USB4

最終更新日 2024年05月29日

USB4とは

基礎

USB4とはUniversal Serial Bus 4の略で、USB 3.2と比べてデータ転送速度が2倍に向上したUSBの規格です。ユーエスビー・フォーと読みます。

流せる信号

USB4ではUSB信号に限らず、DisplayPort信号、PCI Express信号、Thunderboltネイティブ信号も流せます。ただし、PCI Express信号、Thunderboltネイティブ信号に対応とは限りません。

USB 3.2以前と互換性あり

USB4はThunderbolt 3を基礎として開発されましたが、USB 3.2以前の仕組みを残しているため、USB 3.2以前と互換性があります。

規格上ではUSB 3.2のデータ転送速度が最大20Gbpsです。USB4対応機器では最大20Gbpsに対応とは限らず、最大10Gbpsに対応の場合もあります。

USB4、USBの規格の表記

USBの規格の新表記

2022年9月にUSB-IFが、USBの規格の新表記を公開しました。

旧表記 新表記
USB 3.2 Gen 1x1 USB 5Gbps
USB 3.2 Gen 2x1 USB 10Gbps
USB 3.2 Gen 2x2 USB 20Gbps
USB4 Gen 3x2 USB 40Gbps

USB 1.1とUSB 2.0に変更ありません。USB4 Gen 3x1等が規格上に存在しますが、対応するUSB機器が存在しないため表記の変更の対象外です。

この記事では旧表記を使用します。新表記よりも旧表記を使用する方が解説しやすいためです。

USB4とThunderbolt 3

Thunderbolt 3が基礎

USB4はUSB 3.2の後継ですが、Thunderbolt 3を基礎として開発されました。そのため、USB4の仕組みがThunderbolt 3の仕組みと似ています。

Thunderbolt 3対応とは限らない

USB4はThunderbolt 3を基礎として開発されたことから推測できますが、Thunderbolt 3と互換性があります。しかし、USB4に対応でもThunderbolt 3に対応とは限りません。

USB4とThunderbolt 4

USB4とThunderbolt 4が異なる規格

1個のUSB Type-CポートがUSB4とThunderbolt 4の両者に対応の場合があるため、USB4とThunderbolt 4が名称が異なるだけで同じ規格と誤解しやすいです。USB4とThunderbolt 4が異なる規格という認識が正しいです。USB4とThunderbolt 4の両者に対応のUSB Type-Cポートに対し、USB4機器を接続するとUSB4を利用してデータ転送し、Thunderbolt 4機器を接続するとThunderbolt 4を利用してデータ転送します。

Thunderbolt 4対応とは限らない

USB機器ではUSB4に対応でもThunderbolt 4に対応とは限りません。

Thunderbolt 4非対応USB4対応パソコン存在せず

パソコンではThunderbolt 4とUSB4に対応するモデルのみ存在し、Thunderbolt 4に非対応でUSB4に対応のモデルが存在しません(2021/12/09時点)。パソコンがインターフェースに対応するなら、そのインターフェースのコントローラーを搭載しますが、USB4コントローラーが存在せず、Thunderbolt 4コントローラーが存在するためです。Thunderbolt 4ではUSB4に標準対応するため、パソコンがThunderbolt 4コントローラーを搭載すればUSB4にも対応できます。

USB4のデータ転送速度

最大40Gbps

USB4のデータ転送速度が最大40Gbpsです。

USB4対応でも最大20Gbps

USB4に対応でも最大40Gbpsに対応が必須ではありません。最大20Gbpsに対応の場合もあります。その場合、USB4とThunderbolt 3に対応でも、Thunderbolt 3も最大20Gbpsになります。規格上ではThunderbolt 3のデータ転送速度が最大40Gbpsです。

USB4とUSB Type-C

USB4対応にUSB Type-C必要

USB4に対応するにはUSB Type-Cが必要です。USB Type-AではUSB4に対応できません。USB Type-AではUSB 3.2 Gen 2x1までなら対応できますが、USB 3.2 Gen 2x2に対応できません。

USB Type-CとUSB Type-A、それぞれが対応できるUSBの規格が下表の通りです。

規格 最大速度 Type-C Type-A
USB 2.0 480Mbps
USB 3.2 Gen 1x1 5Gbps
USB 3.2 Gen 2x1 10Gbps
USB 3.2 Gen 2x2 20Gbps ×
USB4 Gen 3x2 40Gbps ×
◯:対応できる、×:対応できない

厳密には他にもUSBの規格があります。ここでは普及しているUSBの規格に限定しています。

USB Type-CポートがUSB4対応とは限らない

USB Type-CポートがあってもUSB4に対応とは限りません。

USB4とUSBバスパワー

USBバスパワーに対応

従来と同じくUSB4もUSBバスパワーに対応しています。給電できる最大電力の最小要件が7.5Wです。最大電力15Wまで対応できます。

USB Type-C Currentを利用

USB4ではUSB Type-C Currentを利用します。USB Type-C CurrentをUSBバスパワーに含めないとする場合、USB4にUSBバスパワーがなくUSB Type-C Currentを利用するとなります。

USB4と周辺機器

USB4対応周辺機器が少ない

USB4に対応する周辺機器が少ないです(2022/12/16時点)。USB4のデータ転送速度が最大40Gbpsですが、多くの周辺機器にとって最大40Gbpsの必要性が低いためです。データ転送速度が重要な外付けSSDでもUSB 3.2 Gen 2x1(最大10Gbps)に対応するモデルが多く、それで十分です。キーボードやマウス等ではUSB 2.0(最大480Mbps)に対応するモデルが多く、それで十分です。

出典

データ通信・給電・ディスプレイ出力の相乗りで分かりにくいUSB、最新規格を整理(2ページ目) | 日経クロステック(xTECH)(2021/12/09公開記事)
データ通信・給電・ディスプレイ出力の相乗りで分かりにくいUSB、最新規格を整理(3ページ目) | 日経クロステック(xTECH)(2021/12/09公開記事)
USB4とThunderbolt 4が同じ規格だという誤解、一体何が違うのか | 日経クロステック(xTECH)(2022/02/15公開記事)
Thunderbolt 4とUSB4はどこまで同じ?周辺機器との組み合わせはより複雑に | 日経クロステック(xTECH)(2022/12/16公開記事)
Thunderbolt 4とUSB4はどこまで同じ?周辺機器との組み合わせはより複雑に(2ページ目) | 日経クロステック(xTECH)(2022/12/16公開記事)
USBの謎、Type-C端子はType-Aよりも絶対高速か? | 日経クロステック(xTECH)(2023/03/23公開記事)


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