サウンドカード（オーディオカード）とは｜機能・種類・仕組みを分かりやすく解説
サウンドカード（オーディオカード）の機能・種類・仕組みを初心者にもわかりやすく解説。内蔵と拡張の違いや接続・低レイテンシ対策まで丁寧に紹介。
サウンドカード（オーディオカード）は、コンピュータのハードウェアの中で音声信号の入出力や処理を担う装置です。歴史的には拡張カードとしてマザーボードに差し込んで使う形が一般的でしたが、現在は多くがマザーボードに統合（オンボード）されています。拡張カード型は、高品質な入出力、低レイテンシー、外部楽器やMIDI機器の接続など、より専門的な用途に向いています。
以前のサウンドカードはISAバスを使用しており、半二重で録音と再生を同時に行えないものもありました。現在の拡張カードはPCIやPCIeなどの高速バスを使うことが多く、また外付けのUSB/Thunderboltオーディオインターフェースも広く普及しています。ラップトップや省スペースの機器では、集積回路としてメインボードに組み込まれたオンボードサウンドが主流で、一般ユーザーの音声再生や録音のニーズを十分に満たしています。
主な機能
- デジタル→アナログ変換（DAC）：コンピュータのデジタル音声をスピーカーやヘッドホンで再生できるアナログ信号に変換します。
- アナログ→デジタル変換（ADC）：マイクや楽器のアナログ信号をデジタル化して録音します。
- ミキシングとエフェクト処理：複数トラックの合成、音量調整、DSPによるリバーブやEQなどを行います。
- 入出力管理：ライン入力、スピーカー出力、マイク入力、ヘッドフォン出力、S/PDIF（同軸/光）、MIDIなどの端子を提供します。
- 低レイテンシー制御：音楽制作やライブ録音で重要な、遅延（レイテンシー）を抑える機能やドライバー（ASIOなど）のサポート。
主な構成要素
- コーデック（Codec）：ADC/DACや簡易的なミキサーと制御回路をまとめたIC。
- サンプルレート/ビット深度：44.1kHz/16bit（CD相当）や48kHz/24bit、さらに96kHz以上/32bitなどの対応が音質に影響します。
- DSP（デジタルシグナルプロセッサ）：エフェクトやハードウェアミキシングを高速に処理する専用チップ。
- プリアンプ：マイク信号を増幅する回路。高品質なプリアンプはノイズが少なく音がクリアになります。XLR端子やファントム電源（+48V）を備える物もあります。
- 入出力端子：TRS、RCA、XLR、光TOSLINK、BNC（ワードクロック）など。
種類（用途別）
- オンボード（統合）サウンド：ほとんどのデスクトップやノートに標準搭載。一般的な再生・ビデオ会議・ゲーム用途に十分。
- 拡張内蔵カード（PCI/PCIe）：デスクトップPC向け。高S/N比、低レイテンシー、複数入出力を必要とするクリエイターやゲーマー向け。
- 外付けオーディオインターフェース（USB/Thunderbolt）：ノートPCやモバイル制作に最適。XLRやTRS入力、MIDI端子、高品位プリアンプを備える機種が多い。
- プロ用コンソール/ラック機器：スタジオ録音用の高性能機。多数の入力・出力、ワードクロック同期、専用ドライバーを備えます。
接続端子と規格
- アナログ：ライン入力/出力（RCA、TRS）、マイク入力（3.5mmやXLR）、ヘッドフォン出力。
- デジタル：S/PDIF（同軸/光）、AES/EBU（プロ用）、USBオーディオ、Thunderbolt。
- MIDI：楽器やシンセサイザーとの通信に使う5ピンDIN端子やUSB-MIDI。
- サンプルレート/ビット深度：44.1kHz〜192kHz、16bit〜32bit浮動小数点など。
音質指標と重要項目
- サンプリング周波数とビット深度：高い数値ほど原音の忠実度は上がるが、用途に応じた選択が重要。
- SNR（Signal-to-Noise Ratio）：信号対雑音比。数値が大きいほどノイズが少なくクリア。
- THD+N（全高調波歪み＋ノイズ）：小さいほど歪みが少ない。
- ダイナミックレンジとヘッドルーム：音の強弱を余裕を持って扱えるかどうか。
- インピーダンス：ヘッドフォンやスピーカーとの相性に影響します。
ドライバーとレイテンシー
オーディオデバイスはOS用のドライバーが必要です。WindowsではASIOドライバーが音楽制作で低レイテンシーを実現するために広く使われます。macOSやLinuxでも専用ドライバーやCore Audio、ALSA等の仕組みで動作します。ドライバーの対応状況は機器選びの重要なポイントです。
選び方のポイント
- 用途を明確に：ゲームや映画鑑賞ならオンボードや手頃な外付けで十分。音楽制作やレコーディングは低レイテンシーで高品質なインターフェースを選ぶ。
- 入力/出力の数：マイクや楽器、外部機器を複数接続するか確認する。
- 端子の種類：XLRやTRS、S/PDIF、MIDI等、必要な端子を確認。
- ドライバーと互換性：使用するOSやDAW（音楽制作ソフト）との相性を確認する。
- 携帯性と接続方式：ノートで使うならUSB/Thunderboltの外付けが便利。
取り付けと基本的なトラブル対策
- 内蔵カードは電源オフ後にPCI/PCIeスロットへ挿入。静電気対策を行う。
- ドライバーはメーカーサイトから最新版を入手してインストールする。
- 音が出ない場合は、OSのサウンド設定、デバイスの既定値、ミュート、ケーブル接続を確認する。
- レイテンシーが大きい場合はバッファサイズやドライバー（ASIO等）を調整する。
まとめ
サウンドカードは、単に音を出すためだけでなく、録音、信号処理、外部機器との接続、低レイテンシー動作など多様な機能を担います。一般用途にはオンボードで十分な場合が多いですが、プロやハイエンド用途では拡張カードや高品質な外付けオーディオインターフェースが求められます。用途と予算に合わせて、入出力端子、ドライバー、音質指標（サンプルレート・ビット深度・SNRなど）を確認して選びましょう。
PCIサウンドカード「Creative Sound Blaster Live!
入力・出力信号
私たちがスピーカーから聞くのは、信号のアナログ（電流、電圧、電荷）出力です。例えば、ハードディスクに保存されたデジタルコードは、何らかのアプリケーション（例えばWinamp）の制御下でサウンドカードに転送されます。その上で、デジタル・アナログ・コンバーターと呼ばれる特殊なチップが、バイナリコードをアナログの音に変えます。その後、信号はスピーカーが接続されているジャック（最近のオーディオカードでは緑色になっています）に送られます。その結果、私たちが好きなデジタルメディア、例えばmp3の美しい波形ができあがります。
代表的な音声入力機器はマイクで、赤/ピンクのジャックソケットに接続します。音波はデジタル化され、ファイルを小さくするデータ圧縮アルゴリズムを使ってファイルとして保存されることもあります。もちろん、これらの作業はすべてソフトウェアの制御下で行われます。
質問と回答
Q: サウンドカードとは何ですか?
A: サウンドカードは、サウンド信号の入出力を制御するコンピュータハードウェアの一部です。
Q: 拡張カードとは何ですか?
A: 拡張カードはマザーボードに追加できるカードです。
Q: ほとんどのオーディオカードはマザーボードに統合されているのですか?
A: はい、現在ではほとんどのオーディオカードはマザーボードに統合されています。
Q: 一体型オーディオカードにはどのような機能がありますか?
A: 内蔵オーディオカードは、ライン入力、スピーカー、マイク接続を提供します。
Q: なぜ回路一体型のサウンドカードが普及したのですか?
A: 回路一体型のサウンドカードが普及したのは、占有スペースが小さく、ラップトップコンピュータに実用的だからです。
Q:拡張カードとしてサウンドカードから得られる追加機能とは何ですか?
A:拡張カードとしてのサウンドカードから得られる追加機能には、楽器接続用のMIDIポートや低遅延要件が含まれます。
Q: 最新の拡張サウンドカードで使用されているコンピュータバス規格は何ですか?
A: 最新の拡張サウンドカードはPCIコンピュータバス規格を使用しています。
百科事典を検索する