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» 2012年07月31日 13時08分 UPDATE

いまさら聞けないデジタル技術の仕組みを解説:知っておきたいUSB3.0まとめ (1/2)

USB2.0に比べてデータ伝送速度が約10倍になった新しい通信規格USB3.0。今回は、このUSB3.0について解説します。

[上口翔子,@IT MONOist]
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@IT MONOistで掲載された記事を転載しています


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最新規格「USB 3.1」「USB Type-C」

最新規格「USB 3.1」「USB Type-C」に関しては、「これから世界を席巻する!? USB Type-Cを知る」をお読みください




登場人物の紹介

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乙女
文系女子

デジタル製品に興味はあるが、細かいスペックの話をされるとよく分からない。結局、デザイン重視で選びがちになるが、どうせ買うなら、きちんと製品の性能を理解して自分に合った良い物を買いたいという思いがある


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ムサシ
理系男子

自称デジタル人間。スケジュール管理に紙なんて論外。デジタル製品のことなら、細かいICの隅々まで、何でもこい。基本的には物静かだが、得意分野となると熱く語り始める。女の子に「すごい!」といわれると、やる気が出る



USBは互換性を維持しながら進化していった規格

 USB3.0は、現行のUSB2.0と比較してデータ伝送速度が約10倍になった新しい通信規格です。ただし新しいからといって、現在使用しているUSB2.0準拠のコネクタ(ケーブル)が使えないということはありません。USB2.0までの伝送速度(High-speed:480Mbps)にUSB3.0の伝送速度(SuperSpeed:5Gbps)が追加され、USB2.0のコネクタを使用したときにはHigh-speedモード、USB3.0のコネクタを使用したときにはSuperSpeedの通信ができるような仕組みになっています。

 図1は、USB3.0策定グループの代表を務めるNECエレクトロニクスが発表したホストコントローラです。内部のブロック図を見ると、USB2.0のPHY(物理層)の隣に、USB3.0のPHYが追加されているのが分かります。なお、USB1.0(USB1.1)からUSB2.0への移行時には、USB1.0用のPHYがUSB2.0用のPHYに置き換えられる形で移行されました。

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photo 図1 NECエレクトロニクスが発表したUSB3.0準拠ホストコントローラ(μPD720200F1-DAK-A)とその内部ブロック図
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へぇ。でもなんでUSB1.0からUSB2.0に変わったときは置き換えたのに、USB3.0のときは隣にくっつけたの?


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それは物理層の中身が大きく変わったからだよ。ちなみに、USBは1.0から2.0へ移行したときも、今回と同様に(以前のコネクタが使用できる)互換性を維持していたんだ。今回は、USB2.0との互換性を一部維持しながら、コネクタをすべて新しくしているから注意してね! SuperSpeedを使用するときには、新しいケーブルが必要になるよ。


SuperSpeedを使用するときにはコネクタに注意!

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物理層の解説をする前に、USB3.0(SuperSpeed)を使用するときに必要となるケーブル3種類を紹介しよう。


Standard-A

 PCとデジカメをつなぐときなどに使用する、見慣れたコネクタです。USB2.0用の信号線4本に、USB3.0用の信号線が5本追加されており、USB2.0とは完全互換を保持します。

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photo 図2 Standard-A
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Standard-B

 プリンタなどで使用されているコネクタです。Standard-A同様、USB3.0用の信号線が5本追加されました(上部)。その分、USB2.0のときよりも形状が大きくなっています。よってUSB2.0とは後方互換のみとなっています。USB3.0のStandard-Bデバイス側にUSB2.0のStandard-Bケーブルを差し込むことはできますが、USB2.0のStandard-Bデバイス側にUSB3.0のStandard-Bケーブルを差し込むことはできません(詳しくは下表をご覧ください)。

photophoto 図3 Standard-B
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Micro-B

 USB3.0用に新規に作られたコネクタです。主に携帯電話などの小型デバイス向けに考案されました(USB2.0のMicroコネクタとは下位互換を持つ)。

photophoto 図4 Micro-B
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5Gbpsの伝送速度を得るには、新しいコネクタとケーブルが必要ってことだね!


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