基本仕様
USB 3.0では新たにSS(SuperSpeed)という規格が追加されました。最大転送速度は従来のHS(high-Speed)の約10倍の5Gbpsに達します。これにより、大容量化、高速化したアプリケーションメディアへの対応を目指しています。
SSではINとOUTにそれぞれ独立したペア線を持ちます。そのためSS転送時は従来のUSBとは異なるBus構成をとり高速化を実現しています。
USB3.0 vs USB2.0
| 特徴 | USB3.0 | USB2.0 |
|---|---|---|
| データレート | SuperSpeed (5.0Gbps)追加 | low-Speed (1.5Mbps) full-Speed (12Mbps) high-Speed (480Mbps) |
| データ信号 | SS送信用差動信号1ペア SS受信用差動信号1ペア 追加 |
差動信号1ペア |
| コネクタ信号数 | 4本：SuperSpeed 2本：USB2.0用DP/DM 3本： Vbus/GNDx2 |
2本：USB2.0用DP/DM 2本：Vbus/GND |
| バスプロトコル | ポーリングなし | ポーリングあり |
| パワーコントロール | 複数のLinkレベルでの設定 | ポート単位のSuspend/Resume |
| バスへの電源供給 | 最大900mA | 最大500mA |
SuperSpeed転送の特徴
| Characteristic | SS | HS/FS/LS |
|---|---|---|
| Bus構成 | Dual Simplex Unicast Bus | Broadcast Half Duplex Bus |
| Transaction構成 | Data/Handshake OUT TokenはData Packetに含まれる IN TokenはHandshakeと置き換えられる |
Token/Data/Handshake |
| Burst転送 | サポート | 未サポート |
| Token開始 | デバイスによるAsynchronous Notification | ホストによるPolling |
給電能力
USB3.0ではバスからの給電能力の向上も図られました。
従来の500mA/Portから900mA/Portに引き上げられ、デバイス側へより安定した電力を供給できます。
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高速化の背景
近年、USBを搭載した機器では扱う情報量が増大し、メディアの大容量化と高速化が進んできました。このため、新しいインターフェースの規格として、従来の10倍もの高速データ通信を実現するUSB3.0に、市場の期待が高まっています。例えば、25GBのHD動画コンテンツをダウンロードする場合、 USB2.0では14分かかっていたところをUSB3.0ではわずか70秒で完了できるなど、快適なユーザビリティを実現します。
USB3.0でのデータ転送
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データ転送速度への要求増大
- 「扱う情報量増大」ビデオのHD化: 4.7GB(DVD-R) → 25GB(BD-R)
- 「メディアの大容量化」HDD：500GB, HD-DVD：15GB
- 「高速メディアの台頭」Flashベース製品(SSD, HHD, etc.)
データ転送速度の比較
| USB version （データ転送速度) (スループット） |
USB1.0 (12Mbps) (1MB/s) |
USB2.0 (480Mbps) (30MB/s) |
USB3.0 (5Gbps) (over 300MB/s) |
|---|---|---|---|
| メディア （データサイズ） | 転送時間 | ||
| Song / Pic (4 MB) | 5.3 sec | 0.1 sec | 0.01 sec |
| 256 Flash (256 MB) | 5.7 min | 8.5 sec | 0.8 sec |
| USB Flash (1 GB) | 22 min | 33 sec | 3.3 sec |
| SD-Movie (6 GB) | 2.2 hr | 3.3 min | 20 sec |
| USB Flash (16 GB) | 5.9 hr | 8.9 min | 53.3 sec |
| HD-Movie (25GB) | 9.3 hr | 13.9 min | 70 sec |
下位互換性
- もちろんUSB3.0では下位互換性を維持します。
- 従来4芯だったケーブルは9芯となり、コネクタの形状の変更が行われました。
- 外見は同じサイズ。追加されたUSB3.0の信号線が繋がるとUSB3.0として動作します。
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USB3.0 コネクタ形状
USB3.0 Standard-A Connector
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USB3.0 B Connector
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USB3.0 Micro-B Connector
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下位互換性
コネクタの変更により、これまでのUSB機器やUSBケーブルとの接続互換性が維持されています。
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USBについて詳しく知る
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