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USB次世代規格「USB3.1 Gen2 TypeC PD」の多機能ぶりを過去規格と比較してみる

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USB次世代規格「USB3.1 Gen2 TypeC PD」の多機能ぶりを過去規格と比較してみる

USBと言えばなにを想像するでしょうか?スマートフォンの充電や、デバイス間でのデータ転送等が思い浮かぶと思います。あとは様々な「形状」があるといった所でしょうか。USBには様々な規格があり、それによって伝送スピードや形状が異なります。

最近では「typeC」規格が主流になりつつあります。typeCでは、従来では再現出来なかった有能な機能が多くある為、今後更に普及が進んでいくと思われます。

今回は、USBについて過去の規格を振り返ると共に、次世代規格「typeC」について纏めたいと思います。

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USBとは

USBとは

「ユニバーサルシリアルバス」の略称で、データの伝送、電源の供給を目的とした有線接続になります。後述しますが、USB2.0規格までは内部端子(ピン数)が4~5本で、主に5V電源+、GND、TX(送信データ)、RX(受信データ)、のラインで形成されています。USB3.0規格以降は更に高速化を図った事から端子の数が増加していきます。

過去のUSB規格について

USB規格

古くはUSB1.0から始まりますが、今ではほぼお目にかかりませんので、USB2.0からの規格を纏めます。

USB2.0

伝送速度は480Mbps。電力供給は5V、500mA。形状が多くあります。

TypeA:パソコンについてるUSBポートですね、長方形の4端子のやつです。

TypeB:外付けHDDやプリンターに採用されている台形(四角に近い)のコネクタです。これも4端子ですね。

mini-A:今ではあまり見かけませんが、デジカメに利用されていました。5端子の台形状のコネクタです。

mini-B:こちらもデジカメに利用されています。5端子で側面にくぼみのあるような形状をしています。

micro-A:miniより小さくなった5端子コネクタ。形状は長方形になります。

micro-B:少し前まで主流だったスマホ(アンドロイド)の充電コネクタです。5端子で台形状になりますね。

USB3.0(3.1Gen1)

伝送速度がUSB2.0の約10倍、5Gbpsの高速化を実現しました。それに伴い、端子数も9~10ピンに増加しており、電力も5V、900mAと多く供給できるようになっています。 ケーブルも3.0専用があります。 つまり3.0実現には端子とケーブルが3.0に適用している事が必須。

TypeA:USB2.0のTypeAと形状が似てます。パソコンの長方形のUSBポートによく使われています。2.0との違いは樹脂部分が青色で識別されているので分かり易いですね。内部をよく見ると、奥の方に5ピン追加であるのがわかります。合計9ピン。 ケーブルや端子には 下位互換があり、ボトルネックになるけど使用は可能です。

TypeB:USB2.0TypeBに端子が5つ加わり、形状が大きくなっています。合計9ピン。その関係で3.0TypeBのケーブルを2.0TypeBに使用する事は出来ません。逆は可能。

micro-B:あまり見かけない形状ですが、過去にスマホで適用されてましたね。USB2.0micro-Bを2つ並べたようなコネクタです。端子は計10ピンですね。

USB3.1 Gen2 TypeC PD

USB TypeC特徴

伝送速度・形状

今主流になりつつある次世代規格。内部端子は20ピン以上あり、伝送速度は10Gbpsと超高速を可能にしています。なんといっても特徴は上下左右が対称な形状をしたコネクタにありますね。これによって、接続時のコネクタの向きを気にする必要が無くなしました。また、従来ではケーブルの両端が違う形状(TypeAとmicro-Bとか)でしたが、TypeC PDでは両端が同じType C形状の為、今後はUSB接続の際にコネクタの向きを気にする必要がなくなりそうです。ただし、接続するデバイスが双方ともにTypeC PDに対応している事が必須ですが。

オルタネートモード

TypeC PDには他にも「オルタネートモード」の機能があり、これはHDMIやDisplayportの映像信号をTypeCのケーブルを通じて伝送する事が可能になる機能です(任天堂SWの本体からTV出力がコレですよね)。実現にはもちろんディスプレイ側にUSB TypeC PDの実装が必須です。

USB Power Delivery(UPD)

USB TypeC PDは使用機器同士がUPD(USB Power Delivery)に対応していれば最大20V、5A(100W)の電力供給が可能になります。 簡単に言うと、下記のようにデバイスの電源をUSB TypeCから数珠つなぎで受給する事が可能になる機能です。

電源–TypeC–TV–TypeC–PC–TypeC–スマホ

つまり、PCやモニタなどのデバイスはAC100Vから電源を取る必要が無くなるという事ですね。

※最大供給電力が100Wの為、合計100Wまではつなぐ事が可能。つまり、それを超えた後の機器までは供給できません。

また、「ロールスワップ」という機能により、USBデータ通信はもちろん、電力の供給も、送り手と受け手の関係を入れ替える事が可能になります。従来の一方的な通信や供給ではなく、双方で切替が出来るってことですね。すばらしい。

もはやUSBケーブルのみでなんでも出来ちゃいますね。たこ足配線とか今後は気にする必要が無くなるかもしれません。

USB次世代規格「USB3.1 Gen2 TypeC PD」まとめ

USB TypeCの魅力

TypeCといえば形状と通信速度、というイメージしか無かったのではないでしょうか。しかし、オルタネートモードやUSB Power Delivery等の機能追加により、一本のケーブルで全ての役割を果たせる可能性を秘めた、正に次世代規格である事が分かります。HDMIケーブルや電源コード等がUSBケーブルに集約される日が来るかもしれませんね。

ただ、スマートフォンやパソコン以外のデバイスでは、まだまだTypeC PDが普及していないですね。普及するには時間がかかるかもしれませんが、今後いろんなデバイスにTypeC PDが普及していく事を考えると、HDMIや電源コード等の存在がどうなっていくのか、楽しみですね。