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。

給電能力

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

USB3.0でのデータ転送

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。

コネクタの形状の変更

USB3.0 コネクタ形状

USB3.0 Standard-A Connector

USB3.0 Standard-A Connector

USB3.0 B Connector

USB3.0 B Connector

USB3.0 Micro-B Connector

USB3.0 Micro-B Connector

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。

 

下位互換性