超高速「USB4」が次代の主役　早分かりパソコン端子

パソコンには、USBや映像出力など多くの端子（インターフェース）がある。それぞれ種類があり、パソコンの仕様に細かく記載されている。これを理解しておくと、製品が選びやすくなる（図1）。今回から2回にわたってパソコンのインターフェースを解説しよう。まずは知っているようで知らないUSB端子の最新事情から。

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現在、パソコンが持つUSB端子は、長方形のUSBタイプAと楕円形のUSBタイプCの2種類ある（図2）。

USBタイプAは、USBのみで使われる。USB 3.0以降では、パソコン側の端子が青色になり、接点の数も増えた（図3）。

USBタイプC端子は、USBだけでなくThunderbolt（サンダーボルト）やパソコンの充電端子としても利用される。また、端子の形状が上下同じなので、コネクターの表裏を気にする必要もない（図4）。

USBタイプCはUSB 3.0とほぼ同時期に登場したが、あくまで端子の規格。USBタイプCでも、USB 2.0対応の端子やケーブルも多いので注意したい（図5）。

わかりにくいUSBの規格

USBは規格のバージョンが上がるとともに、通信速度が引き上げられている。現在の最新規格はUSB4だ（図6）。

USB 3.0～3.2は、何度か改名され、同じ規格でも複数の呼び名を持つ。例えば、USB 3.0はUSB 3.1の登場時に、USB 3.1 Gen1と改名された。さらに、USB 3.2の登場時にはUSB 3.2 Gen1x1（製品によってはUSB 3.2 Gen1と記載）と名前が変更された（図7）。

同様に、USB 3.1 Gen2とUSB 3.2 Gen2x1、USB 3.2 Gen2x2とUSB4 20Gbpsも名称が異なるだけで、機能はまったく同じ規格となる。こうした呼び方の変更が、USBの規格をわかりにくくする一因になった。

現在、製品のパッケージや仕様にはこれらの規格名が混在する。迷ったときには、図7を参考にしてほしい。USBの場合、端子やコネクターの形状さえ一致していれば、最悪利用はできる。必ず端子やコネクターを確認して利用しよう（図8）。

USBタイプCは万能端子

第11世代CPUを搭載するパソコンを中心に、USB4/サンダーボルト4を備えるパソコンが徐々に増えてきた。USB4はサンダーボルト3の技術を統合して高速化した規格だ。端子はUSBタイプCを利用（図9）。

USB4は速度によって2種類あるが、パッケージや端子、コネクターなどにアイコンが表記されていることが多い（図10）。利用するUSBケーブルも対応品が必要となる（図11）。

サンダーボルト4は、サンダーボルトの最新規格。こちらもUSBタイプC端子を利用し、USB4端子としても利用できる。もともと、サンダーボルトはIEEE1394の後継として登場したが、サンダーボルト3からUSB端子に変わりUSBとの互換性を備えるようになった（図12）。

サンダーボルトの強みは、ディスプレーポートやPCIエクスプレスといった高速な信号を外部機器に送信できること。SSDや外部ディスプレー、外付けグラフィックスボックスの接続などに利用できる（図13）。

USB4とサンダーボルト4はほぼ同じもの。サンダーボルト4とUSB4は、過去のサンダーボルトとの互換性の有無が異なる（図14）。USB4では、下位のサンダーボルトとの互換性をオプション扱いとしている。

USBタイプC端子には、オプション機能として「オルタネートモード」が用意されている（図15）。これは、USB端子にUSB以外の信号を流す仕組み。パソコンに対応機器を挿すと、USB 3.0の信号線が別の信号線に切り替わる。HDMIやディスプレーポートなどの映像信号をUSB端子から出力できる（図16）。

例えば、HDMI端子を備えたディスプレーをパソコンのUSB端子に接続する場合、オルタネートモード対応なら、USBタイプC端子をHDMI端子に変換する安価なアダプターを用意するだけで簡単に実現できる（図17）。

USB PDで充電器を自由に選択

USB PDは、USB端子に大電力を流す規格。現在は対応するUSBタイプC端子だけで利用でき、パソコンやスマホの充電端子や充電器などで利用する。統一規格なので最大出力電力の条件さえ一致すれば、他社の電源アダプターも流用できる（図18）。

最大出力電力は、パソコンの電源アダプターや本体などに記載されているので、それと同等かそれ以上の最大出力電力を持つUSB PD対応の充電器を用意すればよい（図19）。

その条件を満たせば、USB PD対応のモバイルバッテリーからでもパソコンを充電できる（図20）。

なお、電力が60ワット超の場合、認証チップ付きのケーブルが必要となる（図21）。

USB PDは、電力供給とデータ通信の向きが一致しなくても利用できるのも利点だ。ディスプレーからパソコンを充電しつつ、パソコンから映像信号を送信するといった使い方もできる（図22）。

このように、USBタイプC端子はUSB端子としての機能だけでなく、サンダーボルトやオルタネートモード、USB PDなどの機能があり、見た目だけで判断しにくい。パソコンによっては端子付近にアイコンが記載されており、それで判別できる場合もある（図23）。

（ライター　田代祥吾）

［日経PC21 2021年11月号掲載記事を再構成］