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当記事では、USB 3.2(Gen 1/2/)と従来(1.1/2.0/3.0/3.1)の違いについて解説している。一般に普及しつつあるUSB 3.2の注意点や従来との違いをわかりやすくまとめていく。規格が多すぎて複雑になっているため注意して欲しい。

USBって何のこと?

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USBとは、マウス・キーボード等の周辺機器を取り付けたり、フラッシュメモリ等を取り付けたりすることができるパーツ(あるいは部位)のことを指している。通常、マザーボードに取り付ける形になっている。今ならスマホでUSBケーブルを使用している方も多いだろう。当然ゲーミングPCにも搭載されているのだ。

USB 4が2021年04月現在では最新のUSB接続となっている。ただし、USB 4自体あまり一般的でないので、最新の規格をUSB 3.2 Gen 2(2×2)として扱う。注意点はUSB 3.2だから最新の規格というわけではない。実は、USB 3.0とUSB 3.1はUSB 3.2に規格が統一された。つまり、USB 3.2は最新の規格と従来の規格を統一した規格である。

USB 3.2の種類一覧

  • USB 3.2 Gen 1 (5Gbps)  従来のUSB 3.0、USB 3.1 Gen 1
  • USB 3.2 Gen 1×2 (10 Gbps) 最新のUSB 3.2規格。2レーン対応
  • USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps) 従来のUSB 3.1 Gen 2
  • USB 3.2 Gen 2×2 (20 Gbps) 最新のUSB 3.2規格。2レーン対応

現在主流の主流はUSB 3.2 Gen 1とGen 2だ。従来規格が多くを占めているということになる。USB 3.2 Gen 1は従来のUSB 3.0とUSB 3.1 Gen 1と同等の性能である。転送速は5Gbpsで、USB 3.2と言っても特別速度に優れているわけではない。

USB 3.2 Gen 2はGen 1の倍の速度だ。ファイルの転送はこちらの規格を使用したい。最新のUSB 3.2 Gen 2×2や1×2は接続端子の両端がUSB Type-Cケーブルを使用した時のみ適用される。パソコン関係ではあまり見かけない規格だ。

USB 3.0以前との違い

USB 1.1や1.0を搭載したパソコンは現行のモデルでは存在しない。一方で、USB 2.0を搭載したモデルは非常に多い。USB 2.0非搭載のパソコンの方が珍しいくらいだ。このUSB 2.0は転送速度が480Mbpsで、USB 3.2 Gen 2の1/20ほどである。このbpsは1秒あたりに転送できるビット数を指している。480Mbpsは1秒間に60MBの容量を転送できるということだ。

今でこそ遅いと感じるが、USB 1.1の転送速度が12Mbpsなので40倍高速になった。ここからUSBという規格が一般的なものとして普及したと言える。これらのUSBには共通の互換性がある。例えば、USB 2.0プラグをUSB 3.0ポートに接続しても認識する。ただし、双方の規格が違う場合は低い方に統一される性質がある。

USB 3.2 Gen 2のポートにUSB 2.0プラグを接続すると転送速度は480Mbpsになる。USB 2.0は転送速度が遅い。しかし、転送速度を必要としない機器には相性がいい。マウスやキーボードなどの周辺機器がそれにあたる。一部のデバイスはUSB 3.0以上の規格に接続すると不具合が生じることもある。

そのため、転送速度を求められないデバイスに関してはUSB 2.0の方が適しているという見方もある。下位互換であってもより適した使い方ができるのだ。USB 2.0と3.0以上とでは接続口の見た目も違うので確認しておきたい。

USBコネクタとマザーボード

USB

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機器側に挿し込むプラグがUSB 3.0以上では二段の特殊な形になっている。大きな違いはUSB 3.0は中が青色になっているという点だ。USB2.0は黒が一般的で白いものもある。

マザーボード

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一般的なMicroATXのマザーボードポート(差し込み口)はミニタワー型パソコンの背面部分にあたる箇所にある。青くなっているUSBポートがUSB3.0以上のUSBポートになる。USB2.0のポートは黒色になっている。区別がつくように色分けされているため、一目見ただけでも分かりやすい。

各種USB規格を徹底比較

転送速度(8 bit)

  • USB 1.0…転送速度12Mbps(1.5MB/s)
  • USB 1.1…転送速度12Mbps(1.5MB/s)
  • USB 2.0…転送速度480MBps(60MB/s)
  • USB 3.0…転送速度5Gbps(625MB/s)
  • USB 3.1 Gen 1…転送速度5Gbps(625MB/s)
  • USB 3.1 Gen 2…転送速度10Gbps(1.25GB/s)
  • USB 3.2 Gen 1…転送速度5Gbps(625MB/s)
  • USB 3.2 Gen 2…転送速度10Gbps(1.25GB/s)

転送速度の伸び幅はUSB 1.0、1.1から2.0になった時の40倍が最大だ。いかにUSB 2.0という規格が偉大なのかが分かる。一方で、USB 3.0以降は対して伸びていない。特にUSB 3.1 Gen 2と3.2 Gen 2は同等だ。USB 3.2という規格は、USB 3.x以降の規格を統一するために用意されたようなものだ。

3.2規格でのメインはデュアルレーン対応のUSB 3.2 Gen 2×2だ。このデュアルレーンの登場に合わせて既存の規格を統一してわかりやすくしたのが3.2という規格のようだ。そのため、USB 3.2は名称が変わっただけで、中身はUSB 3.0(3.1 Gen 1)とUSB 3.1 Gen 2である。

USB4という規格も存在するが、これはType-C限定のデュアルレーン仕様だ。まだあまり一般的とは言えず、性質的にはThunderboltに近いのでここでの説明は省略させていただく。普及して一般的になった時に追加する予定だ。

外付けのストレージの有用性

USBの転送速度が上がれば外付けストレージの有用性が高まる。USB 2.0は1秒あたり60MBの転送速度だ。これではHDDの平均読み込み速度である150MBを下回り、外付けのストレージは読み込みが遅くなる。しかし、USB 3.0以降は600MBだ。この速度はSATA接続のSSDに対してボトルネックが生じにくい速度だ。ここまで早くなると内蔵のストレージと同等に扱える。

USB 3.2 Gen 2では1.25GBまでアップする。これはNVMe対応のSSD並みの速度だ。ここまで来ると外付けのストレージならタイプを選ばず使用できる。内部ストレージの整理も行いやすい。HDDとSSDどちらもUSB 3.0以上あれば問題なくスムーズに処理できる。

転送時間

  • USB 1.1…約11分
  • USB 2.0…約17秒
  • USB 3.0…約1.6秒
  • USB 3.1 Gen1…約1.6秒
  • USB 3.1 Gen2…約0.8秒
  • USB 3.2 Gen1…約1.6秒
  • USB 3.2 Gen2…約0.8秒

例えば1個10MBのファイルを100個移動させる場合、総容量は1GBだ。この1GBの移動を完了させるために必要な時間は上記のようになる。実用性から見ればUSB2.0以上が望ましい。今ではUSB 3.0、もしくはUSB 3.1 Gen1搭載は当たり前となっているため、そこまで難しい理想でもない。

また、USB1.1を採用したモデルは非常に少なく、現行モデルでは皆無と言っていい。これらはUSB TypeCでも同じことのようだ。デュアルレーン対応のUSB 3.2 Gen 2×2の場合は約0.4秒ということになる。

USB Type-C

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USB Type-Cはモバイルデバイスではポピュラーな接続端子だ。USBと違い表と裏のどちらからでも接続が可能で利便性が高い。所謂通常のUSB Type-Aとは互換性がない。スマートフォンでもMicro USB Type-Aから徐々にType-Cが主流になりつつある。

ノートパソコンでは映像出力を兼用することもある。一般的なUSBよりも機能性に優れ、次世代の規格として注目を集めている。現在最新のUSB4の規格としても知られており、Thunderboltなどの高転送速度を誇る規格だ。多くの機器がUSB Type-Cに対応していくことになるだろう。

全てUSB 3.×にならない訳

全てUSB 3.xにならないのは機能や性能による問題だけだ。価格を抑えたパソコンに高価なマザーボードを搭載できるわけもなく、基本的に汎用性が求められるためどんなCPUを搭載しても動作できるものが好まれる。これはメーカーやショップ側だけでなく、ユーザーの求めることでもある。CPUを交換したらUSBポートが使えなくなったというトラブルに発展し兼ねない。

また、互換性が高いと言っても一部のUSB 2.0対応機器はUSB 3.xでは不具合の報告もある。全てUSB 3.xにするには制限が多く、トラブル発生も考えられる。ただ、前述のように、これらの問題は性能や機能の向上で解決することだ。もっとも、今はUSBポートをUSB接続で増やすことができるのでそこまで重大な要素ではないように思う。

USBポートの数は選択するマザーボードによって決定され、USB 3.xとして使用できる数はCPUにコントロールされている。そのため、マザーボードとCPU次第で物理的に全て3.xに統一することは可能である。しかし、それは現在の構成からUSB 2.0を省いただけに過ぎない。USBポートの数はあって困るものではない。

転送速度の遅い2.0でも、マウスやキーボードなどを接続する分には問題はない。つまり、USB 3.xで統一されていないのではなく、USB 2.0がオマケで追加されているのだ。実際にはそうではなくても、そう考える方がわかりやすい。今はUSB 3.xの数が定まっているかもしれない。しかし、これは時間の問題だ。CPUやマザーボードの機能が向上してくと、そのままの意味でUSB 3.xに統一される日は必ず来る。

管理人による考察

おそらく、ゲーミングPCを求める多くの方はこのUSBの規格を重視しないのではないかと思う。ゲームに直結する部分ではないからだ。USB自体今は全てのパソコンに搭載されているので気にする必要もない。ただ、USB 3.xの性能と外付けHDDなどの効果のある機器について知っておいても損はない。今はストレージが安価になっていることもあり、外付けストレージを用いる人も多いことはずだ。

元々外部ストレージは読み込みやランダムアクセスの必要がない写真やファイルの保存向けだった。USB 3.xに対応したことで、内部ストレージと同じように使用することができるようになっている。USB Type-Cでの接続ならもっと高速で安定した読み込みが可能になる。ゲーミングPCを求める人はUSBを重視しないと言ったが、それは搭載されて当たり前になっているからというのもある。

比較的高価な部類に入るゲーミングPCでは、マザーボードもそれなりにしっかりしていることから不安は少ない。これからも転送速度は上がり続けると予想される。USB 3.1 Gen 2から実用性が高くなり、これ以上になると内部ストレージが必要なくなる時代が来るのかもしれない。

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