PC-9821シリーズ
これは全くと言って良いほど互換性が無い。PC-98x1の場合、基本グラフィックは各機種完全上位互換でそれにグラフィックアクセラレータを追加する形式となっている。コネクタ形状は、モノクロ、デジタルRGB、H98、アナログRGB、VGA互換と計5種存在するが、最後の3つについては映像信号線においては互換性がある。PC/AT、PS/2の場合、CGA/MDA/Hercules/EGA/VGA/XGA/XGA2全てにおいてハード的な互換性が低くディスプレイコネクタも統一されていなかった。Windows 3.x普及期において、PC/AT互換機で用いられたVESA仕様のBIOSを持つグラフィックアクセラレータが登場するに至って、ようやくコネクタ形状の統一や下位互換性が保証されたという有り様である。
Windows 3.1の頃からWindowsアクセラレーターボードなるものが使われるようになった。内蔵の機種もあったが、一部の機種は、アクセラレーターボードを増設しないとWindowsが640×400×16色でしか使用できなかった。
また、アクセラレータを増設した場合はMS-DOSでの描画にグラフィックビデオRAMと、テキストビデオRAMを使用した画面出力とし、Windows上ではアクセラレータからの画面出力を用いたため、アクセラレータボードから出た信号を一旦、RGB-IN端子でPC内部に引き込み、RGB-OUT端子から出力するか、またはRGB-IN端子のあるアクセラレータボードを増設して本体のRGB-OUTからアクセラレータのRGB-IN、アクセラレータのRGB-OUTから出力した。こうすることによって本体またはアクセラレータ上の自動切り替え機能によってWindowsが起動すると画面がアクセラレータ出力の画面に自動的に切り替わり、2種類のまったく互換性のない描画機能を両立していた。
一部機種にはRGB-IN端子がない機種があり、その機種にはRGB-IN端子のないアクセラレーターボードを増設することは出来ないとされていた。(ただし、これはそれぞれのRGB-OUT端子を切り替え器につなぎ、Windowsの起動・終了をするたびに手動で切り替える事によって対応可能)また、一部機種では、アクセラレーターボードに98独自の基本グラフィックが統合されたものがあり、この場合アクセラレータボードの(増設)交換は不可能であった。(PCIボードは可能である。表示切替はソフトで行っている。)
PC-98x1の方が分解能が低く、Windowsのタイマ関数呼び出しの際、APIに記述されている注意書き(注:ハードウェア依存のため、指定値通りに動作するとは限らない)を無視して実装されたアプリケーションには問題が発生した。後年、Win32とPentium機の組み合わせでは、CPUの超高分解能タイマを使用するようWindows側の実装が変更された。
Intel 8259相当の割り込みコントローラをカスケード接続している所は全く同じであるが、割り込み番号と機器の対応には互換性がない。
PC-98x1はD-Sub25ピンコネクタでRS-232C準拠であり同期転送モードもサポートするが、PC/ATはサブセットのEIA-574であり、主にD-Sub9ピンコネクタで非同期転送のみサポートする。ちなみに、PCIベース(一部PCIがないものも)の9821の2ポート目のD-Sub 9ピンコネクタ(通称2nd CCU)は非同期モードのみサポートする。
PC-9801はプリンタの接続のみを考慮し、セントロニクス標準コネクタから不要な信号線を省いたフルピッチベローズ型コネクタを採用していた。PC-H98やPC-9821の中期モデル(As2やAp2など)からはハーフピッチ化したフル仕様のコネクタを採用し、特に後者はセントロニクス準拠の双方向通信が可能となっている。PC/ATは信号線や電気的な仕様こそセントロニクスに準拠しているものの、何故かRS-232Cのコネクタと全く同じD-Subタイプのコネクタを採用している。
PC-98x1はマイクロソフト仕様のバスマウスを標準採用している。また、初期にはマイクロソフト仕様のシリアルマウスも使用されていた。PC/ATにおいては、標準仕様が存在せず、初期にはバスマウスも使われ、以後はマイクロソフト仕様のシリアルマウスが主に使用されていた。IBM PS/2以降ではPS/2マウスが主流となった。
Windows 98か2000であればUSBボードを用いてスクロールマウスを実装することも可能である。
PC-98x1のバスマウスでホイールに対応したものは無く、ハード的にもホイールの実装が困難である。ホイールマウスを使用するにはUSBマウスやシリアルマウスを使うか、PS/2マウスを市販の変換機を介してシリアルポート・バスマウスコネクタ併用で使用する。なお、起動時にのみ初期化が実行されるPS/2マウスと異なり、98用バスマウスは動作中に抜き差ししても問題なく動作する仕様である。
Windows 3.x/95のPC-9800版にはシリアルマウスのドライバが含まれていなかったが、Windows 98/NT以降に限ってOS標準ドライバが使用できた。特に2nd CCU搭載機種においてはPC/AT用に販売されたシリアルマウスがそのまま接続できた。
PC-98x1はキーボードも異なる。PC/AT互換機と異なるのは、STOP、COPY、XFER、NFER、HOME CLRで、それぞれPC/AT互換機のBreak、PrtScr、変換、無変換、Homeに相当する。漢字の入力はCTRLキーと、XFERキーを押すことで可能になる。また、FEPやIMEによらず、カナキーをロック状態にすることで半角カタカナが入力できた。
PC-98x1固有のキーとしてHELP、カナ、GRPHがある。Windows 95発売以降の機種は、PC/AT互換機との操作性の共通化のため、HELPキーの側面にはEnd、GRPHキーの側面にはAltと刻印されていた。つまり、メニューバーのファイル(F)を開くには、GRPHキーとFキーを押すことになる。GRPHキーと文字キーを押すと、半角の年、月、日、時、分、秒などの記号を入力することができた。
Roll-Up、Roll-Downは、それぞれPageDown、PageUpに相当し、upとdownの表現がPC/AT互換機とは逆である。
ファンクションキーは、PC/AT互換機はF・1 - F・12であるのに対し、PC-9821ではF・1 - F・10で、これらとは別にVF・1 - VF・5がある。
CAPSキーとカナキーは押すとLEDが点灯する方式になっている。これは、OS/2などの出現で、画面上の各ウィンドウごとにCAPSキーとカナキーのステータスが異なるケースが発生しうるようになり、機械的なロック機構による状態表示では正しく対応できなくなったことへの対策として実施されたものである。
PC/AT互換機と同じ配列の106キーボード(PC-9801-116) や、特定のNEC製ソフトウェアに対応した専用キーボードも、NEC純正オプションとして発売されていた。
PC-9801は長らく1.25MBフォーマットを採用していたが、PC-9821の頃から、PC/AT互換機と同じ1.44MBのフォーマットも扱えるようになった。ただし、MS-DOSがそれに対応しているバージョン(Ver.5.00A-H以降)である必要がある。現在のPC/AT互換機では、1.25MBを読み書き(一部はフォーマットが出来ないなどの制限あり)するには、3-MODEに対応したBIOSと3モードフロッピーディスクドライブを用意し、ドライバを組み込む必要がある。メーカー製PCでは大抵扱うことが出来る。
98シリーズは、PC/AT互換機と違い、ドライブの質が一定だったため、フロッピーディスクの特定のトラックに特殊なフォーマットを施し、それをチェックすることで正規品か否かの判断をするコピープロテクトが主にゲームソフトで使われていた。これはMS-DOSによるコピーでは同一のフォーマットを再現することが出来ないため(特殊なフォーマットが施されたトラック)、コピーしたディスクでは正規品ではないとみなして動作しないようになっていた。なお、特殊フォーマットのチェックを外す「コピーツール」(ファイラー)と称するソフト本体とソフトごとに施された特殊フォーマットに対応するデータディスクが売られていた(詳細は割愛)。
PC-9801シリーズが全盛だった時代には高額だったこともあり、なかなかHDDの普及が進まなかったが、Windowsの利用を前提としたPC-9821シリーズの登場は転機となり、MATE・FELLOW以降ではHDDモデルを中心にデスクトップでもFDDが1台しかないモデルが登場するようになった。これらの機種では当初はHDD上に構築した専用ファイルを98ノートのRAMドライブのように扱う仮想FDDツールが添付され、FDD2台を前提としたソフトを動作させる配慮が見られた。しかしPCIアーキテクチャ搭載機ではそのようなツールもサポートされなくなり、ノート機でも物理的なRAMドライブが省略されるようになるなど、PC-9821の時代にはFDD2台という構成は次第にオプション扱いとなっていった。
PC-9801シリーズの内蔵ハードディスクはノート型を除きSASIもしくはSCSI接続だが、後のPC-9821ではIDEが標準となり、さらにその後は540MB以上を認識可能なE-IDE仕様となった。なお、初期のタワー型をはじめとするハイエンド機の大半はAdaptec製SCSIコントローラをオンボードで搭載しており、制限は「32Gの壁」くらいであった。
PC-9821シリーズの内蔵IDEコントローラは例外なくPIOモードのみのサポートであり、Ultra DMAを使うには後に発売されたサードパーティー製の拡張IDEボードに頼る必要があった。
また、Socket 5を搭載するMATE Xの一部機種に変換ソケットを使用してMMX Pentiumを搭載した場合、内蔵IDE-I/Fが有効であるとITFのコーディングの関係で起動に失敗するものがあり、この対策としてオンボードのIDEは使用せず全ドライブをSCSIで統一するユーザーも少なからずいた。これは、NECもIntelもCPU乗せ替えを保証しない機種に対して無理矢理搭載した場合に限って起こる不具合であり、IntelからPC-9821版として販売されたODPには専用のITF書き替えプログラムが添付されており、それを対象機種に使用する限りにおいては全く問題なく動作した。ただし、対象機種はIntel製チップセット搭載機に限られたため、VLSI製チップセット搭載機の場合はその恩恵にあずかる事は出来ず、前述の全SCSI化以外の選択肢が無かった。
PC-98x1とPC/AT互換機ではパーティション管理に全く互換性は無く、PC-98x1にはブートメニューが用意され、複数のOSを任意のドライブの任意のパーティションに導入し、同居させることができる。
その他の違いとして、標準のMS-DOS/Windowsでのハードディスクの先頭ドライブレターが、PC/AT互換機では起動先にかかわらず固定でC:が割り当てられるが(フロッピーディスクはA:、B:固定)、PC-98x1では起動ドライブがA:となる。
PC-9801ではサウンドカードとしてFM音源のYM2203(PC-9801-26)を事実上の標準音源とし、PC-9821では上位互換のYM2608 (PC-9801-86)を採用した。後者は前者の完全上位互換の上、PC-8800シリーズにおいて長年に渡って使用されてきた枯れた音源であったため、これらの間では互換性の面では問題はなかった。もっとも、後述の理由によりWindows 95時代になって登場したPC-9801-118およびこれに相当する内蔵音源(WindowsSoundSystem=WSS)では、YM2608の生産終了とWindows上での内蔵シンセサイザの高機能化要求から、YM2608の一部機能を省略したYMF288とSoundBLASTER 16で採用されていたYMF262-Mの機能を折衷・統合したYMF297が採用された。
PC-DOS時代のPC/AT互換機の音源は、有名な所ではCreative社のSoundBlaster/16/AWE32やGravis社の UltraSound等が群雄割拠しており、各ソフトウェアの側で複数のサウンドカードに個別にサポートする、といった対応がとられていた。
Windows 3.1にマルチメディア拡張が搭載され、マイクロソフトがMMCガイドラインにおいて標準PCM音源としてWindows Sound System(WSS)を規定したため、両機種ともその互換PCM音源を搭載することになったものの、既存のMS-DOS用のソフトではWSSに対応しておらず、混乱が生じた。PC-9800シリーズ用Windows 9xではPC-9801-73・PC-9801-86のPCMも引き続きサポートされたものの、同カードではPIO転送時の負荷が大きいため、場合によっては「音飛び」が発生する問題があった。なおWSS互換音源搭載WindowsマシンにPC-9801-86を挿して共存させようにも、音源種別を識別するための一部のI/Oポートが重複するなどリソースの競合が見られ、WSS互換音源のINTを変えるだけでは正常動作しなかったため、フリーソフトの切り替えツールを併用する必要があった。
PC-9821ではチップセットにインテル430VXを使用した機種の一部にUSBポートが搭載されている(Xcシリーズ、V166、V200など)。標準のOHCI準拠規格であったが、「PC-9821シリーズでは使用できません」と明記してあるUSB対応機器も多かった。Windows 2000以降はドライバ等の熟成もあり問題なく使用できる機器がほとんどだが、PC-9800シリーズへの対応を公式に謳うUSB対応機器は皆無に等しい。
またPCIスロットにUSBインターフェースを増設することも可能だが、PC-9800版Windows 2000にはUSB2.0のEHCI (Enhanced Host Controller Interface)ドライバが含まれていないため、インストールには若干の知識と工夫を要する。
初期のPC-9821ではPC-9801シリーズからの流れで、オンボードメモリの640KBから1024KBの間のアドレスはメモリ容量に含めない風習があった。例えばWindows 95(日本語版)のシステム要件で最低メモリ容量はPC/AT互換機で8MBに対し、PC-9800シリーズでは7.6MBとされていた。
デスクトップ機の場合、当時すでにAT互換機ではJEDEC仕様のSIMMが普及していたが、PC-9821では1993年5月のPC-9821Ceまでは別売りの専用メモリボードを介して増設する、いわゆる61SIMMと呼ばれる独自のSIMMが使われていた。同年7月のPC-9821AfからはほぼJEDEC仕様に準ずるSIMMが採用されているが、別売りの専用メモリボードを介す形式はその後の2代目MATE Aシリーズでも引き継がれた。これに対しMATE BはオンボードでJEDEC仕様のSIMMスロットが備えられており、標準搭載のメモリもSIMMが使われている。特にMATE X以降はメモリ増設時に標準搭載のSIMMを別売りのSIMMに交換することがサポートされるようになっており、建前上640KBから1024KBの0.4MBもメモリ容量に数えて論じざるを得なくなっている。この場合でもその0.4MBはユーザーは利用できないことから、カタログの類では「32MB(ユーザーズメモリ31.6MB)」のような表現で併記されている。
JEDEC仕様のSIMMが使えるようになってもしばらくはNEC独自のメモリコントローラが使われていたが、やがてMATE X以降でPCIチップセットを持つようになってからはPCIチップセットのメモリコントローラが使われている。デスクトップ機の場合、PCIチップセット開発以前の製品であるMATE Aや1枚単位でSIMMを増設できる機種を除き、Pentium以上のPC-9821では物理的なPCIスロットを持たない機種でもPCIチップセットでメモリが管理されている。
基本的にPC-9801シリーズ用の物がそのまま利用可能。PC単体でN88-BASIC(86)を起動可能(ROM-BASIC) なのも同じ。
またFDDモデルを除くほぼ全ての機種でWindows 3.1もしくはWindows 95が標準搭載されており、購入してすぐに使用可能な状態で出荷されていた。Windows 95発売からしばらくは出荷時にWindows 3.1とWindows 95が両方搭載されていて、購入後直後の初回起動時に使用するOSを Windows 95 と Windows 3.1+MS-DOS 6.2 のいずれかを選択する。選ばれなかった方はこの時点で削除され、以後復元することが出来ない。再セットアップに必要なディスク類はWindows 95のもののみ同梱されているが(ただし、再セットアップに必要な起動用フロッピーには何も書き込まれていない)、Windows 3.1+MS-DOS 6.2 を選択した場合はWindows 95の一式をNECに返送することでWindows 3.1+MS-DOS 6.2の再セットアップディスク類が送られるようになっていた。また、Windows 95の再セットアップに必要な起動用フロッピーは、Windows 95を選択して起動した際、1回だけ作成可能となっていた。ただし、付属のフロッピー以外には作成ができないようになっているが、作成したフロッピーのコピーや、コピーしたフロッピーからの起動は可能であった。また、選ばれなかった側やWindows NTなどその他のOSを別途購入してインストールするためのドライバ類を入れたフロッピーディスクが別途付属していた(Windows 95用ドライバは返送後交換されるWindows 3.1+MS-DOS 6.2の再セットアップ用ディスク類に附属)。
さらにNEC以外のサードパーティが作成した独自のMS-DOS互換OSや、有志により作成されたUnix系OSなども存在し、PC-9801シリーズ同様様々なOSを利用可能。
Windows 3.1は高速化の為に固定スワップファイルへのファイルシステムAPIを経由しない直アクセス等のPC/AT互換機にべったりと依存した実装を行っていたため、移植が困難であったと言われている。もっとも、FMRシリーズやJ-3100シリーズ、それにMULTI 16シリーズ等にも各社が移植を行っていたため、困難であったか否かの判断は難しい。
なお、Windows 3.1の日本語への移植はNECが担当していたが、オリジナルであるAT互換機版と比べ、スタンダードモードでDOSプロンプトが使えないといった制限があった。また、EPSONからも自社製98互換機向けにWindows 3.1が発売されていたが、こちらはスタンダードモードでもDOSプロンプトが利用できるものの、PC-9821用PEGCドライバが同梱されていなかった。なおNEC版でもPC-9821用PEGCドライバが搭載されたのはWindows 3.0B以降であり、Windows 3.0/3.0AにおいてPEGCは利用できない。
一般には、PC-9821がPCIアーキテクチャへ転換したため、Windows 9x系の移植に有利となったと言われているが、これは間違いである。本家PC/AT互換機版がISAやISA+VL世代の機器をも動作対象としていたことから類推できよう。
Windows 3.1に比べ、OS本体の仮想化が進んでいたため、ドライバやVXDレベルに差異を押し込めることが可能になったのでOS本体の移植の難易度は下がり、ドライバの開発が困難になったのでは無いかと思われるが、他の国産機への移植がFM TOWNSとEPSON 98互換機のみであったため、判断は難しい。
本来、複数のCPUアーキテクチャでの動作を前提としていたWindows NT系は移植が楽で、極論すればHALと98形式のHDDパーティション解析レイヤとドライバ類だけ開発すれば良い。
NT系は抽象化が高度であり、Windows NT 3.1の時代からWindows 2000に至るまで、ネットワークカード等のROMを持たないカードは当然として、ROMを持つPCIカードでもそれを無効にすれば、PCIの機種依存実装の見本とも言えるビデオカードがPC/AT互換機のドライバで(内部のリレースイッチ切り替えを除き)動作する場合があり、SCSIカードやRAIDコントローラもBOOTを前提としなければドライバを含めてそのまま利用可能な場合がある。
PC-9821Ae/As/Ap(98MATE A / 1993年1月) 80486SX 25 MHz / 80486DX 33 MHz / 80486DX2 66 MHz : 通称「A-MATE」 初代MATE Aはメモリ上限が標準では14.6MB、フロントベイはPC-9801FA/FS/FX同様のSCSI仕様のファイルスロット、98ローカルバス(MLバス)を搭載。ただし、ハードディスク内蔵モデルの標準搭載HDDはSCSIではなくIDE相当に変更された。FA/FS/FX同様に専用SCSIインターフェースさえ増設すれば従来のSCSIタイプのHDDも内蔵は可能。
PC-9821Af(98MATE A / 1993年7月) Pentium 60 MHz : 前後に備えた大型ファンで巨大なCPUヒートシンクを強制空冷する風洞状のスペースを内部に備え、筐体が他のMATE Aより一回り大きい。NEC独自規格によるPC-9801-61系SIMMを止めて、標準規格であるJEDEC準拠の汎用SIMMに対応することでPC-9821で初めて14.6MBの壁を越えた機種だが、プリンタ端子は従来通り送信のみ対応で増設FDDコネクタを標準搭載するなど、過渡的な仕様となっている。
PC-9821As2/Ap2(98MATE A / 1993年11月) 80486SX 33 MHz / 80486DX2 66 MHz : 二代目MATE A。CPUソケットにSocket 3を搭載しており、セカンドキャッシュの追加搭載 に対応し、更にPentium ODPに換装することもできるが、ライトバックキャッシュに対応していない。ちなみに、初期ロットではセカンドキャッシュとPentium ODPの併用時に不具合が発生するもの や、内蔵カレンダーの越年処理に不具合が発生するもの が存在したことで知られる。
PC-9821An(98MATE A / 1994年5月) Pentium 90 MHz : MATE A最上位機であり、Afとは異なり他のMATE Aと同サイズの筐体をもつ。メモリ上限は127.6MB。なお、初期出荷分は除算に不具合のあるいわゆるバグ付きPentium搭載であった。BIOSにフラッシュメモリを採用しており、プラグアンドプレイに対応するアップデータがNECから発売された。また、同アップデータで504MB超のIDE-HDDを搭載することも可能となる。CPUのスペック上ではMATE A中最も性能の高い機種ということになるが、MLバスの仕様をはじめ80486の搭載を前提に設計されていたMATE AにPentiumを搭載しているため、メモリウェイトやブリッジ変換などいくつかの足かせがかけられている。したがって、トータルの性能においては、それ程飛躍的に向上しているわけではない。
PC-9821As3/Ap3(98MATE A / 1994年10月) Write Back Enhanced 80486DX2 66 MHz / 80486DX4 100 MHz : 三代目にしてMATE Aの最終シリーズ。Ap3は3.3V駆動専用のSocket 6搭載で、BIOSレベルでライトバックキャッシュにも対応しているが、標準ではPentium ODPをサポートしない。また、As3はSocket 3搭載だが3.3/5V両対応で、Ap3がサポートしないPentium ODPの他、ODPではない486DX4もそのまま搭載可能である。いずれもセカンドキャッシュの追加搭載 に対応するが、増設キャッシュモジュールはAs2/Ap2とも後述するXs/Xpとも異なる専用品を必要とする。MATE XのXs/Xpがベースであるため、PEGCはVRAMのアクセスモードの一部などを削った簡略化版となり、オンボードビデオにローカルバス接続のVision 864(VRAM 2MB実装)を搭載する。セカンドキャッシュもXp/Xs同様に追加搭載可能であるが、As2/Ap2およびXs/Xpとは異なる専用設計のモジュールを使用する。フロントベイはファイルベイ(IDE)で、オプションパーツと交換することでファイルスロット(SCSI/FDD)にもなる。
PC-9821Be/Bs/Bp(98MATE B / 1993年11月) 80486SX / 80486DX / 80486DX2 : 通称「B-MATE」 。同時期開発のPC-9801FELLOW2世代目モデルと基本設計が共通で、PEGCは非搭載だが、代わりにグラフィックアクセラレータを内蔵。フロントベイはIDE仕様のファイルベイ、拡張スロットはCバスのみでFM音源・PCM音源はオプション。
PC-9821Bf (98MATE B / 1994年1月)Pentium 60 MHz : コンセプトは他のB-MATEと同様だがFELLOWに対応したものではなく、動作クロックはやや劣るものの同時期のSV-98に近い。
PC-9821Xe/Xs/Xp/Xn(98MATE X / 1994年7月) 80486 / Pentium : 通称「X-MATE」の初代。PC-9801FELLOWの3世代目と共通点が多いが、新規にPEGCチップを起こしており、MATE Aのものと比較して極端に使用頻度が低かった機能を省略する事でコストダウンを実現した。また、サウンドはPC-9801-86相当に代えてWSS-PCM音源が標準搭載となっており、フロントベイはIDE仕様のファイルベイ。拡張スロットはCバスのみでPCIは非搭載。Xs/XpはMate Aの486系CPU搭載機と同様、セカンドキャッシュの追加搭載 に対応する。
XsとXpはPentiumODPを搭載する場合、専用のKタイプと呼ばれるものが必要であった。Xsは当時の価格対性能はそこそこだったものの、癖のある機種で、As2/Ap2の初期ロット品と同様に、セカンドキャッシュ増設+Pentium ODP搭載などの特定条件で起こる不具合が一部のロットで報告されている。
PC-9821Xa(98MATE X / 1994年7月) Pentium 90 MHz : 通称「初代(無印)Xa」 PCIバスを初搭載した。もっとも、まだPCI-PCIブリッジがなく、後に発売されたPCIカードでは対応機種から初代Xaが外されているものもある。
PC-9821Xf(98MATE X / 1994年12月) Pentium 60 MHz : Xaの下位モデルに相当し、チップセットが異なる。
PC-9821Xe10(98MATE X / 1995年5月) 486DX4 / PentiumODP : 当初本体のみのモデルが発売された。その後Xa7eとともに販売されたディスプレイセットモデルは、VALUESTARシリーズの祖先となる。PC-9801BX4のベースとなった機種。Cバスのみ。PentiumODP搭載モデルは83MHz動作である(BX4の同モデルは63MHz)。
PC-9821Xa10(98MATE X / 1995年10月) Pentium100MHz : PCIバスを搭載、前期Xaシリーズの中核となった機種。下位モデルにはXa7・7e・9、Xb10があり、上位モデルはXa12・13・16・20・200と続き、Windows 95時代を支えた。