下するケースが報告されています。

さらに深刻なのが信号品質の劣化です。2026 年現在では、GPU を垂直に取り付けるために PCIe ライザーケーブルを使用するケースが増えています。特に PCIe Gen5 の帯域を維持するには、受動的なケーブルでも長さが短く（30cm 以内）、かつ高品質なシールド設計が必要です。ASUS 製の純正ライザーケーブルや Phanteks NVMe M.2 Adapter など、特定の製品では信号劣化によりリンク速度が不安定になることが確認されています。また、マザーボードの BIOS レベルでの設定も影響します。「PCIe Speed」を「Auto」にしている場合、システムがスロットの状態を正確に読み取れず、保守的な速度で固定してしまうことがあります。このため、マニュアルで Gen5 に強制指定してテストを行うことも、原因切り分けの一環として有効です。

PCIe AER エラーの種類と解釈

PCIe のエラー診断において最も重要かつ専門的な指標となるのが、AER（Advanced Error Reporting）機能によるログです。AER は PCI Express 規格で定義されたエラー報告機構であり、ハードウェアレベルでの不具合を OS に通知する仕組みです。Windows Event Viewer や HWiNFO64 で確認できるエラーは主に以下の 3 つのクラスに分類されます。これらを理解することは、問題が「一時的なノイズ」なのか「致命的な故障」なのかを判断するために不可欠です。

まず「Correctable Errors（修正可能エラー）」は、ハードウェアレベルで内部リトライにより解決されたエラーです。例えば、データ転送中にパリティチェックミスが発生したが、再送信によって正常に復元されたケースなどです。これは頻発しない限りシステムクラッシュの原因にはなりませんが、過剰な発生はスロットの接触不良や電源ノイズを示唆します。次が「Non-Fatal Errors（非致命的エラー）」で、これはエラーが発生しても OS が処理を継続できる状態ですが、データ破損の可能性を孕んでいます。最後に「Fatal Errors（致命的エラー）」であり、システムは再起動するか強制シャットダウンする必要があります。WHEA-Logger（Windows Hardware Error Architecture）に記録される PCIE_UNCORR_FATAL は、このクラスに属します。

この表に示す通り、エラーの種類によって緊急性が異なります。例えば、Event Viewer で ID 10938 が頻繁に表示される場合、PCIe デバイスとの通信で致命的なデータ破損が発生している可能性があります。この際、HWiNFO64 の「Error Counters」セクションを確認し、特定のデバイス（例：GPU や NVMe コントローラ）のカウンターが急増していないか監視することが有効です。2025 年以降の最新マザーボードでは、BIOS の設定で AER ログの集計レベルを上げられる機能も追加されており、より詳細な情報を取得できるようになっています。

Windows におけるエラー診断ツール活用術

Windows 環境での PCIe エラー診断には、標準搭載のイベントビューアとサードパーティ製ツールを組み合わせることが最も効率的です。まず、Windows の標準機能である「イベントビューア」は、WHEA-Logger セクションでハードウェアエラーを確認できます。「アプリケーションとサービスのログ」>「Microsoft」>「Windows」>「WHEA-Logger」のパスをたどり、エラーレベルが「Critical」または「Error」の項目を探します。具体的には、「PCIe AER」に関連するイベント ID 10938 や 12650 が表示される場合があります。これらのログには、エラーが発生した時の PCI デバイス ID や、エラーの詳細なコードが含まれており、どのスロットで問題が起きているか特定の手掛かりとなります。

次に、GPU-Z はグラフィックボードの PCIe ステータスをリアルタイムで確認するのに最も優れたツールです。このソフトを起動すると、「Bus Interface」という項目が表示され、現在リンクされている速度（例：PCIe 5.0 x16）と幅を確認できます。さらに、「Render Test」を実行することで、GPU の負荷下でも PCIe リンクが安定しているかをテスト可能です。負荷中にリンク速度が瞬時に低下し、その後回復する様子が確認できれば、電源供給の問題やスロットの接触不良を疑うべきです。また、HWiNFO64 はより包括的なセンサー情報を提供します。「PCIe Link State」や「Link Speed」、「Link Width」を常時監視することで、アイドル状態と負荷状態での挙動の違いを把握できます。

Linux 環境のユーザーであれば、コマンドラインツール lspci が強力な武器となります。特に -vvv オプションを使用すると、PCI デバイスの非常に詳細な情報が出力されます。例えば、lspci -vvv | grep -A 20 'NVIDIA Corporation' と入力することで、GPU の PCIe ステータス情報を抽出できます。出力中の「LnkCap」（Link Capability）にはサポートされている最大速度と幅が含まれ、「LnkSta」（Link Status）には現在のリンク状態が表示されます。ここで「Speed」が期待値より低く表示されていれば、物理的な接続不良を示しています。また、Linux のカーネルログ dmesg で PCIe エラーメッセージを grep 検索することも有効です。

GPU 関連の PCIe エラーと TDR 問題

グラフィックカードに関連する PCIe エラーは、PC ユーザーにとって最も目に見えるトラブルです。代表的な症状として「GPU が認識されない」「ゲーム中にフリーズする」「ドライバがクラッシュして再起動する（TDR: Timeout Detection and Recovery）」といったものがあります。TDR は Windows の機能であり、GPU ドライバが応答しなくなった場合に自動的にリセットをかける仕組みですが、頻発するとユーザー体験を著しく損ないます。この現象の背景には、PCIe リンクの不安定さによるデータ転送遅延が関係していることが多いです。

TDR を調整するレジストリ設定（TdrDelay）は有名ですが、根本解決ではありません。まずは HWiNFO64 で GPU の電源状態を確認します。GPU-Z や HWiNFO64 では「Power Draw」や「VRM Temperature」も表示されますが、PCIe エラーの文脈では「PCIe 電力供給ライン（12V）」の安定性が重要です。例えば、RTX 4090 のような消費電力の高い GPU を搭載する場合、単一の PCIe スロットから十分な電力を供給できないケースがあります。この場合、マザーボード上の PCIe スロットから直接電源が供給されず、PSU から供給される EPS コネクタ（12VHPWR）への依存度が高まります。もし 12VHPWR コネクタの接触不良やケーブルの曲げすぎがあれば、PCIe データ通信ではなく電力供給の問題として現れますが、結果的に PCIe AER エラーが発生します。

また、GPU の TDR クラッシュは、PCIe スロットの混在構成とも関係があります。多くのマザーボードでは、最下位の M.2 スロットを使用すると、GPU の動作レーン数が x16 から x8 に低下する設計となっています。この場合、帯域幅が半分になるため、高負荷時にデータ転送のボトルネックが発生し、TDR タイムアウトを引き起こす可能性があります。さらに、最近では AMD Radeon RX 7900 XTX や NVIDIA RTX 50 シリーズ（2026年予想）のような次世代 GPU を使用する場合、ドライバとマザーボードの BIOS の互換性も確認が必要です。古い BIOS では PCIe Gen5 対応が不完全な場合があり、アップデートで改善されることがあります。

この表に示す通り、GPU モデルによって推奨される設定やリスク要因が異なります。特に高消費電力モデルでは、PCIe スロット自体よりも電源コネクタの接触不良を疑うことが先決です。また、ドライバの再インストール（DDU: Display Driver Uninstaller）を行う際にも、スロットの物理的な抜き差しや清掃を併せて行うことで、ソフトウェアとハードウェアの両面からアプローチすることが可能です。

NVMe SSD の PCIe バスエラー診断

NVMe SSD は CPU と直接通信する設計ですが、PCIe スロット経由でマザーボードのチップセットに接続されるケースもあります。特に M.2 スロットが 4 つ以上あるマザーボードでは、スロット間でレーンを共有していることが多く、特定のスロットを使用すると他のスロットと競合することがあります。NVMe SSD の PCIe エラーとしては、「ドライブが認識されない」「転送速度が極端に低下する」「読み書き中にタイムアウトエラーが発生する」といった症状があります。

これらの問題の原因として最も多いのが「APST（Autonomous Power State Transition）」の互換性問題です。APST は NVMe SSD がアイドル時に電力を節約するための機能ですが、一部のマザーボードや BIOS ではこの制御が不安定になり、PCIe レベルで通信タイムアウトを引き起こします。例えば、WD Black SN850X や Samsung 990 Pro などの高性能 SSD で、特定の BIOS バージョン下でこのエラーが発生する事例があります。解決策としては、BIOS 設定で「NVMe APST」を無効化するか、SSD のファームウェアを最新にする必要があります。また、SSD の温度も重要な要素です。85℃を超えるとコンテナールがスロットリングし始め、PCIe リンクのパケットロスが発生することがあります。

エラー診断には、CrystalDiskMark や CrystalDiskInfo といったツールが有効ですが、より根本的な PCIe エラーを確認するには SSD 内の SMART データを詳細に読み取る必要があります。SMART の「Media and Data Integrity Errors」や「Uncorrectable Error Count」が増加している場合、PCIe リンクではなくストレージコントローラ自体の故障も疑われます。しかし、エラーがランダムなタイミングで発生し、スロットを変更することで再現性が変わる場合は、マザーボード側の PCIe スロットの問題である可能性が高いです。

物理的な接続不良の切り分け手順

ソフトウェアでの診断だけでは不十分な場合、最終的には物理的な接触確認が必要です。PCIe スロットやカードの接点は、長期間の使用で酸化しやすく、電気抵抗が増加します。この問題は、特に金属製のケース内部にホコリが溜まりやすい環境や、湿度の高い地域で顕著になります。物理的な切り分け手順は以下の通りです。

まず、PC の電源を完全にオフにし、AC コードを抜きます。マザーボードからすべての PCIe カード（GPU、NVMeアダプタなど）を取り外します。接点清掃には、99% イソプロピルアルコール（IPA）と無毛の綿棒または静電気防止用のブラシを使用します。PCIe の金メッキ接点を優しく拭き取り、酸化物や汚れを除去します。この際、金属製のスロットピンに直接力を加えて曲げたりしないよう注意が必要です。また、マザーボードの PCIe スロット内部も、エアダスターでホコリを吹き飛ばすことが推奨されます。

清掃後、スロットとカードを再挿入する際は、垂直方向から均一な圧力をかけます。「カチッ」というロック音が聞こえるまでしっかり固定します。また、複数の PCIe スロットがある場合、CPU 直結の x16 スロット（通常一番上）に GPU を挿すことで、チップセット経由の信号経路を回避し、安定性を確認できます。BIOS の設定も重要です。「PCIe Speed」が「Auto」になっている場合、一度 Gen5 に手動指定してテストを行い、その後 Auto に戻して動作を確認します。

PCIe ライザーケーブルの品質と信号劣化

2026 年現在、小型ケースや垂直マウント構成の普及に伴い、PCIe ライザーケーブルを使用するユーザーが増えています。しかし、このケーブルは PCI Express の信号伝送において最も脆弱なポイントの一つです。特に Gen5 のような高周波信号を扱う場合、ケーブルの長さ（通常 10cm から 30cm 以上）とシールド性能がリンク速度に直結します。安価なケーブルや長いケーブルを使用すると、信号減衰により Gen5 で動作しても実効速度が低下したり、エラーが発生したりします。

信号劣化の影響を避けるためには、PCIe 4.0/5.0 対応の認定ケーブルを使用することが必須です。例えば、ASUS Pure Storage Riser Cable や Phanteks の専用アダプタなどは、信号品質を最適化する設計が施されています。また、ケース内の配線配置にも注意が必要です。ライザーケーブルと他の電源ケーブルやファンケーブルが近接していると、EMI が発生しやすくなります。特に GPU 上部にファンがある場合、エアフローによる振動がケーブルの接触不良を引き起こすこともあります。

上記の表のように、ケーブルの種類によって対応速度と長さの制限が異なります。特に Active ライザーケーブルは信号再生成機能を内蔵していますが、電源が必要であり、故障時のリスクもゼロではありません。垂直マウントを使用する場合は、ケースメーカー推奨のマウンターキットを利用し、無理な力がかからないよう注意して設置することが重要です。

まとめと予防策まとめ

本記事で解説した PCIe エラー診断の要点をまとめます。まず、PCIe のリンク速度低下は信号品質や接触不良が主な原因であり、HWiNFO64 などのツールでリアルタイム監視を行うことが有効です。AER エラーログでは、Correctable と Fatal を区別し、Fatal が頻発する場合は物理的な交換を検討します。GPU や NVMe SSD のトラブルでは、ドライバの問題だけでなく、マザーボードのスロット競合や電源供給の安定性も同時に確認する必要があります。また、2026 年時点での Gen5 ライザーケーブルは、高価な製品でも信号劣化のリスクがあるため、長さを最小限に保つことが推奨されます。

予防策としては、定期的なスロット内のホコリ除去と接点清掃が挙げられます。特に夏場や冬場の湿度変化が激しい時期には、PC 内部の環境確認を行うことでエラーの発生頻度を下げることができます。また、BIOS の更新は最新の状態に保つことで、PCIe スピード制御の不具合を修正できる可能性があります。さらに、高価な GPU や SSD を使用する場合は、マザーボードとの互換性を事前に確認し、スロットの混在設定に注意して配線を行うことが重要です。

最終的に、PCIe エラーは「見えない故障」であるため、データの論理的整合性だけでなく、物理的な接続状態まで視野に入れて診断することが解決への近道です。以下のリストを参考に、自身の PC 環境に合わせて最適なアプローチを選択してください。

• HWiNFO64 でリンク速度とエラーカウンターを常時監視する
• Event Viewer の WHEA-Logger で Fatal Error を確認する
• GPU の TDR クラッシュは電源とスロット設定も同時に確認する
• NVMe SSD の APST 機能でタイムアウトが発生したら無効化する
• PCIe ライザーケーブルは Gen5 対応の短形・高品質モデルを選ぶ
• 物理清掃には IPA（99%）とエアダスターを併用する

よくある質問（FAQ）

Q1. PCIe エラーが発生しても PC が再起動しない場合、どうすればよいですか？ A. その場合は Non-Fatal Error または Correctable Error の可能性が高いです。HWiNFO64 でエラーカウンターが上昇していないか確認し、特定のデバイス（GPU や SSD）のドライバーを更新してください。システムを不安定にするリスクがあるため、バックアップを取ってから BIOS を更新することを推奨します。

Q2. GPU-Z でリンク速度が表示されないのはなぜですか？ A. GPU-Z が起動した直後はリンクトレーニング中である可能性があります。Render Test を実行して負荷をかけてから再度確認するか、BIOS の「PCIe Speed」設定を確認してください。また、GPU の電源コネクタが完全に接続されていない場合も表示されないことがあります。

Q3. PCIe Gen5 のスロットを Gen4 で動作させるにはどうすればよいですか？ A. BIOS の設定メニューにある「PCIe Slot Configuration」または「Advanced」セクションで、該当スロットの速度を「Gen 5 Auto」から「Gen 4 Force」に変更します。これにより信号品質が向上し、安定性が改善されることがあります。

Q4. NVMe SSD が認識されない場合、PCIe スロットの問題とどう区別しますか？ A. その SSD を別の PC やマザーボードの M.2 スロットに挿して動作するか確認してください。動作すれば元のスロットの問題です。また、BIOS で「NVMe Boot」が有効になっているかも確認してください。

Q5. 物理的な清掃は頻繁に行うべきですか？ A. 通常の環境であれば年に一度程度で十分ですが、喫煙者やペットを飼育している場合は半年に一度行うことを推奨します。清掃後は必ず完全に乾かしてから電源を入れるように注意してください。

Q6. ライザーケーブルの交換が必要かどうかの見極め方は？ A. Gen5 で動作させる際、リンク速度が 8GT/s や 16GT/s に低下し、エラーログに Signal Integrity の記述があれば交換が必要です。また、物理的に曲がりすぎている場合は信号劣化のリスクが高いです。

Q7. Windows の TDRDelay レジストリ変更は安全ですか？ A. 通常は安全ですが、過剰な値（30 秒以上など）を設定すると、GPU が応答しないときにシステムがフリーズし続ける可能性があります。基本的には設定値を 8 秒から 10 秒程度に調整する範囲で試すことをお勧めします。

Q8. Linux で lspci コマンドを実行できない場合どうすればよいですか？ A. root 権限が必要です。コマンドの前に sudo を付けて実行してください（例：sudo lspci -vvv）。また、一部のデスクトップ環境では GUI ツール「Hardinfo」や「lshw」を使用することも可能です。

Q9. PCIe エラーはマザーボードの寿命に関係ありますか？ A. 必ずしもそうではありませんが、繰り返される電気的ストレス（サージなど）はコンデンサやチップセットの劣化を加速させる可能性があります。エラーが頻発する場合はマザーボードの交換を検討してください。

Q10. BIOS の更新で PCIe エラーが減ることはありますか？ A. はい、特に 2025 年〜2026 年の最新マザーボードでは、Gen5 の信号品質改善や TDR フリーズ対策のファームウェアが頻繁にリリースされています。エラー発生時は必ず BIOS の最新版への更新を試してください。