HDMI、ディスプレイ ポート、Lightning (Apple)、Thunderbolt など、電子デバイスの接続、通信、給電に毎日使用するさまざまなケーブルやコネクタがたくさんあります。これらのテクノロジーはすべて、異なる目的で開始されたため、さまざまなメーカーによって開発されました。それにもかかわらず、ケーブルやコネクタを検討したり、ケーブルやコネクタに関連したりする場合、多くの場合、USB の種類について考えることになります。ユニバーサル シリアル バス (USB) テクノロジは、コンピュータ、タブレット、ゲーム機、電話など、さまざまな種類の消費者向けデバイスの接続標準です。現在、サポートされているデバイスには 1 つまたは複数の USB またはコネクタが付属しています。
HDMI、ディスプレイ ポート、Lightning (Apple)、Thunderbolt など、電子デバイスの接続、通信、給電に毎日使用するさまざまなケーブルやコネクタがたくさんあります。これらのテクノロジーはすべて、異なる目的で開始されたため、さまざまなメーカーによって開発されました。それにもかかわらず、ケーブルやコネクタを検討したり、ケーブルやコネクタに関連したりする場合、多くの場合、USB の種類について考えることになります。ユニバーサル シリアル バス (USB) テクノロジは、コンピュータ、タブレット、ゲーム機、電話など、さまざまな種類の消費者向けデバイスの接続標準です。現在、サポートされているデバイスには 1 つまたは複数の USB またはコネクタが付属しています。
USB 標準は 20 年前、プラグ アンド プレイ アクセサリを改善するために作成されてブームになりました。キーボード、マウス、ウェブカメラ、その他多くの周辺機器は、通信と電力供給の両方をサポートするケーブルを介してコンピューターにすぐに接続されました。使い方も機能もシンプルだったので、デバイスをポートに直接接続すると、完全に機能しました。データ転送が完了した後、またはデバイスが通信を停止するまで、デバイスを取り外すことができます。このテクノロジーがホットスワップと呼ばれる理由は、電源が入っている間にデバイスを抜き差しできることを意味します。
新しい USB 標準により、データと電源を分離する 2 つのコネクタが必要だった時代は終わりました。もう少し電力が必要なデバイスは、USB コードから電力を供給することもできます。これにより、ポータブル ドライブ、電話、タブレット、さらにはラップトップやモニターなど、別のグループの電子デバイスに電源を投入できるようになりました。
USBの進化
1995 年前、Intel、IBM、Microsoft、NEC、そして今はなき Compaq、Nortel、DEC によってユニバーサル シリアル バスが初めて登場しました。これらの企業は XNUMX 年に USB の開発を開始するために参加し、わずか XNUMX 年後には、すでに XNUMX 以上の USB 製品が世界中でこの技術を開発しています。その後数年間で、USB は家電市場で最も人気のあるテクノロジーになり始めました。
当社のテクノロジーとそれとのインターフェース方法が進化するにつれて、USB の仕様と規格も進化しました。 USB 標準は現在、USB Implementers Forum (USB-IF) によって維持されています。この規格は、USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x、および新しい USB4 から始まる、さまざまなバージョンと転送速度を指します。全体として、これらの伝送プロトコルの主な違いは伝送速度です。 USB 1.0 および USB 2.0 は、速度が遅い古い伝送プロトコルです。そして、最近最も広く使用されているのは USB 2.0 と USB 3.0 です。私たちは通常、USB 2.0 と USB 3.0 を組み合わせたノートブック、ポータブル ハード ドライブ、その他のデバイスを使用します。
USB 2.0 は、480 年以上にわたって PC の世界のインターフェイス標準としてしっかりと確立されました。しかし、ストレージ、ビデオ アプリケーション、ビデオ カメラ、その他のアプライアンスなどの最新のデバイスでは、より多くの帯域幅に対する需要が依然としてありました。 USB 2.0 によって提供される XNUMXMbps は、もはやそれほど高速ではありませんでした。
| USB規格の改訂 | ||
| 年 | 速度 | |
| USB 1.0 | 1996 | 1.5、12、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX、XNUMX Mbps |
| USB 2.0 | 2000 | 1.5、12、480 Mbps |
| USB 3 | 2008 | 5Gbps |
| USB 3.1 | 2013 | 10Gbps |
| USB 3.2 | 2017 | 20Gbps |
| USB4/サンダーボルト3 | 2019 | 40Gbps |
速度不足を克服するために、2008 年に USB 3.0 の 2.0 倍高速な仕様を持つ USB 3.1 が導入されました。わずか 3.2 年後、USB 4、そして USB 3.1 が登場しました。そして昨年、ついに USB3.0 が導入されました。新しいバージョンは増え続けており、通信速度は 1.5 倍になります。実際、USB 1995 は 1.0 の 40 倍の速度です。その歴史とともに、USB インターフェイスは、2019 Mbps というある程度制限されたもの (4 – USB XNUMX) から、XNUMX Gbps を達成できる接続 (XNUMX – USBXNUMX) まで進化してきました。
USB コネクタとレセプタクル
通常、USB はプロトコル自体ではなく、ケーブルとコネクタの種類によって認識されます。多くの電子機器には専用のケーブルが付属しています。たとえば、Apple は、iPhone や iPad などの低電力アクセサリを充電および接続するために Lightning コネクタを設計しました。ただし、USB ドメインでは、他のタイプの標準コネクタが使用されます。これらの USB コネクタは、ポータブル デバイスの充電ケーブルとして他のタイプに取って代わられることが増えています。デバイス間での人気が高まるにつれて、他のコネクタも頻繁に使用されるようになり、USB の状況が混乱しました。コネクタ (プラグの端) には、レセプタクル (ジャックまたはポート) と呼ばれる嵌合ソケットに嵌合する長い接続ピンがあります。最もよく見られるレセプタクルは、USB タイプ A、タイプ B、ミニ A、ミニ B、ミニ AB、マイクロ B、マイクロ AB です。
USB のさまざまな機能やバージョンを区別しやすくするために、ポートとプラグは色分けされていることがよくあります。通常、色の規則は次のとおりです。USB 1.0 は白、USB 2.0 は黒、USB 3.0 は青、USB 3.1 は青緑です。ただし、より現代的なデバイスには、オレンジ、赤、または黄色の USB ポートが 2.0 つまたは 3.0 つ付いている場合があります。これらの新しい色は、3.0 や 3.1 などの USB 仕様を示すものではないことに注意することが重要です。代わりに、充電可能なポートへの電力が常にオンになっていることを意味します。これらの色は、デバイスのスリープ モードまたはスタンバイ モード中にコネクタの電源がオフにならないことも示します。ほとんどの場合、この機能は USB XNUMX または XNUMX ポートにあります。
USB 3.1 の登場により、新しくて異なるコネクタである素晴らしい USB Type-C が登場しました。現在はUSB-Cと呼ばれています。これらのプラグとポートは、24 つの角が丸い長方形です。コネクタには合計 4 ピンがあります。 4 つの電源ピンと 2 つのグランド ピン、高速 USB 用の 4 ペア、超高速データ用の 2 つのシールド ペア、XNUMX つの側波帯使用ピン、および XNUMX つの構成ピンと制御ピンを使用します。これは、より優れた機能を提供し、より高速なデータ接続だけでなく、より多くの電力を供給できる、将来性のあるコネクタです。
| USB-C A ピン配置 | USB-C B ピン配置 | |||
| ピン | 名前 | Description | 名前 | Description |
| 1 | GND | グラウンドリターン | GND | グラウンドリターン |
| 2 | SSTXp1 | SuperSpeed ペア #1、TX、ポジティブ | SSRXp1 | SuperSpeed ペア #2、RX、ポジティブ |
| 3 | SSTXn1 | SuperSpeed ペア #1、TX、マイナス | SSRXn1 | SuperSpeed ペア #2、RX、ネガティブ |
| 4 | Vバス | バスパワー | Vバス | バスパワー |
| 5 | CC1 | 構成チャネル | SBU2 | 側波帯使用 (SBU) |
| 6 | Dp1 | USB 2.0 ペア、位置 1、プラス | DN2 | USB 2.0 ペア、ポジション 2、マイナス[a] |
| 7 | DN1 | USB 2.0 ペア、位置 1、マイナス | Dp2 | USB 2.0 ペア、ポジション 2、プラス[a] |
| 8 | SBU1 | 側波帯使用 (SBU) | CC2 | 構成チャネル |
| 9 | Vバス | バスパワー | Vバス | バスパワー |
| 10 | SSRXn2 | SuperSpeed ペア #4、RX、ネガティブ | SSTXn2 | SuperSpeed ペア #3、TX、マイナス |
| 11 | SSRXp2 | SuperSpeed ペア #4、RX、ポジティブ | SSTXp2 | SuperSpeed ペア #3、TX、ポジティブ |
| 12 | GND | グラウンドリターン | GND | グラウンドリターン |
USB-C: 次のレベル
USB-C は、物理的な側面から始めて、その特定のタイプのプラグと、それらのケーブル配線の仕様を指します。最初の USB-C は USB 3.1 プロトコルに従っており、この新しい仕様によりより高速な伝送速度を実現できました。上で述べたように、USB 3.1 は通常、内側と接続ポートが青色になっているので、すぐに識別できます。 USB-C は以前のバージョンよりも小さいため、ウルトラブック、タブレット、スマートフォンなど、より小さく平らになったデバイスに完全にフィットします。
USB-C ポートの重要な点は、それが真にユニバーサルであることを目的としているということです。 3.0 台の充電器であらゆる電子機器の充電に使用できるというアイデアも、USB-C の重要な点です。これは、新しいケーブルのためにポケットを消耗させるために設計された別の新しいポートではありません。 USB 2.0 および XNUMX コネクタとの下位互換性が利用可能です。しかし、おそらくこの新しいタイプの接続の最も優れた点は、(Apple の有名な Lightning と同様に) 上下の方向に関係なく挿入できることです。このマイナーではありますが便利な機能により、USB-C コネクタをどちらの向きでも接続できるようになり、依然として完全に機能します。
USB-C インターフェイスは、2014 年に導入されて以来、大量に採用されてきました。31 年 2020 月 XNUMX 日の時点で、電子廃棄物の生成量を削減するために、欧州議会が通信デバイスの充電器を標準化することを可決したことは驚くべきことではありません。この標準化により、一部のハードウェア メーカーが USB-C インターフェイスを採用したり、EU 内で罰金や流通制限に直面したりする可能性があります。 Google は過去に、USB Type-C 仕様にコミットしていると述べていました。彼らは、消費者が多くの Chromebook や Android スマートフォンにこの機能を搭載することを期待できると述べました。 Apple も、USB-C がポートの将来になると確信しているため、自社製品を USB-C に準拠させようとしています。
USB-C: 機能と互換性
Power Delivery 1.0 の導入により、USB バス経由で大型デバイスに電力を供給できることがわかり始めました。このテクノロジーは、10 本のケーブルでデータとともにより柔軟な電力供給を提供することにより、USB の機能を最大限に活用できるようにしました。 USB-C は、データと電力の両方に非常に優れた適応性を持っています。 USB-C の最初のバージョンは、最大 4 ワットの電力と最大 XNUMX Gbps を伝送できました。他のものと比較して大幅な進歩。このパワーが意味するのは、XNUMXK モニターを実行できること、超高速 SSD RAID を実行できること、さらにはラップトップをフル充電できることです。
| USB電源規格 | |||
| 製品仕様 | 電流プローブ | 電圧 | 出力 |
| USB 2.0 | 500mA | 5VDC | 2.5W |
| USB 3 | 900mA | 5VDC | 4.5W |
| USB 3.2 | 1,500mA | 5VDC | 7.5W |
| USB4/サンダーボルト3 | 5,000mA | 20VDC | 100W |
Thunderbolt3、DisplayPort、MHL、HDMI などの他のプロトコルでは、新しいインターフェイスとして USB-C が使用されています。 USB-C のビデオ出力では、USB-C 代替モードを使用してデバイスのネイティブ ビデオをこれらのプロトコルにストリーミングすることで、ビデオをスムーズに出力できます。この代替手段は、ドングルを使用して実現されます。 Apple が MacBook シリーズから USB-C を除くすべての拡張ポートを削除したことで批判されたことは有名です。消費者に、必要なインターフェイスに USB-C を適合させるドングルを持参するよう要求します。ドッキング ステーションの使用により、この問題はすぐに解決されました。ドッキング ステーションを使用すると、XNUMX つの USB-C ポート/Thunderbolt ポートだけを使用して複数のデバイスをデバイスに接続できます。
USB 3.1 経由の DisplayPort は 4K (3840×2160)、さらには最大 5K (5120×2880) をサポートします。 4 つの PCIe レーンすべてがビデオ出力専用の場合。
Oculus Quest などの VR ヘッドセットを使用すると、単一の USB-C コネクタを介してコンピュータから VR 体験全体をストリーミングできます。また、オーディオ機能に関しては、USB-C 経由のオーディオ アダプターはデバイス クラス 3.0 仕様 (デジタル) またはオーディオ アダプター アクセサリー モード (アナログ) をサポートします。モードは、ケーブルがアクティブ アダプター (DAC 内蔵) かパッシブ アダプター (DAC なし) かによって異なります。
現在、一部の携帯電話メーカーは、USB-C コネクタを使用した携帯電話の通信速度を意図的に促進しています。この見方は誤解を招く可能性があります。 USB 3.1 プロトコルを使用する Type-C インターフェイスのみがより高速な伝送速度を備えています。代替モードにより、USB ケーブルには損傷を防ぐための安全装置が設けられているはずですが、初期の頃は必ずしもそうではありませんでした。ただし、ハードウェアとケーブルは同様に改良されているため、最大消費電力をサポートできない可能性のあるさまざまな電子機器で使用される場合でも、ケーブルがデバイスを安全に保ちます。
要約すると、USB-C の主な用途とさらなる用途の一部を以下に示します。
- ドッキング ステーションを使用すると、USB-C ポート/Thunderbolt ポートを 1 つだけ使用して、複数のデバイスをデバイスに接続できます。
- 一部の新しいモニターは USB-C コネクタに基づいています。個別の HDMI、DisplayPort、または VGA ケーブルはもう必要ありません。
StorageReview では、転送プロトコルとして USB-C を使用しているいくつかのモニターを概説しました。ここでその他のオプションを探してください。 https://www.storagereview.com/consumer
- Oculus Quest を使用すると、単一の USB-C コネクタを介してコンピュータから VR 体験全体をストリーミングできます。
まとめ
USB-C コネクタは、USB の目的を見失うことなく、古い USB をコンパクトかつ効率的に置き換えることができます。 USB-C はほぼすべての新しいハードウェアに標準搭載されているため、より便利な接続も可能になります。プロジェクター、電話、ネットワーク アダプター、その他想像できる限りのデバイスが含まれます。この堅牢でユニバーサルなコネクタにより、デバイスの充電とデータ転送が迅速かつ簡単になり、最大 100 ワットを供給できるようになり、デバイスに簡単に電力を供給できるようになりました。この能力により、USB-C ケーブルは Ultra-HD 4K ビデオ解像度を USB-C および HDMI ディスプレイに伝送できます。これは、従来のハイビジョンの 4 倍の解像度を意味します。
USB4 の登場が目前に迫っており、Apple、Google、Samsung などの業界リーダーが USB-C を採用しています。このテクノロジーは、iOS、Android、Windows などのさまざまなオペレーティング システムでも使用されます。ようやく、適切な充電ケーブルがあるかどうかを心配するのではなく、創造性に集中できるようになりました。 USB-C を使用すると、携帯電話をタブレット、ラップトップ、ヘッドフォンと同じ充電器に接続できるため、バッグ内のレンガの数を減らすことができます。
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