ハードウェアを管理・制御してOS起動を導く重要プログラム - BIOSの基礎知識から設定内容までを徹底紹介

パソコンを起動すると、WindowsなどのOSが立ち上がる前に、画面に一瞬だけ英語の文字列が表示されるのを見たことはありませんか？それはBIOS(バイオス)が働いているサイン。BIOSは、ハードウェアの初期化やOSの起動など、パソコンが正常に動作するために欠かせない役割を担っているプログラム(ファームウェア)です。

しかし、BIOSという言葉は聞いたことがあっても、 「一体何をしているのか？」「設定はどうすればいいのか？」と疑問に思っている方も多いのではないでしょうか？

本記事では、BIOSの基礎知識から、設定画面へのアクセス方法、具体的な設定項目、注意点までを解説。初心者の方でも安心してBIOSに触れられるよう、順を追って説明しますので、この機会にぜひチェックしてみてください。

1．BIOSの基礎知識

1-1．BIOSとは？

BIOSとは、“Basic Input/Output System”の略で、パソコンに電源を入れ、OSが起動する前に、ハードウェアの管理や制御を行うプログラム(ファームウェア)です。BIOSは、マザーボードに搭載されたチップ内に保存されており、コンピュータの電源が入るとすぐに動作を開始します。

1-2．BIOSとOSの役割の違い

BIOSとOSはいずれもパソコンを動かす上で非常に重要なプログラムで、いずれも“OS”という文字が入っていますが、役割や動作するタイミングなどがまったく異なるプログラムです。ここではその違いを比較してみましょう。

BIOS(Basic Input/Output System)は、パソコンに電源を入れた後、OSが起動する前に動作するプログラムで、接続されているハードウェアを管理・制御し、OSが起動するための準備を行います。マザーボード上のフラッシュメモリに格納されており、ハードウェアの接続状況やストレージの起動順位など、ハードウェアに関する基本的な確認やカスタマイズを行うことができます。

一方、OS((Operating System)は、コンピュータの資源を管理し、ソフトウェアを実行するための環境を提供する基幹プログラムで、起動後はハードウェアを含めてパソコン全体の管理・制御を行います。基本的には、HDDやSSDなどのストレージに格納されており、ユーザーインタフェースを提供することによって、ユーザーがコンピュータを操作できる環境を整えます。

1-3．BIOSとUEFIの違いについて

最近のマザーボードには、BIOSとは異なる「UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)」と呼ばれるファームウェアが搭載されています。UEFIは、BIOSの後継として開発されたファームウェアで、OSが起動する前にハードウェアを管理するといった働きはまったく同じです。

UEFIは新しく作られた規格なので、UIもグラフィカルでマウスによる操作にも対応。ストレージ周りの対応も進んでおり、起動プロセスの高速化やセキュリティ機能の強化などが盛り込まれています。

現在では「UEFI」が主流となっていますが、基本的な機能が同じこともあり、これまで同様に「BIOS」と呼ばれたり、「UEFI BIOS」と呼ばれたりしますので、本記事では「UEFI」も「BIOS」として解説しています。なお、かつてのBIOSについては「レガシーBIOS」と表記されることもあります。

2．BIOSの主な機能・役割

2-1．ハードウェアの初期化と診断

パソコンの電源を入れると、まず最初に実行されるプログラムがBIOSです。BIOSはまずハードウェアの初期化を行い、システムを動作させるために必要な基本的な設定を確認します。このプロセスは「POST(Power-On Self Test)」と呼ばれ、CPUやメモリ、ビデオカード、ストレージ、キーボードなどのハードウェアが正常に動作しているかどうかをチェックします。

もしPOST中にエラーが検出された場合、BIOSはビープ音やLEDの点灯などでエラーメッセージを表示。POSTが問題なく完了した後、OSの起動準備を行います。

2-2．ブートデバイスの選択

POSTが完了したら、BIOSは、OSがインストールされている起動デバイス(HDD、SSD、USBメモリなど)からブートローダを読み込み、OSを起動します。

どのデバイスからブート(起動)させるかは、ユーザーがBIOSにて変更することが可能です。通常、Windowsの場合は、Cドライブが格納されているストレージを選択するのが基本ですが、OSの再インストールや修復を行う場合は、OSのインストールメディアにあわせて、USBメモリや外付けドライブの優先順位を高めることもできます。なお、ブート順位を高く設定してもブートローダが見つからない場合は無視されます。

2-3．CPUやメモリのチューニング

BIOSでは、ハードウェアの接続状況を確認できるだけでなく、CPUやメモリのチューニングを行うことも可能です。CPUやメモリについては、あくまでも自己責任とはなりますが、動作クロックや動作電圧などを変更する、いわゆるオーバークロックを行うことで、パフォーマンスアップを図ることが可能です。

CPUやメモリを定格以上の数値で動作させると、パフォーマンスの向上が期待できる一方で、故障などの危険性が高まりますので、知識や経験に自信のない方は特に注意が必要です。また、搭載されているBIOSによってはCPUやメモリのチューニングが行えない場合もあります。

2-4．ハードウェアとソフトウェア間の橋渡し

BIOSは、ハードウェアとソフトウェア間の橋渡し役を担います。例えば、キーボードやマウスの操作、ディスクドライブの読み書きなどの基本的なハードウェア操作をOSが行うために必要なインタフェース(通信手段)をBIOSは提供します。

OSが起動しても、BIOSが基本的なハードウェアへのアクセスをサポートし続けることによって、ハードウェアの互換性が保たれるので、異なるメーカーやモデルのデバイスでも正しく動作させることができるのです。

2-5．システム時刻の設定

BIOSは、システム時刻を保持するためのRTC(Real-Time Clock)を内蔵しています。そのため、パソコンの電源がオフになっている間も、バッテリー(CMOS電池)によって動作を維持し、日付や時刻情報を保存しています。この情報から、システムが起動時に正確な時刻を表示したり、ファイルの作成・更新日時を正確に記録したりすることが可能となるのです。なお、電池切れを起こすと、当然正常な時刻を刻めなくなりますので、注意しましょう。

3．BIOSの設定変更が必要になる場面とは？

3-1．OSのインストール・再インストール

OSを新たにインストールする、あるいは再インストールする際は、BIOSにて必ずデバイスのブート順位を確認します。OSのインストールメディアにあわせて、CD/DVDかUSBメモリが優先的に起動するように設定。その次にOSをインストールするストレージを指定しておくとよいでしょう。

BIOSによって表記方法が異なる場合もありますが、光学ディスクの場合、SATA接続かUSB接続かによって選ぶべき項目が異なる場合もありますので注意が必要です。

なお、光学ディスクやUSBメモリを最優先にしたままの状態でも、インストールメディアを取り外している状態であれば、そのまま次のストレージからブートが行われますので、インストール後に修正する必要はありませんが、インストールメディアが入ったままだと、再びインストールメディアから起動してしまいますので、念の為、OSがインストールされたストレージを最優先に変更し直しておいたほうがムダな手間が省けるかもしれません。

3-2．ハードウェアの増設・交換時

新たにハードウェアを増設、あるいは換装した場合は、必ずBIOSで正しく認識されているかをチェックする必要があります。CPUを交換した場合は、動作クロックが正しく認識されているか、メモリを増設した場合はちゃんと容量が増えているかなどを確認しましょう。

もしも正しく認識されない場合は、増設・換装したハードウェアがトラブルを起こしている可能性がある一方で、マザーボードよりも後に発売されたハードウェア、特にCPUは正しく認識されないことがあります。その場合は、後述するBIOSアップデートを行う必要があります。

3-3．パフォーマンスの向上

BIOSでは、CPUやメモリの動作クロックや動作電圧を定格以上に引き上げることでパフォーマンスを向上させるオーバークロックを行うことができます。

オーバークロックはコストを掛けず、手軽にパソコンの性能をアップさせることができる反面、定格以上の動作を強いることになるため故障やトラブルの原因ともなります。
基本的にオーバークロックは自己責任になるため、トラブルが起こってもメーカー保証が受けられなくなりますので、知識や経験に自信のない方はあまり手を出さないほうがよいかもしれません。またオーバークロックを行うと発熱も増大しますので、もしチャレンジされる場合は、冷却面についても注意するようにしましょう。

なお、マザーボードによっては動作クロックの変更などに対応していない場合もあります。

3-4．電力管理やファン設定

かつて、パソコンの電力管理はBIOSが担当しており、「APM(Advanced Power Management)」と呼ばれる規格が使用されていました。しかし、現在では、「ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)」と呼ばれる規格が採用されており、電力管理はOSが制御するようになっています。

そのため電力管理に関する設定は、マザーボードによっては用意されていない場合もあります。しかし、ACPIを機能させるためには、BIOSの対応も必須となりますので、マザーボードによっては、ACPIの有効／無効を切り替える設定が用意されている場合があります。その場合は、特別な理由がない限り、「有効」になっているかどうかを確認しておきましょう。そのほか、時刻やキーボード、マウス、リモートコントローラーなどでパソコンを起動させる「Wake on LAN」に関する設定も用意されています。

また、BIOSには「Hardware Monitor」にて、冷却ファンの回転数を確認することができます。BIOSによっては、回転数を調整することができるものもありますので、静音性や冷却性能の向上を目指す場合は、こちらもチェックしておきましょう。

3-5．セキュリティ設定の変更

BIOSではパスワードを設定することが可能。パスワードを入力しないとBIOS設定ができないようにすることができます。BIOSによっては、管理者パスワード、ユーザーパスワード、起動時のパスワードなど複数のパスワードが設定できる場合もあります。

UEFIとBIOSは基本的に同じと言いましたが、UEFIはBIOSよりセキュリティ面が向上しており、そのひとつに「セキュアブート(Secure Boot)」の搭載があります。セキュアブートは、POST中に不正なアクセスやマルウェアからシステムを保護する機能で、Windows11をインストールする場合は、セキュアブートが有効になっていることが必須となりますので、必ず有効になっているかどうかをチェックしましょう。なお、一部の古いデバイスはセキュアブートを有効にすると正常に動作しない場合があります。

3-6．システムのトラブル発生時

パソコンの電源を入れてもOSが正常に動作しない場合は、BIOSをチェックして、接続されているハードウェアが正しく認識されているか、あるいは正しく動作しているかをチェックしましょう。POST中にエラーが出ていないか、POST LEDなどもあわせて確認することで原因を特定できる場合もあります。

また、BIOSを誤って設定してしまった場合も、システムが起動しない原因となります。その場合はCMOSクリアなどでBIOSの設定を初期状態に戻し、あらためて設定し直してみましょう。

4．BIOSの設定をするには？

4-1．BIOS設定画面へのアクセス方法

BIOSの設定を確認・変更するためには、パソコンの電源を入れた後、すぐに「F2」や「Delete」キーを押します。電源投入後、連打する生きおきでも大丈夫です。設定画面に入るためのキーは、マザーボードによって異なりますので、マニュアルなどをチェックしてみてください。

また、Windows 10/11では、WindowsのメニューからBIOS設定画面を起動させることができます。まずは「スタートメニュー」から「電源」をクリックし、「Shift」キーを押しながら「再起動」を選択。その後、「オプションの選択」画面で「トラブルシューティング」を選び、「詳細オプション」→「UEFIファームウェアの設定」から「再起動」をクリックすると、再起動後、自動的にBIOS設定画面が開きます。なお、この方法はUEFIであることが前提で、レガシーBIOSでは利用できません。

4-2．BIOS設定画面の操作方法

UEFIの場合は、マウスによる操作が可能なので、Windowsを操作するような感覚でBIOSの設定を変更することができます。

一方、レガシーBIOSの場合は、すべてキーボードで操作する必要があります。カーソルの移動は矢印キーを使い、選択・確定は「Enter」キー、戻る場合は「Esc」キー、数値の変更には「＋」「－」キーや「Page Up」「Page Down」キーなどを使用します。

設定を終了する場合は、「Exit」メニューから「Save Changes and Exit」などですべての変更内容を保存します。BIOSの内容を確認しただけ、あるいは変更内容を破棄して終了する場合は「Discard Changes and Exit」を選択します。なお、保存して終了する場合は「F10」キー、保存せずに終了する場合は「Esc」キーでもOKです。

なお、BIOSのメニュー項目はマザーボードメーカーによって異なります。主なものは下記の通りとなりますが、項目名が違ったり、さらに多くのメニューが用意されている場合もありますので、必ずマニュアルなどをチェックしましょう。

5．BIOSを操作する際の注意点

5-1．不要な設定変更を避ける

BIOSの設定を不用意に変更すると、システムが不安定になったり、起動しなくなったり、最悪の場合、ハードウェアが故障する可能性があります。特にオーバークロック関連の設定は、パフォーマンスアップに繋がる反面、パソコンが不安定になるリスクが非常に高くなるので、注意が必要です。

BIOS設定画面を見ると、非常に多くの項目が並んでおり、よほど詳しくない限りはすべての項目を理解するのは非常に難しいです。そのため、初心者の方や特別な理由がない方は、ブート順位などを除き、無闇に変更を加えないほうが無難です。もし変更する場合は、必ずマニュアルを参照。可能であれば、元の値などをメモに残しておくとよいでしょう。

5-2．パスワード設定の注意点

BIOSにて、管理者パスワードやユーザーパスワード、起動パスワードなどを設定することは、パソコンの不正使用や重要な設定の変更を防ぐための重要な手段となります。しかし、パスワードを忘れてしまうとBIOSにアクセスできなくなる、パソコンが起動しなくなるということになってしまうため、慎重に設定する必要があります。

ただし、マザーボード上のボタン電池をしばらく取り外す、あるいはCMOSクリアをすると、BIOSの情報が初期化され、パスワード情報もなくなるため、パスワードなしでもアクセスできるようになります。

このように、BIOSでのパスワード設定は簡単にクリアできてしまうため、パスワードを設定しておくこと自体は重要ですが、あまり過信しないようにすることが肝要です。

5-3．BIOSのアップデートにはリスクも

BIOSはハードウェアの管理・制御を行いますが、マザーボードが発売されて以降に登場したハードウェアに関しては、情報を持ち合わせていないため、正しく認識できない場合があります。そういった場合は、BIOSをアップデートすることで、新しいハードウェアに対応させることができます。

BIOSのアップデートは、新しいハードウェアへの対応のほか、バグ修正や新機能の追加など様々なメリットがある一方で、失敗するとパソコンが起動しなくなるというリスクもあります。BIOSをアップデートする場合は、必ずマニュアルなどを参照しながら、正しい手順で正確に行うことが重要。万が一に備えて、アップデート前に重要なデータはバックアップしておきましょう。

基本的にBIOSのアップデートは難しい作業ではないため、失敗することはほとんどありませんが、予期せぬ停電などが起こる可能性もないとは言えません。そのため、BIOSアップデートを行う場合は、メリットとリスクをしっかり把握し、特に必要がなければ無理にアップデートしないことをおすすめします。

5-4．メーカー保証が受けられなくなる場合も

BIOSの設定を少し変更した程度でメーカー保証がなくなるということはありませんが、オーバークロックについては、基本的にメーカー保証外の行為となりますので、注意が必要です。

どうしてもオーバークロックに挑戦したい場合は、あまり大幅に数値を上げないか、保証期間後に行ったほうがよいでしょう。いずれにせよ、オーバークロックは自己責任の下、行いましょう。

5-5．不調が改善しない場合は買い替えも検討

パソコンが不調の際、BIOS設定を確認しても特に問題がない場合は、ハードウェアの老朽化や根本的な故障が原因になっている可能性があります。そんな場合は、パソコンの買い替えを検討することも必要です。

起動が不安定になったり、処理速度が大幅に低下するなどの問題が続いている場合は、ストレージやメモリ、マザーボードなどの部品が限界に達している可能性があります。POSTなどのBIOSによる診断で問題がない場合でも、早めに対処したほうがよいでしょう。

6．安定動作で快適！サイコムのBTOパソコンを紹介

6-1．Aqua-Master X870A

CPUの冷却に水冷ユニットを採用する「Aqua-Master」シリーズにおいてAMDプラットフォームを採用する「Aqua-Master X870A」は、標準構成では、ZEN5コアの「AMD Ryzen 5 9600X」と「AMD X870 チップセット」搭載マザーボードの組み合わせをいち早く採用した意欲作となっています。

メモリはDDR5-5600を16GB(8GB✕2)、ストレージはSATA SSDを500GB搭載し、ビデオカードは非搭載で、CPU内蔵のグラフィック機能を使用。シンプルにRyzenのパワーを活かすマシンとして、カスタマイズのベースマシンとして、幅広く活用できる1台です。

【Aqua-Master X870A】標準構成
CPU：AMD Ryzen 5 9600X【3.9GHz、6コア/12スレッド】 メモリ：DDR5-5600 16GB(8GB×2) チップセット：AMD X870 チップセット SSD：500GB(SATA/2.5インチSSD) ビデオカード：CPU内蔵グラフィック

6-2．G-Master Spear X870A

AMDプラットフォームの「G-Master Spear X870A」は、ZEN5コアを採用した「AMD Ryzen 7 9700X」と「AMD X870 チップセット」搭載マザーボードを組み合わせた最新モデル。最新構成をいち早く堪能できるのも「G-Master Spear」シリーズの魅力と言えます。

標準構成で、メモリはDDR5-5600を32GB(16GB✕2)、ビデオカードは「NVIDIA GeForce RTX 4060」、ストレージはM.2 SSDを1TB搭載。ゲーミングPCとしてだけではなく、クリエイティブ用途にも対応できるパフォーマンスが期待できます。

【G-Master Spear X870A】標準構成
CPU：AMD Ryzen 7 9700X 【3.8GHz、8コア/16スレッド】 メモリ：DDR5-5600 32GB(16GB×2) チップセット：AMD X870 チップセット SSD：1TB(NVMe/M.2 SSD) ビデオカード：NVIDIA GeForce RTX 4060(8GB)

6-3．Premiumu Line B650FD-Mini/E2/A

ウォルナット無垢材とアルミニウムアルマイト仕上げによるナチュラルで美しい外観が特徴的な「Premiumu Line B650FD-Mini/E2/A」は、標準構成でZEN5コアの「AMD Ryzen 7 9700X」と「AMD B650 チップセット」搭載マザーボードの組み合わせを採用しています。

超コンパクトモデルでありながら、「NVIDIA GeForce RTX 4060 Ti」のビデオカードを搭載。PCケースは、シルバーからグレー、ブルーのカラーバリエーションにカスタマイズすることも可能となっています。

【Premiumu Line B650FD-Mini/E2/A】標準構成
CPU：AMD Ryzen 7 9700X(3.8GHz、8コア/16スレッド) メモリ：DDR5-5600 32GB(16GB×2) チップセット：AMD B650 チップセット SSD：1TB(NVMe/M.2 SSD) ビデオカード：NVIDIA GeForce RTX 4060 Ti(8GB)

7．まとめ

BIOSはパソコンのマザーボードに接続されたハードウェアを管理・成業するプログラム(ファームウェア)で、OSに先んじて起動し、OSがハードウェアを制御するための橋渡しを行います。

BIOSの設定画面は非常に細かな項目が並んでいるので、特に初心者の方はその内容を把握するのも一苦労だと思いますが、BIOSを理解することはパソコンを理解することに繋がります。今まで一度も見たことがないという方は、ぜひ一度チェックしてみてください。

本記事では、BIOSの基礎知識から設定画面へのアクセス方法、具体的な設定項目、注意点などを紹介してきました。パソコンの電源を入れるたびに起動しているにも関わらず、なかなかお目にかかる機会は少ないので、ぜひこの機会にあらためてBIOSの設定を確認してみましょう。

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