【IT基礎】バス（伝送路）とは？「道路の幅」で分かる32bitと64bitの違い

コンピュータ用語で「バス（Bus）」と聞くと、乗り物のバスを思い浮かべますよね。
実は語源は同じ（Omnibus：乗り合い馬車）なのですが、PCの中での役割は少し違います。

バスとは、データが行き交う「道路（伝送路）」のことです。
CPU、メモリ、SSDといった部品たちは、この「バス」という道路で繋がっています。

この記事では、バスの仕組みを道路に例えて解説します。
これを読めば、「なぜ32bitパソコンはメモリ4GBまでしか使えないのか？」という長年の謎が解けます。

1. バス幅 ＝ 道路の車線数

道路には「1車線」の細い道もあれば、「4車線」の広い国道もありますよね。
パソコンの中の道路（バス）も同じで、「一度にどれだけのデータを運べるか」が決まっています。

これを「バス幅（ビット幅）」と呼びます。

当然、道路が広い（64bit）ほうが、大量のデータを一度に送れるので、パソコンの処理速度は速くなります。

2. なぜ32bit版は「メモリ4GB」が限界なのか？

一昔前のWindows（32bit版）を使っていた時、「メモリを8GB挿したのに、3GBくらいしか認識されない！」というトラブルがありました。
これは、道路の幅（桁数）が足りなかったからです。

「番地」が足りなくなる問題

メモリには、データを保存するための「住所（番地）」が振られています。
CPUは、この番地を指定してデータを読み書きします。

• 32bitの場合：
  「2の32乗」通りの番地しか作れません。
  計算すると「約43億個」の住所になります。
  1つの住所に1バイト置くとすると、約4GB（40億バイト）で住所が枯渇します。

つまり、32bitパソコンというのは「住所録が4GB分までしか書き込めないノート」しか持っていないのです。
いくら物理的に16GBのメモリを挿しても、CPUからは「住所がないから、そんな場所知らないよ」と無視されてしまうのです。

一方、64bitなら「2の64乗（約1844京）」という天文学的な数の住所が作れるので、事実上メモリの上限はありません。
これが、現在のパソコンがすべて64bitになった理由です。

3. 試験に出る！「パラレル」と「シリアル」

ITパスポート試験では、データの送り方（転送方式）の違いがよく出題されます。
「道路をどう使うか？」の違いです。

① パラレル転送（Parallel）＝ 運動会の行進

昔の方式です。
複数の信号線を束ねて、「せーの！」で一斉にデータを送ります。

• メリット：一度にたくさん送れる。
• デメリット：タイミングを合わせるのが難しい。
  横一列に並んで走ると、誰か一人が遅れただけで全体が乱れますよね。
  そのため、あまりスピードが出せません。

② シリアル転送（Serial）＝ 流しそうめん

今の主流（USB、SATAなど）です。
信号線は1本（または少数）だけ。データを縦一列に並べて、猛スピードで送り込みます。

• メリット：めちゃくちゃスピードが出せる。
  「タイミング合わせ」がいらないので、新幹線のような速度でデータを流し込めます。
• デメリット：特になし（技術の進歩で克服）。

4. バスの種類（内部と外部）

最後に、バスの場所による呼び方の違いを整理しましょう。

内部バス（CPU内部）

CPUの中で、演算装置とレジスタなどをつなぐ超高速道路。
ここが一番速いです。

外部バス（システムバス）

CPUとメモリをつなぐ道路。
マザーボードの上を走っています。ここの速度（FSB）がパソコン全体の性能に影響します。

拡張バス（入出力バス）

CPUと、周辺機器（SSDやグラボ）をつなぐ道路。
「PCI Express（ピーシーアイ・エクスプレス）」などが有名です。

まとめ

「このパソコン、動作が遅いな…」と思った時、それはCPUの頭が悪いのではなく、データを運ぶ「道路（バス）」が渋滞しているのかもしれません。
データ運送業の裏側を知ると、パソコン選びの視点が変わりますね。