USB type-cとthunderbolt3とUSB PD(急速充電)の違い/関係を徹底解説



この記事では・・・

  • USB type-CとThunderbolt3・USB PDの根本的な違い

について詳しくご説明するとともに、

  • どういう時にどんなUSB type-Cケーブルを購入すれば良いのか?

を判断できるように、その理由・根拠についても詳しく解説していきます。

USB type-CとThunderbolt3・USB PDの根本的な違い

USB type-C(USB-Cとも表示する)というのは端子の規格です。つまりこれ↓そのもののことです。

対し、thunderbolt3は、USB-Cケーブルを使って実現できる「高速通信規格」のことであり、USB PDは、USB-Cケーブルを用いて実現できる高速充電の規格です。

つまり・・・

  • USB type-C:端子そのもの
  • Thunderbolt3・USB PD:USB type-C使って出来る事

と理解すればいいのです。

“Thunderbolt3 (USB-C)”って何だ?

“Thunderbolt3 (USB-C)”・・こういう表現をAppleのサイトでしています。

先に説明しましたように、”USB-C”はハードの規格であり”Thunderbolt3″は、それを使って実現できる事の規格です。

翻って、改めて”Thunderbolt3 (USB-C)”と並べた表現を見てみると、如何にもおかしいと感じませんか?

こういう表現が、多くの誤解を生む要因の一つだと私は思います。

 

USB-Cコネクタは上下左右の区別がない形状

では、改めてUSB-Cという規格の特徴とUSB-Cケーブルを使ってできることをまとめてみると以下のようになります。

従来のUSB-A・USB-Bとは形状が全く異なり、上下の区別をしなくてよいため、どっち向きに差し込んでもよくなりました。しかも小さい!

またその結果、ホスト側・デバイス側(例えばMacとプリンタ)ともUSB-Cコネクタを採用していれば、タイプAやタイプBやとコネクタの形状を気にすることなく接続し繋ぐことができます。

デバイス間でどっち向きに差し込んでもいいのは想像以上に便利!、とともに、よく差し込み口を見ずに力を入れて差し込んで破損するなんてこともなくなりました。

更に、全てのデバイスがUSB-Cコネクタを採用していれば、其々に合わせたケーブルが必要なく、保有すべきケーブル数も少なくてすみます。

USBコネクタの各種形状

改めて確認するとその種類の多さにげんなりしますね。全てのデバイスが1日も早くUSB-Cタイプを採用して欲しいところです。

 

 

USB type-Cを利用して出来る事

次はUSB-Cで何が出来るかをお話しします。簡単にまとめると、以下のようなことが可能になります。

  • 超光速通信が可能:その速さは最高40Gbps。(USB3.0が5Gbpsであるので実に8倍)
  • 高速通信を利用しUSBデータ以外の色々な送信も同時に可能である。
  • 最大100Wの給電が可能であり且つ自動的に過電圧・過電流を防止する。

要約するとこんな感じですが、これだけではイメージが湧きませんね。はいでは次に、より具体的な内容を解説していきます。

 

 

USB PD

PDは”Power Delivery”の略で「電源供給」という意味です。

旧来の5W給電では間に合わない状況が出てきたので、新たにUSB PDという規格が作られたんですね。

USB PDにより、最大100W(20V×5A)まで給電できて、しかも高速充電が可能になりました。

そう、USB-Cは最大100Wまでの電源を供給できるのですが、デバイス側の状況に合わせて、デバイスに対応した電力を送り出せるところが優れている点です。

何故そんなことができるかというと、USB-Cでは電源供給用の線とは別に、もう一本の電源供給専用通信線(CC)があるからです。

CCでデバイスと通信し・・・

  • USB-C対応充電器側からは供給できる内容が
  • 供給を受けるデバイス側からは必要な電圧と電流値が

それぞれCCを通じて送信されマッチすればPDが可能になるのです。

以上の説明からわかることとして、充電器(或いはバスパワー)・接続ケーブル(USB-C USB-C)・デバイス、の全てがUSB PDに対応して初めて電源供給が可能になります

例えばケーブルで言えば USB A-USB CケーブルではUSB PDはできません。

二つの注意点

非常にややこしいのですが、以下に述べる点も理解しておいてください。

60Wまでしか流せないUSB-Cケーブルがある

全てのUSB type-Cケーブルが100W対応しているわけではありません。例えばこの商品↓なんかは60W対応です。全てが100W対応ではありません。

USB PDに対応しないUSB type-Cケーブルはない

その通りです。USB type-Cケーブルである限り必ずUSB PDに対応しています。ちょっと?な商品説明に出会ったりするかもしれませんが、どんなに安価であっても対応はします。

Lightningケーブルは例外

上記の通りUSB-C – USB-CケーブルのみがUSB PD対応なのですが、例外としてUSB-C – Lightningケーブルがあります。

ご承知のようにiPhoneはLightning端子を使っていますが、もしiPhone8以降ならばUSB-C – LightningケーブルでもUSB PD急速充電ができるのです。

該当商品としては、例えばこれ↓なんかがそうですね。購入時にはApple MFi認証済みの商品を選択するのがいいです。

 

 

Thunderbolt3

先にお話ししましたように40Gbpsという凄い高速通信規格がThunderbolt3です。

YouTubeを見るためには100Mbpsもあれば快適ですから、40Gbpsが如何にハイスピードかがわかろうというものです。

しかも、複数の異なる信号を同時送信できるので、5K60fpsの高精度画像を送りつつ、USB送信も同時にできたりします。

また、Thunderbolt3はUSB PDにも対応しています。

なので、USB type-Cケーブルでできることが全部可能になるのがThunderbolt3です。

Thunderbolt3が高機能な訳(オルタネートモード)

どうしてUSB type-CではThunderboltといった利便性の向上が図れたのでしょうか? それはオルタネートモードという規格を利用できるからです。

元々のUSB規格で送受信できるデータ以外の、全く異なるどんな通信にも利用できるようにした規格がオルタネートモードです。

それを可能にするための物理的な高速レーンが新たに追加されています。

上記のように、このモードを利用して普及しているのがThunderbolt3であり、またDisplay Port↓もそうですね。

Display Port

通信速度とケーブルの長さ

40Gbpsという凄い高速通信規格がThunderbolt3でしたが、それを実現するために実はケーブルの長さに制限があって0.5mまでとなっており、パッシブケーブルといいます。

じゃあ0.5mを超えるとどうなるのか?って話ですが、速度は20Gbpsに落ちます。

ところが、ケーブルにチップを仕込んで、長さが0.5mを超えても40Gbpsを維持できる商品も存在しており、これをアクティブケーブルと言います。例えば2mのこれっ↓

 

 

端子の規格USB type-CとUSBの通信規格

まだUSB type-Cケーブル購入の話に行けません。もう一つ確認すべきことがあります。

USB2.0とかUSB3.0とかって表示を目にしたことがあるでしょう。更にUSB3.1とか3.2とか。

これらは全てUSBの通信規格で、細かいことをさておくと、通信スピードの規格と理解して間違いなく、こんな↓関係です。

  • USB2.0 →(早い)→USB3.2

で時系列に振り返ると、USB3.0、USB3.1Gen1、USB3.1Gen2などと我々一般人には何が何だかわからん状態だったのが、現在は整理され以下のようになっています。

  • USB3.2Gen1・・・以前の、USB3.0=USB3.1Gen1
  • USB3.2Gen2・・・以前の、USB3.1=USB3.1Gen2

ところが製品の表示は発売時期の関係もあり、相変わらずバラバラです。実にややこしい!

尚、この記事のテーマであるUSB type-Cケーブルは、USB2.0規格やUSB3.2Gen1規格、そしてUSB3.2Gen2規格を実現することができます。それが可能になる理由は、それぞれの規格に対応するレーンが内包されているからです。

でも「出来る」事と、たくさんあるUSB type-Cケーブル商品の性能がどうであるかは、また別の話です。

 

 

USB type-Cケーブルというだけでは何が可能かわからない

いままで諸々説明してきましたが、両端にUSB type-C端子がついているケーブルであっても、それだけではどんな機能を備えているかわかりません。

高速通信を期待して買ったら通信スピードが480Mbpsだったなんてこともあり得ます。

何故なら、今まで説明してきましたように、USB type-Cケーブルには色んな規格が混在しているからです。

別の切り口で説明すると、USB type-Cケーブルで全ての機能を使えるようにするためには、それに必要な全てのラインが内包されている必要があるということです。つまり・・・

  • USB PD等用ライン
  • USB PDに関する情報をやり取り位するCC用ライン
  • 低速通信用ライン
  • 高速通信用ライン
  • USB3.2用ライン
  • USB2.0用ライン

当然ですが、type-Cケーブルを眺めても内部がどうなってるかなんてわからないのです。

加えて混乱に拍車をかけているのは、既述のように、度重なる規格変更が必ずしも商品の説明文書に反映されていない可能性があることです。

ですからUSB type-Cケーブルを購入するときには特段の注意が必要です。

私もよく説明文を確認しないで購入に失敗したことがあります。

 

 

USB type-Cケーブル購入時の注意点

まずおさらいですが、目的はともかく、デバイス同志はこんなふうに繋ぎますよね。

  • デバイスA – USB type-Cケーブル – デバイスB

でね、3つともオス・メスが合えばUSB type-C端子で繋がることは繋がります。しかし、やりたいことの規格が不一致であれば目的を達成することができません。何度も申し上げてきた通りです。

以上を念頭に、USB type-Cケーブルの購入時に確認すべきことは・・・

  1. USB2.0にしか対応していないのか
  2. USB3.2通信に対応しているかいないか
  3. 映像出力に対応しているかいないか
  4. USB PDに対応しているかいないか
  5. Thunderbolt3に対応しているかいないか
  6. 0.5mを超えるThunderbolt3ならアクティブケーブルになっているか

こういったことを商品の箱などに表示されている説明から理解して、自分のやりたいこととマッチしていることを確認してください。

USB type-Cケーブルで通信規格はUSB2.0な商品

例えばこの商品ね↑。どう見たってUSB type-Cケーブル。そう、たくさんあるUSB type-Cケーブル商品の性能・規格は色々でも見た目は全てこれ!

しかし、↑のケーブルをスパッと切ると中にはPD用ラインとUSB02.0用のラインしか入ってないのです。

見た目が同じだからとUSB3.2の通信スピードを当てにして購入したら当然期待外れになります。

目線を少し下の方に移すと「この商品について」以下、ちゃんと説明があります。

  • 規格:USB2.0規格正規認証品 、対応転送速度:最大480Mbps

購入時にはこういった商品説明を絶対に見落とさないことが大切です。

中には、USB Type-CでUSB2.0対応USB PD非対応なんてケーブルもありますが、上で説明した通り、普通にちゃんとしたUSB Type-CケーブルであればUSB PDには対応しています。

実際の購入に当たっては「対応」をちゃんと明記されているものを買うのがいいです。というか、ちゃんとした商品の説明に「USB PD非対応」なんて事はありません。

USB type-Cケーブル通信規格はUSB3.2な商品

この商品↑の場合は、商品名の一段目から二段目にかけて”USB 3.1 Gen1″とあります。

先に説明しましたように、”USB 3.1 Gen1″=”USB3.2Gen1″=”USB3.0″です。

規格名称の変化に商品名が追いついていないわけで、こんなことは普通にあるので、やはり注意が必要です。

“USB3.2Gen1″はかなり優れた規格で、データ転送速度は最大で10Gbps且つ4k/60hZ映像出力可。しかし、Thunderbolt3にははるかに及びません。

やっぱり、商品説明はよく読まなければならないんですね。

USB Type-Cケーブル Thunderbolt3対応商品

商品名だか説明だか、とにかくだらだらと文字が羅列されています。

  • Nimaso USB Type C Thunderbolt 3 ケーブル 40Gbps PD対応 100W/5A 超高速充電 Thunderbolt3ケーブル 5K/ウルトラHD 60Hzビデオ伝送 USB3.1 / 3.0 / 2.0対応 タイプc ケーブル MacBook Pro2019 Galaxy S10 Note20 Note20 Ultra Huawei Mate10 Mate10Pro等対応(1m)

が、ここで見落としてはならないのはは・・・

  • Thunderbolt3
  • 40Gbps
  • PD対応
  • 1m

これだけです。1mなのでアクティブケーブルということになりますね。

見落とさずに全部確認できれば、それだけで、商品名蘭↑には記述がなくても4k60fgs2台分の信号を送ることができると理解していいです。

以上くどいですが、USB Type-Cケーブルは規格が複雑なので、後悔しないように慎重に確認作業を行ってください。

 

 

ロゴ(マーク)で確認

USB2.0やUSB3.2、そしてThunderbolt3などは通信規格ごとにロゴが制定されており、コネクタ上に表示されています。

なので、これを見て判別手段の一助にすることは可能です。

しかしまたまた困ったことに、このロゴ、製品ごとに表示があったりなかったりです。ですから、もし表記されていない場合は、より一層注意して商品の説明文書を読んでください。

  1. USB2.0

    USB2.0


  2. USB3.0(USB3.2Gen1)

    USB3.0


  3. USB3.1(USB3.2Gen2)

  4. USB3.2(USB3.2Gen2×2)

    USB3.2ロゴ


  5. Thunderbolt3

    Thunderbolt3ロゴ

 

 

まとめ

この記事では、”USB Type-C”は物理的な端子の規格で、それ以外の”USB PD”や”Thunderbolt3″はUSB Type-Cケーブルで実現できる機能の規格であることを説明しました。

また、USB Type-Cケーブルには機能としてのUSB規格が混在しており、ある製品はUSB2規格であったり、別の製品はUSB3.1規格だったり、はたまたThunderbolt3規格だったりと様々であることも説明しました。

そして、もう一つ押さえておきたい点は下位互換であることです。

つまり、Thunderbolt3規格のUSB Type-Cケーブルを、例えばType-Cの端子(メス)がついている外付けSSDに繋いでも、SSD側がUSB2対応なら転送速度は40Gbpsではなく、自動的に480Mbpsに大幅ダウンします。

以上のような点を踏まえた上で、しっかりと説明文を読み確認して、そして繋ぎたいデバイスのスペックをよく理解して、目的にあったUSB Type-Cケーブルを選択購入することが大切です。

今回、説明の対象にはしませんでしたが、新しいハイスペック規格、USB4とThunderbolt4搭載の機器が今後増えてゆくものと予想されます。

両方とも通信スピードが40Gbpsなので兄弟分のようですが、Thunderbolt4の方がより互換性が高くアドバンテージがあると言えます。

いずれにしても、この記事で説明した違いを理解していれば、更なる規格の複雑さに面しても間違うことはなくなるでしょう。

最後にとっても大切なことを・・・

  • ケーブルはデバイスと同等に大切。ちゃんとしたメーカー品を購入しましょう。

安価は正義!・・・違います!!



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