USB-Cについて調べてみた

2021年5月27日

最近、何台か社内のMacBook（正確には、MacBook Air）の入れ替えを行いました。

最近のMacBookは、USB Type-C（タイトルのようにUSB-Cと省略して書いてしまいます。
実際にWeb上でもそういう記述が多いようには思います。）が用いられています。

筐体には、どういう仕様のUSBなのか書かれておらず、接続しても認識しないメッセージが出たり、何も反応しなかったりします。
もちろんMacシステムリポートというアプリケーションには、仕様が詳細に記載されておりますので、筐体に書かれていないのはデザイン上の問題だとは思います。

ただ、それ以上にこのUSB Type-Cというのはややこしいので、調べてみました。

1 USB-Cとは？
2 形状と機能
3 オルタネートモード
- 3.1 電力
- 3.2 ケーブル

USB-Cとは？

まず、USBとは何ぞや？ということですが

こんなものは、最近すっかり見かけなくなってます。

ただ、当時は画期的でそれまではもう少し大きさなケーブル（SCSIやシリアルケーブルなど）でHDDやプリンタ・スキャナを接続していましたから、こんな（当時としては）コンパクト！なケーブルで接続できるのは画期的なことでした。その後、

MiniUSBという規格や

などの規格が出てきます。当時は、携帯電話（いわゆるガラケー）向けにUSBをさらにコンパクトにするということが目的だったのでしょうか。

その後、USB Type-Cなる規格も出てくるようになりました。

ただ、これらはあくまで物理形状であって、転送できる内容については転送プロトコルが規定されるようになっています。

形状と機能

形状としては、上述したような複数の形がありますが、それとは別に機能（プロトコル）として、どのような内容を転送できるのかということが規定されています。

規格	転送速度	給電能力
USB 2.0	480 MB/s	500mA
USB 3.2 Gen 1 (USB 3.1 Gen1)	5G Gbps/s	900mA
USB 3.2 Gen 2 (USB 3.1 Gen2)	10 Gbps/s	1000mA
USB 3.2	20 Gbps/s	1.5 Aまたは3 A

USB1.0や1.1もあるようですが、私もあまり記憶にないので、省略します。

USBとして有名になったのがUSB2.0でプリンタなどの接続に利用できるようになったことだと思います。
この当時は480Mbpsの速度で十分速いと感じられていました。

今のようにSSDもないため、HDDだと。。。というレベルです。
それ以上になると、SCSIやThunderboltなどの高価な機器を選択する必要がありました。

USB3の時代になってきて、このあたりで3.1や3.2という記述がありますが、ハードの互換性を保つために内包した形で規格をアップデートした結果だと思われます。転送速度も給電能力も飛躍的に上がってきます。

SSDなどの高速デバイスの台頭とスマートフォンの勢力が大きくなるにつれ、転送速度や給電能力が求められたからだと思います。

ここまでだと、そこまで難しくはないのですが、USB Type-Cには、オルタネートモードというものがあります。

オルタネートモード

オルタネートモードは、形状はUSB Type-Cですが、機能の部分である転送プロトコルを他のプロトコルに転送するものです。具体的には、

Display Port
Thunderbolt
HDMI

です。他にもMHLやVirtualLinkなどもあるようです。
最近では、弊社でも何台か導入していますが、USB Type-Cに対応したモニタがあります。

これは、USB Type-Cという形状のケーブルですが、HDMIの機能が組み込まれているということのようです。

見た目は、USB-Cだけど、つなげると認識しないなどということは起こりえます（先日、Thunderbolt3のUSB TypeCケースを購入しましたが、Thunderbolt3に対応していないMacbookでは認識しませんでした）

電力

上記の表にも記載がありましたが、給電能力についても各規格で違ってきます。

最近のスマホなどではおなじみの急速充電ができるかどうかもこの宮殿能力に依存します。

PDやQCなどの規格は各社で提唱されているものになります。

接続機器それぞれが対応していないと、機能しません。

ケーブル

さらに、それぞれの接続端末だけでなく、ケーブルについても、それぞれ対応している必要があります。

例えば、Thunderbolt3対応の機器同士をThunderbolt3に対応していないケーブルだと、認識しません。

見た目は、全く同じなのに使えないのはなかなか難しいところがあります。
特にケーブルについては、見分けがつかないため、さらにわかりにくくなっています。

こちらは、 Thunderbolt 3 用のケーブルです。
持ち手の部分が結構長めになっているところもポイントです。