25 September, 2020

USB2.0、USB3.0、USB Type-C、およびType-Cストレージデバイスの違い

今日では、コンピュータ製品を使用すれば、重要なコンピュータインターフェースであるUSBインターフェースを回避することは困難です。伝送規格が異なるUSBストレージ製品は、まったく異なるデータ伝送体験をもたらします。違いは何ですか? 適切なUSBストレージ製品を選択するにはどうすればよいですか? このトピックについて話しましょう。

3つの一般的な伝送規格があります

USB2.0、USB3.0、USB Type-C(Type-C、USB-C、Apple Thunderbolt 3と呼ばれる)

特に前者と後者の間には大きな違いがありますが、ホットプラグのサポート、サイズが小さい、持ち運びが便利、統一された基準、多設備との接続など、それらの間には多くの共通点があります。

1、USB2.0

USB2.0は、ほとんどのコンピュータユーザーが使用するUSB伝送規格の1つであり、伝送速度は480Mbpsです。ここでのUSB2.0は2003年に改めて定義した「USB 2.0 High-Speed(高速バージョン)」のことを指します。および「USB 2.0 Full Speed(フルスピードバージョン)」として定義されているUSB 2.0は元々のUSB 1.1であり、伝送速度は12Mbpsにしか到達できません。 通常の状況では、USB2.0インターフェースの色は白または黒です。

2、USB3.0

現時点で最も普及している高速伝送規格はUSB3.0です。USB2.0からUSB3.0へと徐々に置き換えられており、USB2.0に置き換わる理由の1つは、その高速性です。高速伝送規格として、USB3.0は5.0Gbpsの最大伝送速度に到達できます。同時に、このインターフェイスは、より優れた電力管理とハードウェア識別を実現し、伝送速度を上げ、データ処理速度をより効率的にすることができます。その色はUSB3.0がほとんど青です。

3、USB Type-C(Type-C、USB-C、Apple Thunderbolt 3と呼ばれる)

USB Type-Cは、近年精力的に推進されている伝送規格の1つです。ハードウェアインターフェースの最も明らかな変更は、表と裏が区別されなくなり、もっと自由に差したり抜いたりできます。以前のUSB2.0 と比較してUSB3.0ハードウェアは、 前世代のインターフェースのサイズの3分の1を占めます。

USB Type-Cは、最大10Gbpsの高速データ伝送速度も実現できますが、これは理想の状態で実際には実現されておらず、この値よりもはるかに低くなります。
USB Type-Cは、最大100 Wの電力サポートしています。

USB Type-Cの電力伝送は、以前の世代のUSBインターフェイスのような一方向の伝送ではなく、双方向の電力伝送を実現できました。

USB Type-Cは、データと電力を転送しながら、ビデオ信号接続の機能にも対応できます。

消費者にとっては、さまざまなタイプのUSB伝送規格の製品の最も直感的な違いは価格です。

ただし、購入際には特別な注意を払う必要があります。インターフェイスが異なるUSB製品は、対応する伝送規格の製品を装着しなければ、伝送速度が上がりません。

簡単な例で言えば、悪質な業者がUSB Type-Cインターフェースを使用してUSB2.0伝送規格の製品を使用すると、そのような製品はUSB Type-Cインターフェースに接続されていてもUSB2.0の伝送速度しかなりません 。

したがって、消費者としてUSBストレージデバイスを購入する場合、最も直接的な検証方法は、購入したデバイスを対応するインターフェイスに挿入し、ソフトウェアを使用して読み取りおよび書き込みテストを実行することです。 ただし、すべてのUSBストレージデバイスが理論上の速度に到達できるわけではないことに注意する必要があります。実際の速度に、ストレージデバイスのメインコントロールチップやデバイスで使用されるストレージメモリなどが、読み取りおよび書き込みの伝送速度に影響を与える他の理由になります。

消費者にとって、USB装置を購入する場合、それがモバイルハードディスクであれUSBであれ、有名なメーカーが製造した製品を選択し、正式な販売ルートから購入して自己権利を保障することをお勧めします。

USBインターフェース開発歴史

USB(Universal Serial Bus)は、シリアルバス規格であり、入出力インターフェースの技術仕様であり、パーソナルコンピュータやモバイルデバイスなどの情報通信製品、カメラ、デジタル TV(セットトップボックス)、ゲーム機、その他の関連分野で広く使用されています。 最新世代はUSB 3.1、伝送速度は10Gbit / s、3段階の電圧は5V / 12V / 20V、最大電源は100Wです。新しいタイプType Cは、表裏に分けられなくなりました。

1、動作原理

USBは、コンピュータと外部デバイス間の接続と通信を規制する外部バス規格です。 USBインターフェースには、ホットプラグ機能があります。 USBインターフェイスは、マウスやキーボードなどのさまざまな周辺機器に接続できます。
USBは、1994年末にIntelと他の企業によって共同で開発し1996年に発売されました。USBは、COMとLPTの置き換えに成功し、今日のコンピュータと多数のスマートデバイスに必要なインターフェイスになっています。 USBバージョンは長年の開発を経て、現在バージョン3.0になっています。
ほとんどのエンジニアにとって、USB2.0インターフェイス製品の開発における主な難点は、複雑なUSB2.0プロトコルに直面すること、USBデバイスドライバーを作成すること、およびマイクロコントローラー(Microcontrollers)のプログラミングに精通することです。 これには、かなり程度のVCプログラミングの経験だけでなく、USBインターフェイス用のハードウェア(ファームウェア)プログラムを作成する能力も必要です。 そのため、ほとんどの人は自分でUSB製品の開発をあきらめています。

2、発展の歴史

USB 1.0

USB 1.0は1996年に登場し、速度はわずか1.5Mb / s(ビット/秒)でしたが、1998年にUSB 1.1にアップグレードされ、速度は12Mb / sに大幅にアップしました。この基準のインターフェースは一部の古いデバイスで見られます。 USB1.1はより一般的なUSB仕様です。高速モードの転送速度は12Mbps、低速モードの転送速度は1.5Mbps(bはBitとの意味)です。b/ sは通常転送速度を示し、bpsはビット転送速度を示します。 数値的には同じです。
B / sとb / s、BPS(バイト/秒)とbps(ビット/秒)を混同しないでください。
1MB /秒(メガバイト/秒)= 8Mbps(メガビット/秒)、12Mbps = 1.5MB /秒、ほとんどのMP3はこのタイプのインターフェースです。

USB 2.0

USB2.0仕様はUSB1.1仕様から発展したものです。 その伝送速度は480Mbpsに達しています。をMBに換算すれば60MB / sになります。ほとんどの周辺機器のニーズを満たすのに十分です。 USB 2.0の “Enhanced Host Controller Interface”(EHCI)は、USB 1.1と互換性のあるインターフェースで、 USB 2.0ドライバーでUSB 1.1デバイスを駆動できます。 つまり、互換性の問題を心配することなく、USB 1.1をサポートするすべてのデバイスをUSB 2.0インターフェイスで直接使用でき、USBケーブルやプラグなどのアクセサリも直接使用できます。
プリンターにUSBを使用することで、速度の大幅な向上です。USBインターフェイスは、12 Mbpsの接続速度を提供します。これは、LPTの速度よりも10倍以上速いです。この速度では、印刷ファイルの転送時間が大幅に短縮されます。 USB 2.0規格は、インターフェイス速度を通常のUSBの20倍の速度である480Mbpsに高め、印刷ファイルの転送時間を大幅に短縮しました。

USB 3.0

Intel、Microsoft、Hewlett-Packard、Texas Instruments、NEC、ST-NXPなどの業界大手で構成されるUSB 3.0プロモーターグループは、開発した新世代のUSB 3.0標準が正式に完成し、リリースされました。 USB 3.0の理論上の速度は5.0Gb / sで、理論値の50%にしか到達できません。それでも、USB 2.0の10倍に近い値です。 USB3.0の物理的には8b / 10bエンコーディングを使用するため、計算される理論上の速度は4Gb / sであり、実際の速度は4Gb / sに基づいて少し少ないです。 PC周辺機器や家電製品に幅広く使用できます。
USB 3.0は、実際のデバイスアプリケーションでは「USB SuperSpeed」と呼ばれ、以前のUSB 1.1 FullSpeedおよびUSB 2.0 HighSpeedに準拠しています。 新しい仕様をサポートする商用コントローラーは2009年後半に発売される予定であり、消費者向け製品はすでに市場に出ています。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2は、Intelなどの企業によって策定された最新のUSB仕様です。 データ転送速度は10Gbpsまで上げることができます。 USB 3.0(USB 3.1 Gen1)テクノロジーと比較して、新しいUSBテクノロジーはより効率的なデータエンコーディングシステムを使用し、2倍以上の実効データスループット率を提供します。 既存のUSBコネクタおよびケーブルと完全に兼用です。
USB 3.1 Gen2は、既存のUSB 3.0(USB 3.1 Gen1)ソフトウェアスタックとデバイスプロトコル、5Gbpsハブとデバイス、USB 2.0製品と兼用です。
USB-IFの最新のUSB命名基準、元のUSB 3.0およびUSB 3.1は命名されなくなり、すべてのUSB規格はUSB 3.2と呼ばれ、互換性を考慮してUSB 3.0からUSB 3.2はそれぞれUSB 3.2 Gen1.、 USB 3.2 Gen 2.、 USB 3.2 Gen 2×2と呼ばれます。

3、主な長所

USBデバイスには、主に次の長所があります。
1)ホットプラグ可能
外部デバイスを使用する場合、ユーザーはデバイスをシャットダウンして再起動する必要はありません。コンピューターで作業するときにUSBを直接接続します。
2)持ち運びが便利
USBデバイスは「小型、軽量、薄型」で知られています。ユーザーが大量のデータを持ち運ぶのに非常に便利です。 もちろん、USBハードディスク(Uディスク)が一番の選択肢です。
3)統一した規格
一般的には、IDEインターフェイスを備えたハードディスク、COMを備えたマウスとキーボード、LPTを備えたプリンターとスキャナーですが、USBでは、これらの周辺機器はすべて同じ規格を使用してコンピューターに接続でき、USBハードディスク、USBマウス、USBプリンターなどがあります。
4)複数のデバイスを接続できます。
大抵では、パーソナルコンピューターにはの複数のUSBインターフェイスがあり、複数のデバイスを同時に接続できます。4つのポートを備えたUSBハブを接続すると、再度4つのUSBデバイスと接続できます。このように可能な限り、すべてのホームデバイスを問題なく同時にパソコンに接続します(注:最大127台のデバイスを接続できます)。

4、インターフェイスのレイアウト

USBは一般的に使用されるpcインターフェイスです。4本のワイヤーがあり、2本は電源、2本は信号です。信号はシリアルに転送されます。usbインターフェイスはシリアルポートとも呼ばれ、usb2.0の速度は480Mbpsに達します。 それは、さまざまな産業および市民のニーズを満たすことができます。
USBインターフェースの出力電圧と電流は、+ 5V、500mAです。 実際には、誤差があり、最大値は+/- 0.2V、つまり4.8-5.2Vを超えることはできません。 USBインターフェイスの4本のワイヤーは、一般的に次のように分配されます。正極と負極を逆にしないでください。逆にすると、USBデバイスまたはコンピューターのサウスブリッジチップが焼かれます。黒いワイヤー:gnd;赤いワイヤー:vcc; 緑の線:data+、白の線:data-

USBインターフェース定義図

USBインターフェースの色

一般的な配置は、左から右へ、赤、白、緑、黒です。
定義:
赤ーUSB電源:-VCC、Power、5 V、5 VSB。
白ーUSBデータケーブル:(マイナス)-DATA-、USBD-、PD-、USBDT-緑ーUSBデータケーブル:(プラス)-DATA +、USBD +、PD +、USBDT +
黒ーアース線:GND、Grou

同じUSBインターフェースだが速度が3倍違う理由

私たちのコンピューターと携帯電話のインターフェースには長い歴史があり、USBインターフェースも長い間使用されており、一般的なコンピューターのUSBインターフェースも元の1.0規格からUSB3.2規格、現在のUSB Type-Cインターフェースに至るまでアップグレードされてきました 。この中ではたくさんのトラップもあります。

USBインターフェースの様々な規格

各USBインターフェースの転送速度比較表

トラップを防ぐには、まずUSBインターフェースのさまざまな仕様を理解する必要があります。これまでのところ、USBインターフェース規格は、USB 1.0から現在のUSB 3.2まで、何世代にもわたって開発されてきました。

現在、一般的に使用されているインターフェースはUSB2.0-USB3.1Gen2規格ですが、USB3.0以降、USBインターフェースは大幅な発展を遂げたと言えます。
USBインターフェース3.0規格が登場したとき、青いインターフェースは一目で新しいインターフェースと以前のインターフェースを見分けられます。しかし、USB3.0規格は10年間導入されていますが、これまでのところ、USB3.1 Gen2またはUSB Type-C(USB3.2規格)はもちろん、USB3.0規格すらすべてのコンピューターのUSBインターフェースではありません。

ここで注意する必要があることの1つは、すべての青いポートが10Gbpsであるわけではなく、USB3.0は非常に混合されています。すべてのType-CポートがUSB3.2規格ではありません。 USB3.0規格の導入以来、非常に混乱しており、この混乱な局面がまさにサプライヤーが作ったトラップです。

紛らわしいインターフェース標準は販売者のトラップの始まりです

紛らわしいインターフェース標準は販売者のトラップの始まりです。規格の混乱を利用して、消費者をトリックする有名な事件は、初期のApple Macbookがリリースされたときに、USB Type-CインターフェイスがUSB 3.1規格であると主張しました。その結果、誰もがこのインターフェイスの速度がUSB 3.1標準の10Gbpsではないことに気付きました。 わずか5Gbpsです。 その結果、公式ロゴでは、これは実際にはUSB 3.0ベストであるUSB 3.1 Gen1です。

Appleすらこのようなことをすると、ほかの会社も真似しました。実際、多くの消費者は実際にUSB 3.1 Gen1とUSB3.0の間に違いがないことに気づきませんでした。

その後、USB-IF組織がに規格を統一するため、USB 3.0はUSB-IF組織の仕様から外れ、USB 3.1 Gen1に置き換えられました。10GbpsはUSB 3.1 Gen2です。
現在、USB 3.1のマークが付いたUディスクとデータケーブルは市場に数多く出回っていますが、Gen1(5Gbps)とGen2(10Gbps)のどちらの規格かはわかりません。

それでは、このUSB3.1製品がUSB 3.1 Gen1なのか、USB 3.1 Gen2なのかをどのように区別しますか?

現在、主な方法は2つあります。

1)速度を見る。USB 3.1 Gen2標準USBフラッシュドライブの連続読み取り速度は500MB /秒を超えるはずです。

2)価格を見る。現在、市場に出ている実際のUSB 3.1 Gen1製品の主流の価格は350人民元(日本円:5300円ぐらい)/ 128 GBであり、Gen2規格の場合、価格は2倍になります。

例を挙げます。

5GBの動画ファイルをモバイルストレージデバイスに転送する場合、USB 3.1 Gen1を例にとると、理論的には10秒ほどかかります。USB 3.1 Gen2を使用する場合、4.13秒しかかかりません。理論上では2倍以上の速さです。
実際には、ストレージメモリの影響やその他の要因により、速度はそれほど速くは達しませんが、USBインターフェイスはストレージデバイスの接続のみに使用するのではありません。USB Type-Cが新しいインターフェイスとして出現しました。このUSB Type-Cインターフェースの出現により、選択肢と増え、より混乱してしまいます。これも販売者のトラップです。

USB Type-Cインターフェースの出現により、ますます混乱になりました。

USB Type-Cの登場する前まで、まださまざまな規格を区別できますが、USB Type-Cの登場により、ますますややこしくなります。Thunderbolt 3伝送がUSB Type-Cインターフェースで実行されるため、USB Type-Cは高速インターフェースとして認識してしまいます。。 しかし実際には、USB Type-Cは単なるインターフェースであり、さまざまな伝送USBを伝送できます。また、希望であれば、USB1.0のみを伝送してもよいですできます(伝送速度は192KB / sのみです)。

当初、USB3.0、USB 3.1 Gen1、およびUSB 3.1 Gen2はすべて青色のタイプAポートであり、ポートのもう一方の端は接続されたデバイスのニーズに基づいていました。 USB Type-Cインターフェースの導入以来、市場全体はより混乱しています。

本来、USB Type-CはUSB 3.2(伝送速度20Gbps)用に開発されたものであり、USB 3.2規格を実現するには、接続されているすべてのデバイスがUSB Type-Cである必要があります。 また、マルチコンタクトの利点やその他の利点はThunderbolt3伝送によって評価されるため、Thunderbolt 3伝送(40Gbps)をUSB Type-Cインターフェースで実行でき、USB Type-Cが高級で高速のイメージが与えられました。

ただし、一部の携帯電話とPCの製造元は、USB Type-AとUSB Type-C両方使用しています。自らのUSB Type-Cを使用するモバイル製品はType-Cインターフェイスを使用することで、転送速度と充電速度が速くなると表裏で宣伝しています。多くの消費者はこの中のトラップを知りません。

まとめ

同じUSBインターフェースは数倍の速度の違いが生じます。

両方向インターフェース実際の規格転送速度(理論上)
Type-A to Micro USBUSB 2.0USB 2.0:0.48Gbps(60MB/s)
Type-A to Type-CUSB 2.0
USB3.1 Gen1
USB3.1 Gen2
USB 2.0:0.48Gbps(60MB/s)
USB 3.1 Gen1:5Gbps(500MB/s)
USB 3.1 Gen2:10Gbps(1212MB/s)
Type-C to Type-CUSB3.1 Gen1
USB3.1 Gen2
USB3.2
Thunderbolt 3
USB 3.1 Gen1:5Gbps(500MB/s)
USB 3.1 Gen2:10Gbps(1212MB/s)
USB 3.2:20Gbps(2424MB/s)
Thunderbolt 3:40Gbps(4000MB/s+)
現在、市場での混乱状況(インターフェースは実行規格と必ず一致しません)

ですから、USB Type-Cインターフェースが必ずしもThunderbolt 3高速インターフェースであるとは限らないことを皆さんが製品を購入の際ご注意ください。

Thunderboltインターフェースは普通のUSB Type-Cインターフェースの2倍の速さで、ビデオ信号も送信でき、さらに充電速度もはるかに高速であることは誰もが知っています。販売者のUSB Type-CインターフェースにThunderbolt3の雷のロゴがあるかどうかをご注意ください。また、市場に出回っているType-C USBディスクを慎重に選ぶ必要があります。USB Type-Cインターフェイスを使用していても、速度が遅すぎる可能性があります。

特にType-AからType-Cにのご使用、Type-Cを使用しているUディスクの超高速であると宣伝しているものを、特に警戒する必要があります。

よくある問題

Type-CはUSB-Cと同じですか?

USB2.0、USB3.0、USB Type-C(Type-C、USB-C、Apple Thunderbolt 3と呼ばれる)。

Type-CとUSB-Cは同じであり、2つはUSB Type-Cインターフェースの異なる名前です。

Type-Cとも呼ばれるUSB Type-Cは、ユニバーサルシリアルバス(USB)のハードウェアインターフェイス仕様です。 新しいバージョンのインターフェースのポイントは、よりスリムな設計、より速い伝送速度(最大10Gbps)、より強力な電力伝送(最大100W)にあります。

Type-C両面挿入可能なインターフェースの最大の特徴は、USBインターフェースの両面挿入をサポートし、それに対応して使用するUSBデータケーブルも薄くて軽いことです。

薄いボディにはポートも薄くする必要があり、USB Type-Cが誕生した理由のひとつです。 Type-Cポートは長さ0.83 cm、幅0.26 cmです。これは、USB-Cデータケーブルの端が標準のUSB-Aデータケーブルプラグのサイズの3分の1になることも意味します。

USB Type-Cインターフェースの特徴:

1.速い

最大データ転送速度は10Gbit / s(10Gb / s / 8 = 1212MB / s)に達し、これもUSB 3.1の規格です。
理論上では、USB-Cポートの最大転送速度は1秒あたり10Gbで、最大出力電圧は20ボルトです。これにより、充電速度を上げることができます。 USB-Aタイプの場合、これまでの極限伝送速度は5Gbpsで、出力電圧は5ボルトです。
Type-Cコネクタを装備した標準仕様ケーブルは3Aの電流を流すことができ、既存のUSB電源容量を超える「USB PD」にも対応し、最大100Wの電力を供給できます。

2.多機能サポート

USB-Cポートは、データの送信、充電、ディスプレイへの外部接続などが可能です。外部ディスプレイデバイスを接続するビデオ出力ポートとして、1つのインターフェイスで複数の機能を実現できます。 Type-Cインターフェースソケットエンドのサイズは約8.3mm×2.5mmの薄型デザインです。
フル機能:オーディオ、ビデオ、データ、ネットワーク、充電(> 65W)
フルインターフェース:USB Type-C、RJ45イーサネット
フルケーブル:USB-C to USB-C、USB-C to USB-A
例:Philipsは、すべての3つのUSB-Cインターフェースを備えたモニターを装備し、PD 2.0をサポートし、最大65Wの電力出力を提供でき、ノートパソコンを充電できます。同時に、ノートパソコンを有線ネットワークに接続しやすくするため、組み込みRJ45イーサネットインターフェースを備えています。 配線に関しては、USB-C to USB-CおよびUSB-C to USB-Aの2本のケーブルが提供されており、USB-Cインターフェイスを介して高速データ伝送とUSB HUB拡張を実現するために、デスクトップまたは従来のノートパソコンに適合しながら新しいノートパソコンにもサポートしています。

3.両方向

USB-Cは従来のUSBポートの電力は一方向にしか転送できないのと異なり。USB-Cインターフェースの電力送信は両方向であり、2つの送信電力出力モードを使用できます。
したがって、ユーザーはノートパソコンを使用してモバイルデバイスを充電できるだけでなく、他のデバイスやモバイル電源を使用してノートを充電することもできます。
AppleのLightningインターフェースと同様に、Type-Cポートの前面と背面は同じなので、ユーザーは従来のUSBポートがもたらす表裏問題を心配する必要はありません。

4.従来のモデルと兼用

USB-Cは従来のUSB規格と兼用できますが、兼用するには追加のアダプターを購入する必要があります。
例:3in1ケーブル、USBソケット、3つのインターフェイスは次のとおりです。

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