各種インターフェース・規格(USB・IEEE1394・Thunderbolt)

各種インターフェース・規格(USB・IEEE1394・Thunderbolt)

USB

UNIVERSAL SERIAL BUS の略で1996年に登場した、パソコン等において、様々な周辺機器を接続するための規格で、現代のパソコン周辺機器において最も普及したインターフェースとなっている。

USBの各規格

規格最大転送速度メモ
USB 1.012 Mbps (1.5MB/s)1996.01-
USB 1.112 Mbps (1.5MB/s)1998.09-
USB 2.0480 Mbps (60MB/s)2000.04-
USB 3.0
(USB 3.1 Gen1)
(USB 3.2 Gen1x1)
5 Gbps (625MB/s)2008.11-
USB 3.1
(USB 3.1 Gen2)
(USB 3.2 Gen2x1)
10 Gbps (1.25GB/s)2013.08-
USB 3.2 Gen1x210 Gbps (1.25GB/s)2017.09-
USB 3.2 Gen2x220 Gbps (2.5GB/s)2017.09-
USB4 Gen 3×120 Gbps (2.5GB/s)2019.09-
USB4 Gen 3×240 Gbps (5GB/s)2019.09-
2020年01月現在

USB4は、2020年代の中核を担う規格と期待されているが、2020年4月現在では対応商品は発表されていない。2021年頃から本格的に登場してくると推測される。

USB 3.0~3.2 早見表

USB 3.0台は、バージョンが上がるたびに、旧版を再定義している為、下記のような関連性がある。

USB 3.0=USB 3.1 Gen1=USB 3.2 Gen1x1(5Gbps)
USB 3.2 Gen1x2(10Gbps)
USB 3.1 Gen2=USB 3.2 Gen2x1(10Gbps)
USB 3.2 Gen2x2(20Gbps)
USB 3.0台の一覧表

USBの問題点・課題

USBは、その汎用性からもっとも普及した規格であるが、USB 3.0以降何度も規格を再定義しており、対応するケーブルの購入には注意する必要がある。また、対応しているケーブルでも、品質が低いものは十分な性能がでなかったりするなどの問題もあり、混乱した状態であるとも言える。USB4 の登場で、規格対応ケーブルの選択肢が整理されることが期待される。

また、USB 3.0以降は、ノイズ対策などがしっかりしたケーブルの選定が必要となるため、安いからと言って安価なケーブルに飛びつくと、データの転送エラーや、無線など他の通信機器への干渉などトラブルの原因になる恐れがあると考えられる。

IEEE1394

IEEE1394の概要

IEEE1394は、1986年にAppleが提唱したFireWire規格を1995年にソニーやIBMなどと共同で規格として策定した高速インターフェース。様々な下記の一例のように様々な呼称がある。

  • FireWire
  • i.Link
  • DV端子

USBの初期の最大転送速度の12Mbpsと比較すれば明確であるが、IEEE1394は初期の段階から圧倒的な高い転送速度を誇っており、特にAppleのMacやSONYやパナソニックなど代表的な家電メーカーのビデオカメラに搭載され、一般家庭にも普及した。

しかし、USBが特許使用料を無料(申請は必要)としたのに対しIEEE1394は複数の企業にまたがる特許技術となっている上、個別にライセンスを受けて特許使用料を払う必要があったために普及が思うように進まなかった。

1999年には、共同ライセンスプログラムが策定されて「複数企業にまたがる特許問題は解決」したものの、1デバイスあたり1ライセンスだったため、1企業あたり1ライセンスというUSBにはかなわなかった。

IEEE1394の各規格

規格通称最大転送速度備考
IEEE 1394-1995400Mbps1995-
IEEE 1394a-2000FireWire 400400Mbps2000-
IEEE 1394b-2002FireWire 800800Mbps2002-
IEEE 1394b-2008FireWire S3200
※ほとんど普及せず
3200Mbps2008-
IEEE 1394c-2006FireWire S800T
※ほとんど普及せず
800Mbps2006-
IEEE1394の主な規格

IEEE1394の問題点・衰退

IEEE1394推進の中核企業であったAppleも限界を感じて方針転換を実施。新たにThunderbolt(サンダーボルト)という規格をIntelと共同で策定し2011年に発表。この時点ですでに10Gbpsという高速な最大転送速度を実現した。

Thunderbolt(サンダーボルト)

Thunderboltの概要

AppleとIntelが策定した規格。Mini DisplayPortとPCI Express2.0をベースにしてスタートした。当初から高速な最大転送速度を実現していた。表にも示されている通り、Thunderboltの大きな転換点は3である。USB Type-Cのコネクタを採用したこと、Thunderboltの仕様の無償公開により、従来では競合規格であったUSBが逆にThunderbolt 3をベースにしてUSB4を開発した。

Thunderboltの規格

規格最大転送速度備考
Thunderbolt 110Gbps2011-
Mini DisplayPort
Thunderbolt 220Gbps2013-
Mini DisplayPort
Thunderbolt 340Gbps2015-
USB Type-C
Thunderbolt 440Gbps2020-
USB4への対応のみ
Thunderbolt規格一覧

Thunderboltの考察

規格策定については、AppleはIEEE1394、いわゆるFireWireで苦い経験を持つ中で、Thunderboltも、バージョン2までは再びその過ちをおかしてしまう危険性もあったが、3での仕様変更は大英断だったと思われる。

Lightning(ライトニング)

Apple iPhone5以来、iPhone、iPadなどで使用されているLightning。表裏が無いことから、差し込み間違えて端子や金属部分を破損するような事態は少ない規格である。

ただ、コネクタそのものが貧弱で、ケーブルがすぐに傷んでしまう特徴を持つ。

Lightningの考察

AppleとIntelがThunderboltをUSB4と同じコネクタのType-Cを採用したこともあり、今後、iPhone・iPadのコネクタをThunderbolt4≒USB4に移行するのではという可能性も考えられるが、2020年4月現在では未定である。

PCサポート手帳カテゴリの最新記事