PC/AT互換機
PC/AT互換機（ピーシーエーティーごかんき）とは、1984年にIBMが発売したパーソナルコンピュータである「PC/AT」の互換機すなわち互換性のあるパーソナルコンピュータや、さらにはそれらをベースに拡張された各種のマシンやアーキテクチャの総称である。「IBM PC互換機」「PC互換機」「DOS/V機」などとも呼ばれる。
目次
名称
「IBM PC/AT互換機」(IBM PC/AT Compatibles)、「PC/AT互換機」、「AT互換機」などと呼ばれる。
世界的には、特に「PC/AT以降」と限定する場合を除くと、単に「IBM PC互換機」(IBM PC compatible)と呼ばれることが多い。この場合の「IBM PC」とはオリジナルのIBM PC（という名称のシリーズ）のことであり、「IBM社のパソコン」という意味ではない。また、「PCクローン」(PC Clones)は、初期に登場した「オリジナルのほぼそのままの複製」のニュアンスが強い。さらには主にMacintoshと対比させて、「PC」「PCs」と総称する場合も多い。
日本では、当初は「IBM互換機」、DOS/V普及後は「DOS/V機」、現在は「PC/AT互換機」と呼ばれる事が多い。理由としては、以下が考えられる。
- 「IBM互換機」では、メインフレームのIBM互換機を指す場合がある
- 「IBM PC」では、「IBMのパソコン（全て）」と誤解されやすい（日本ではIBM PCが発売されず知名度が低いため）
- 単に「PC」では、全メーカー（全規格、全機種）のパソコン全般を指すことが一般的である
- 「DOS/V機」では、DOS/V以外のオペレーティングシステム (OS)、例えばWindows系OSを導入している場合に紛らわしく、また、日本以外では通用しない
- 日本でのPC/AT互換機の普及期に、Windows 95が「PC/AT互換機用」と表記した
なお、大手メーカーは（パーソナルコンピュータに限らず）ブランド戦略やサポート範囲上、「互換機」の表現を前面に出さない傾向がある。コンパック（現HP）は日本でのDOS/V参入時に「業界標準機」(Industory Standard Machine)、日本電気はPC/AT互換機であるPC98-NXシリーズ発売時に「世界標準機」と呼んだ。（日本で初めてのIBM-PC互換機は、日立製作所のMB-16000）
また、現在ではWindows（Me、XP以降）が稼働するパーソナルコンピュータはIntel Macを除いてほぼPC/AT互換機ベースとなったため、特に「PC/AT互換機」と表記する必要性も低下した。
概説
現在では世界的にも日本でも、パーソナルコンピュータの大多数はMacintoshを除くとPC/AT互換機であり、事実上の標準となっている。また、各種のスーパーコンピュータや携帯情報端末や制御機器などのベースとしても使用されているが、独自拡張によりパーソナルコンピュータとの互換性を失っている場合が多い。
PC/AT互換機はオリジナルのPC/ATと互換性を持つところから出発したが、現在では拡張を重ね、ATバス(ISA)を含めてハードウェア面の互換性はほとんど失われている。しかし、ソフトウェア面から見れば、ほぼ上位互換性を持つCPU (x86) やディスプレイ仕様（SVGAなど）などを引き継いでいる。
このため現在ではPC/AT互換機とは「オリジナルのPC/ATと直接の互換性があるマシン」という意味ではなく、「PC/ATをベースにソフトウェア面の上位互換性を配慮しながらも、各種の拡張や競争や標準化を重ね、事実上の標準を確立したマシンや仕様の総称」といえる。
事実上、パソコンの標準機となっており、1980年代後半から日本を除く世界的なパソコンのシェアの過半はPC/AT互換機で占められていた（日本では1980年代の半ば頃から1990年代の前半頃まで、日本語で使用できるシステムを実用化させた日本電気のPC-9800シリーズが市場をほぼ独占していた）。ハードウェアやBIOSのインタフェースを共通にすることで、ソフトウェアや周辺機器が複数のメーカーのパソコンで利用できる。
PC/ATの仕様公開以後、多くの互換機メーカーや、台湾などを中心とした部品メーカーが登場し、競争によるコストダウンが進み、標準パソコンの地位を築いた。これにより、1990年代半ば以降、低価格なホビーパソコンはほぼ消滅し、パーソナルコンピュータ市場はPC/AT互換機がほぼ独占するようになった。
結果として、PC/AT互換機の規格に基づいて設計された部品は、組み合わせに関して暗黙の保証を与えることとなり、メーカーでは無い個人でも、比較的容易にコンピュータを組み立てられるようになっている。零細なガレージメーカーのほか、自作パソコンと称して個人が必要な部品を買ってコンピュータを組み立てることも盛んである。ただし、実際には規格に「合致」ではなく、「準拠」させてあるだけであるため、個々の部品特性のバラツキなどから動作に不具合が生じる場合も無いとは言えず、製品の種類数や組み合わせ数が膨大なため、メーカーでもすべての組み合わせの対応を検証することは不可能で、製品の動作を保証しないこともある。これを俗に相性という。
歴史
クローンの誕生
IBMによって発売された、1981年のオリジナルのIBM PC、1983年のマイナーチェンジであるIBM PC/XT、1984年のIBM PC/ATは大ヒットとなり、ビジネス用途を含め広く普及し、多数のアプリケーションソフトウェアや周辺機器が市場に普及した。
IBM PCは早期参入のために市場で入手可能な部品のみで構成され、周辺機器の普及のためにオープンアーキテクチャとして回路図やBIOSのソースコードを公開し、さらに、主力のオペレーティングシステムであるPC DOSを「MS-DOS」の名称でマイクロソフトから各社にOEM供給する事を認めたため、市場には各種のMS-DOSマシン（一部はLotus 1-2-3互換を名乗った）、さらには「IBM PC互換機」が登場した。
互換機のうち、初期に登場した各オリジナルのコピー（模倣）に近いものをクローンと呼ぶ。クローンは先行したApple IIなどでも存在したが、中にはBIOSなどの著作権を侵害しているものも含まれる。
初めてのIBM PCクローンは、1982年のテンプレート:仮リンクによるMPC [1] とされ、クリーンルーム設計による著作権侵害とならない互換BIOSを搭載した。
1982年には代表的な互換機メーカーであるコンパックが設立され、1983年出荷のCompaq Portableもクリーンルーム設計による互換BIOSを搭載した。さらに、1984年にはBIOSメーカーであるテンプレート:仮リンクがクリーンルーム設計による互換BIOSを各メーカーに供給開始し、後にはテンプレート:仮リンクなども参入し、合法的な互換機市場が形成された。
上位互換による互換機市場の確立
1986年 コンパックがIBMに先駆けて80386 CPUを採用した際に、従来のXTバスやATバスにバスブリッジを導入し、CPUのクロックと外部バスのクロックを分離した。これは後にEISA陣営によりISAバスと呼ばれ、さらに、IEEEで標準化された。このことはIBMオリジナルの各モデル(CPU)のローカルなバス規格であったXTバスやATバスが標準化され、コピーから生まれた互換機が、以後は独自に高速CPUを搭載したり周辺機器を設計することが可能となり、PC/AT互換機市場が確立した。
ハードディスクの規格も当初のST-506やESDIから、1986年にコンパックとコナー・ペリフェラルが開発したIDE、さらには標準化されたATA、SATAが主流となり、特定メーカーの影響力は低下した。
ディスプレイ（テキストおよびグラフィック）の規格も、上位互換が徹底された。オリジナルのIBM PCで採用されたCGAおよびMDAの画面モードは、PC/ATで採用されたEGAの規格の中にも含まれ、IBM PS/2で採用されたVGAの規格にはEGAの画面モードが（つまりCGAやMDAの画面モードも）含まれており、ユーザーがハードウェア的な切替操作をすることなく複数の歴代の画面モードを表示できる。各社のチップやボードも同様で、Hercules Graphics Cardなどの共存型を除き、大半のものは各オリジナルの画面モード（EGAなど）に加え、独自の高解像度や色数のモードを追加し速度を競った。特にSVGA（VGAの上位互換規格の総称）では一部の規格がVESAで標準化された。
規格競争と標準化
1987年には、IBM PS/2が次世代バスとしてMCAを採用し論議を呼んだが、結果的にはMCAも対立したEISAも部分的にしか普及せず、ATバス（ISAバス）とそのローカル拡張の標準化であるVLバスが広く使われ続け、後にPCIに交代した。なお、PS/2の上位機種（MCAモデル）はAT互換機と呼ばれない場合が多いが、後のPCIと同様に広義ではAT互換機の一種である。
1994年には、次世代CPUとしてインテルとHPがIA-64を、また、IBMがPowerPCベースのPRePを発表したが、主流となったのはx86との上位互換性を持つAMDのAMD64の規格であるx64であった。
その他のハードウェア面では、キーボードの接続はATコネクタ（DIN5ピン）からPS/2コネクタ（ミニDIN）を経由してUSBに、マウスの接続はバスマウスからシリアルポート、PS/2コネクタを経由してUSBに、プリンターの接続はパラレルポート（セントロニクス）からUSBに、それぞれ移行した。また、フロッピーディスクは消えようとしている。
しかし、ソフトウェア面ではアプリケーションプログラムの上位互換性はほぼ維持されている。また、パーソナルコンピュータ以外の用途を含め「x86サーバー」「x86システム」と総称される事も増えている。
以上のように、当初はIBM製品のクローン（模倣）から始まったAT互換機だが、各種の規格争いと標準化を繰り返して発展しており、現在は有力メーカーやインテルでも市場（業界、ユーザー）の支持を得られない規格は普及できないデファクトスタンダードの世界である。
年表
オリジナルのIBM PCを含め、歴史的にPC/AT互換機に大きな影響を与えたものには以下がある。
- 1981年 IBM PC
- 1982年 テンプレート:仮リンク MPC（初めてのIBM PC互換機）
- 1982年 コンパック設立
- 1983年 IBM PC/XT
- 8ビットのXTバス （後の8ビットISA）
- 1984年 テンプレート:仮リンクが互換BIOSの供給を開始
- 1984年 IBM PC/AT
- 16ビットCPUの80286（外部16ビット）
- 16ビットのATバス （後の16ビットISA）
- ディスプレイ規格のEGA（CGAやMDAの上位互換）
- 101拡張キーボード（現在の各国主流キーボードのベース）
- 1987年 コンパック Deskpro 386 （Portable 386が先との説もあり）
- Flex Architecture （CPUのクロックとATバスのクロックの分離）
- 1987年 IBM PS/2
- 1990年 日本でのDOS/V登場 （日本でのPC/AT互換機本格普及の契機）
- 1991年 日本でのOADG発足（日本語キーボードの標準化）
- 1991年 32ビットのPCIバスの登場
- 1994年 VESA BIOS Extensions 2.0 （VESAによるSVGAの標準化）
- 1996年 周辺機器接続規格のUSBの登場
- 1997年 インテルとマイクロソフト提唱のテンプレート:仮リンク
- 1997年 日本電気のPC98-NXシリーズ （日本独自仕様のパーソナルコンピュータメーカーとして最大最後であった日本電気による、PC/AT互換機の発売という歴史的方針転換）
- 2000年 Windows Me（Windows 9x系の対象機種がPC/AT互換機のみとなる）
- 2001年 Windows XP（Windows NT系も対象機種がPC/AT互換機のみとなる）
日本における普及
黎明期
1980年代のうちからPC/AT互換機を独自に日本語化した製品を、各メーカが製品化していた。しかし、各社バラバラの方式で拡張していたため、当時の日本電気 (NEC) のPC-9800シリーズの牙城を崩すには至っていなかった。
かろうじて成功をおさめていたのが、東芝のJ-3100(Dynabook)だった。これはCGA/EGAをベースに日本語化したものである。DOS/V発売後にVGA対応がなされたが、東芝は完全にDOS/Vに移行した。
AX規格の登場
PC/AT互換機を日本語化する別アプローチからの方策として、1986年には、マイクロソフト主導によるAXという仕様も策定されている。これはEGAをハードウェア的に拡張したJEGAボードによって日本語化を行なうものであった。
当時、NECと東芝、富士通、日本アイ・ビー・エムを除く家電やコンピューターメーカ等は、AX協議会に参加し、AX規格のパソコンを販売したが、本来低価格なパソコンの値段を押上げ、海外ソフトを動作させる必要があった外資系企業で使われた程度で、国内でのシェアは低く、弱者連合と揶揄されることもあった。
また、AX規格の制定の頃から、海外でのPC/AT互換機では、より上位の表示規格であるVGAや、さらに、拡張されたスーパーVGAが主流になったが、時代の流れを読み違え、EGAベースで、しかも非常に拡張性の低い方式を採用してしまったため、DOS/Vの登場によって存在意義を失った。AX協議会は発展的な解消をし、参加各社はOADGに「移行」した。
DOS/Vの登場と日本での夜明け
日本でのPC/AT互換機の本格的な普及は、1990年に日本アイ・ビー・エムが、IBM PS/2ベースの自社製品を対象に、特別なハードウェアなしにソフトウェア処理のみで日本語の取り扱いが可能になるオペレーティングシステム「DOS/V」を発売したことから始まる。当時は同じ予算でPC-9801では80386搭載機であるところが、PC/AT互換機では80486搭載機が購入できるなど、価格帯性能比において圧倒的にPC/AT互換機が優れていた。その上で日本語を扱うソフトウェアがDOS/Vを導入することで動作可能になったことから、まずパソコンに詳しい層から支持が始まった。
このことや、当時日本で「PC」というとNECのPC-9800シリーズを指すことがほとんどだったこともあり、PC/AT互換機という呼び方よりも「DOS/V機」「DOS/Vパソコン」、さらには単に「DOS/V」という呼び方が先に普及した。
当時はWindows 3.0の時代で、アプリケーションも少なかったが、その間、ネットワーカーたちによって環境の整備やノウハウの蓄積が行なわれた。例えば、DOSの日本語拡張表示機能であるV-Textは、西川和久やLeptonらネットワーカーたちによって考案され、IBM公認の仕様となり、当時のDOS/Vブームを支えた。ブームに伴い、日本語変換入力ソフト、各著名アプリケーションがDOS/Vパソコンに移植されていった。
業界団体として作られたOADGにより、日本語キーボードの標準化がなされたのもこの時代である。初期に富士通が脱退するなどのごたごたもあった（のち復帰）。
日本でも標準機の地位を確立へ
リリースが大幅に遅れた日本語版Windows 3.1は、1993年に発売されるとブームになり、パーソナルコンピューターを急速に普及させた。Windowsはパソコンのアーキテクチャの違いを埋め、異なるアーキテクチャのパソコン同士であっても、同一のパソコン操作環境を提供した。その過程で、安価で高性能、かつ内外多数のメーカーから機種を選択できるということで、PC/AT互換機は日本でも一般層に徐々に浸透していった。そして、日本での標準機であったPC-9801 シリーズを供給していたNECは、PC-9800シリーズアーキテクチャーの維持が価格競争上困難であると判断し、その供給を終了することになる。
世界標準のPC/AT互換機がそのまま日本語環境で使える事になったため、コモディティ化を招くことになった。海外、特にコスト面で競争力が強かった台湾製のPC/AT互換機が大量に流入するに至って、日本メーカーはNEC他、細々と独自のものを維持していたメーカーも、そのアーキテクチャーを放棄した。加えて、ほぼNECの寡占状態であったパーソナルコンピューター市場は、広く日本の他のメーカーにも開かれた形になり、それらのメーカーはPC/AT互換のプラットフォームの上で独自性を持たせる製品開発の方向へと進み、それは世界のパーソナルコンピューター市場にも大きな影響を与えることになる。
現在は、多くの日本メーカーが台湾などのメーカーからOEM供給を受けてパーソナルコンピューターを販売するようになっている。その際、日本メーカーと供給元とが提携し、日本側が提案した特徴を持つ機種も市場に提供されている。
拡張されている機能
- CPU
- チップセット
- IDE/ATA/ATAPI
- SIMM
- DIMM/SDRAM
- AGP/DVI
- PCI
- SCSI
- USB
- IEEE 1394
- PCI Express
- SATA(e-SATA)
- PCカード
オリジナルのPC/ATと今日のPC/AT互換機（デスクトップタイプ）を比較すると以下のようになる。「互換機」と呼ばれながら既にオリジナルと共通するハードウェア規格はほとんど無い。しかし、ソフトウェアから見た上位互換性はほぼ保たれている。
なお、BIOSだけは20年以上ほぼ原型のままであり、HDDの物理パーティションが4個を超えて作れない、POST仕様が原始的などさまざまな制約の原因になっていた。しかし、近年になりようやく代替となるEFIが採用されはじめ、これらのレガシー仕様も解消されていく見込みである。
| オリジナルPC/AT(1984年) | 過渡期 (1990年頃から2000年代前半まで) |
2013年まで | |
|---|---|---|---|
| CPUアーキテクチャ | x86（16ビット） | IA-32（32ビット) | x86-64（64ビット） |
| CPU | 80286
動作クロック6MHz |
80386, i486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 K6, Athlon, Athlon XP, 6x86, MediaGXその他 |
Intel Core,Xeon AMD FX, A10, Phenom, Turion X2, Opteron |
| BIOS | BIOS | BIOS | BIOS→EFI |
| フォームファクタ・電源 | AT | AT, ATX, MicroATX | ATX, MicroATX, ITX |
| メモリ | 512KB | FPM DRAM, EDO DRAM,
SDRAM, RDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM |
DDR2/DDR3 SDRAM(IA32は3.25GBまで、x86-64ならばそれ以上も対応)
4Gから32GB程度 |
| 内部バス（拡張スロット） | ATバス（後のISAバス） | ISAバス、EISAバス、VLバス、PCI、AGP | PCI Express |
| 画面 | 640×350, 64色中16色表示 (EGA) | 640×480(VGA), 800×600(SVGA), 1024×768(XGA)から1600×1200
8（256色表示）～16（65536色表示）～24ビット（1677万色表示）カラー、ウインドウアクセラレータ |
1024×768(XGA)から2560×1600(WQXGA)
24ビットカラー、ハードウエアによる3D描画, マルチディスプレイ |
| モニタ | ブラウン管 | ブラウン管・LCD | LCD |
| モニタ(I/F) | アナログ接続（D-Sub15ピン） | アナログ接続（D-Sub15ピン）・コンポーネント端子 (5BNC) | DVI, HDMI, DisplayPort |
| オーディオ | ビープ音 | Sound Blaster16（事実上の標準）, Audio Codec 97 (AC97) | Intel High Definition Audio(HD Audio)、USB接続音源 |
| キーボード | 84キー→101キー（DIN 5ピン) | 101キー（DIN 5ピン→PS/2コネクタ、USB） | 104キー(+α), USB、PS/2コネクタ, Bluetooth |
| マウス | オプション（バスマウス, シリアルマウス） | シリアルマウス→PS/2コネクタ、USB | USB、PS/2コネクタ、Bluetooth |
| FDD | 5.25" 1.2MB | 3.5" 1.44MB | 未搭載機種が主流。（一部では3.5" 1.44MBタイプを依然使用）USBコネクタに接続した外付けドライブで対応することが多い。 |
| HDD(単体容量） | 5から30MB | 数百MBから数十GB | 80GBから3TB |
| HDD（I/F） | ESDI | ATA, IDE, SASI, SCSI | Serial ATA, USB（外付け）, IEEE 1394（外付け）, iSCSI, SAS, FC |
| 光学ドライブ | なし | CD-ROM, CD-R (RW), DVD-ROM (DVD-RW, +RW) | スーパーマルチドライブ、Blu-ray、HD DVD |
| その他補助記憶装置 | MO, ZIP, PD, DVD-RAM | DVD、メモリーカード、USBメモリ、Flash SSD | |
| 拡張ポート | シリアル(RS-232C)、パラレル | シリアル、パラレル、PCカード・ CardBus（主にノートブックタイプ）、USB、IEEE 1394 | USB, IEEE 1394, ExpressCard（主にノートブックタイプ） |
| ネットワーク | オプション(非同期通信、トークンリングなど) | モデム、イーサネット (10M, 100M)、無線LAN (IEEE 802.11b)、IrDA |
イーサネット (1G), 無線LAN (IEEE 802.11g, n) Bluetooth |
| 電源管理 | なし | なし→APM→ACPI | ACPI |
| OS | PC DOS（OEM版はMS-DOS） | Microsoft Windows（3.1、95系、NT系） |
Microsoft Windows (8, 7,Embeded) |
| 消費電力 | 不明 | 数十から200W程度（内部構成による） | 30Wから2000W（内部構成による） |
| 用途 | ゲーム、汎用業務端末、端末 | パソコン、各種サーバ、クライアント、一部組み込みシステム（産業用、工業用など）、アーケードゲーム基板（タイトー『WOLFシステム』） | パソコン、各種サーバ、オープンシステム端末（クライアント）、スーパーコンピュータ（クラスタまたはノードの一部） 組み込みシステム（キオスク端末、ATM、NAS等の各種アプライアンス、AV機器） |
- PC/AT互換機ではないが、インテル製CPUを採用したIntel Macと呼ばれるMacintoshのハード構成は、最初からEFIを採用しているなどの違いを除きほぼ現行のPC/AT互換機と共通である。
