駆け足で学ぶUSB規格。USB 3.0/3.1/3.2やUSB-C(Type-C) の事。

短時間にポイントだけ解説します

本格的な規格の内容については、各自お調べください。
ここでは、各規格の要点だけを、駆け足でご紹介しています。
内容には注意して記載したつもりですが、もし間違いなどありましたらご連絡頂けますと幸いです。


記載されている内容は、2019年の初春です。タイミング的にはUSB 4の概要がお披露目になったタイミングで執筆しています。

USB 1.0/1.1

USBとして初めての規格。転送速度12 Mbps (1.5MB/s)と今となってはそんなに速くないものでしたが、SCSI接続のトラブルで悩まされた経験をお持ちの方でしたら、USB接続による『安定的な接続』の恩恵は大きかったと思います。
給電能力 2.5W (5V x 500mA)。これが基準となります。

USB 2.0

高速版のUSB規格として登場しました。転送速度480 Mbps (60MB/s)に向上し、USB製品が急速に普及した時期でもあります。Mini-USB Bや、Micro USB-B規格など、TYPE-Bのコネクタ形状が沢山発表された時期でもあります。
給電能力は、変わらず 2.5W (5V x 500mA) です。

USB 3.0

USB2.0よりも更に高速な規格が登場します。転送速度5 Gbps (625MB/s)に達し、大容量HDDの登場とともに、ものすごく速いUSBという位置づけです。2019年時点で現行規格となります。
この段階ではまだ、コネクターは変わらずに TYPE-A/TYPE-B が使われています。
給電能力 4.5W (5V x 900mA) 供給電力の向上が行われました。

USB 3.1

USB規格が判りづらくなったのは、USB3.1からではないでしょうか。コネクタ形状と、給電能力についての記述が増えます。
USB3.1が判りにくい最大の理由は、Type-Cコネクターに由来します。USB3.1 と Thunderbolt 3 /e-GPU関連で色々と混同してしまう事例が多いですが、ここでは、別規格であるThunderbolt と e-GPUは除外して説明します。とにかく Type-C(USB3.1)と、Type-C(Thunderbolt) は別物!とだけ覚えておいてください。

USB 3.1 Gen 1

USB 3.0と転送能力については一緒です。USB3.0 = USB3.1 Gen 1 と言えます。
製品にあえて USB3.1 Gen 1対応と記載される場合、Type-Cコネクターか、USB PDへの対応をアピールする場合が多いです。
転送速度5 Gbps (625MB/s)

USB 3.1 Gen 2

転送速度10 Gbps (1250MB/s)まで引き上げられた規格です。転送速度の論理値で見ると単純に二倍ですが、有効なデータを送れる能力 (エンコード処理によるデータ損失) についても改善されており、従来は約20%の損失が含まれていましたが、この損失が約 3%にまで低減されています。
USB 3.1を語る場合、最大 5Gbps か 10G bpsかで区別するのが判りやすいです。

Type-C コネクター

USB 3.1規格の登場とともに、Type-Cコネクターが追加されました。裏表関係なく差し込めるものです。
混乱の元は、このType-C形状は、USB 以外にもThunderbolt規格でも、このType-Cが採用されていることです。特にMacユーザーはご注意ください。

USB PD

USB3.1規格の策定後、電力供給に関する規格が策定されました。USB PD(USB Power Delivery)という名称で、最大100Wの給電能力を備えることが可能です。
USB PDType-C は独立した規格ですので、Type-Cの形状をしているので100Wまで大丈夫という意味ではありませんのでご注意ください。
Type-C コネクター自身の給電能力は、15W(5V x 3A)もしくは 7.5W(5V x 1.5A)のいずれかを採用しています。一律 15Wではありませんので、ここにも注意が必要です。
もうひとつ注意事項を。USBケーブルで片方がType-A、もう片方がType-Cとなっている、いわゆるレガシーケーブルではUSB PD規格は適用されません。USB2.0準拠であれば、2.5W、USB3.0準拠であれば 4.5Wが最大値となっています。

UASP

UASP(USB Attached SCSI Protocol)という拡張仕様で、USB3.1 自身には標準で含まれません。
ホスト~デバイスの間で、より高速にデータをやりとりする規格。外付けHDD/SSDなどで採用され始めています。
できるだけ高速にデータをやりとりしたい、という方は知っておいて損はない用語です。
Windows OSの場合、Windows 8以降で UAS(UASP)がサポート されています。
恩恵を受けるには、OS側、周辺機器側、双方でUASPがサポートされている必要が あります。

USB 3.2

2019年、そろそろ対応した製品が登場するのではと期待されている規格。これがUSB 3.2規格 です。
最大の変更内容は、 Type-C 規格のみで利用可能となり、Type-A/B はUSB3.2上では定義されません。(廃止されますが、後方互換性は維持されるので、レガシーケーブルで変換を行えば接続は可能と推察されます。)
規格名の修正も予定されており、こちらも混乱の種が満載の規格ですが、惑わされないようにご注意ください。
USB3.2 Gen 1 と、USB3.2 Gen 2は、既存の規格を名称変更したものとなる予定です。

USB 3.2 Gen 1 = USB 3.1 Gen 1

USB3.2規格上では、USB3.2 Gen 1は、USB3.1 Gen 1の事を指します。(5G bps)

USB 3.2 Gen 2 = USB 3.1 Gen 2

USB3.2規格上では、USB3.2 Gen 2は、USB3.1 Gen 2の事を指します。(10G bps)

USB 3.2 Gen 2×2

USB3.2 で策定された新規格です。転送速度20 Gbps (2500MB/s)まで向上されています。

転送速度
給電能力
後方互換性

USB 4.0 正式には『USB4』となる予定

まだ策定中の規格ですが、現時点で伝わってきている内容を記します。
転送速度40G bpsに向上します。
USB 4.0では、Thunderbolt規格と統合されます。
どのような統合になるのか、詳細については未定です。
好意的にとらえれば、USB3.1あたりから始まった仕様の判りにくさは、USB4.0で解消するように思えます。

蛇足。ケーブルの話し

形状が、Type-Cコネクターに統合されたとしても、通信速度が 5G bps ~ 40G bpsまで差がある以上、通信速度とケーブルの品質にはレベルが存在するはずです。より速く通信するためには、より品質の良いType-Cケーブルが必要となり、その区別が必要となってくるはずです。