USB-Cポートを増設したい

# 0. はじめに

自分が普段使うPCは、[MacBook Pro (13-inch, 2019, Thunderbolt 3ポートx 4) ](https://support.apple.com/kb/SP795?locale=ja_JP)である。

このMacは、下の写真のようにUSB-Cポート（Thunderbolt 3ポート）が左右に2つづつ合計4つ備わっているが、電源と外部モニタ2台のケーブルで3つのポートを常時占有しており、他に自由に使えるポートが1つだけとなっている。

> USB Type-Cが本当の呼称だと思うが、ここではUSB-Cと略す。

|左側|右側|
|:-:|:-:|
|![](https://corriente.top/wp-content/uploads/2019/06/macbookpro-2019-review-7.jpeg)|![](https://corriente.top/wp-content/uploads/2019/06/macbookpro-2019-review-13.jpeg)|
出典：[CoRRiENTE.top『【徹底レビュー】MacBook Pro 2019 13インチ：性能向上とキーボードの改良でいよいよ完成体に。2018年モデルとの比較も』](https://corriente.top/macbookpro-2019-review/)


兼ねてより、USB-Cポートを増設したいと思っていたが、USB-Aのハブに比べ、USB-C⇒USB-Cのハブは種類も少ないうえ、USB-Aのハブより高価だ。
例えば、「[エレコム U3HC-A424P10](https://www.elecom.co.jp/products/U3HC-A424P10BK.html)」や「[サンワサプライ USB-3TCH17](https://www.sanwa.co.jp/product/syohin.asp?code=USB-3TCH17BK)」のUSB-Cハブ（USB3.1 Gen2対応、USB-C×2ポート＋USB-A×2ポート）は、Amazon価格で5〜6,000円する。

今回はもっと安価に済ませるため、デスクトップPCの3.5インチベイに取り付けるタイプの『[BlueFire USB 3.0 2ポート+ USB 3.1タイプC 2ポート3.5インチフロントパネルUSBハブ](https://www.amazon.co.jp/dp/B06XW7X8J4)』を外付けUSBハブとして使う方法をまとめる。見た目は別として半値ほどで済む。ただし、USB3.1 Gen1だ。

|正面 |全体 |
|:-:|:-:|
|![](https://m.media-amazon.com/images/I/71QcEdw9o4L._AC_SL1500_.jpg) |![](https://m.media-amazon.com/images/I/717xfscz-jL._AC_SX425_.jpg) |![]() |

このハブはGenesys Logic社の[GL3523チップ](http://www.genesyslogic.com/en/product_view.php?show=67)が使われている。GL3523は、4ポートのUSB3.1 Gen1 Hub Controllerを1チップに集積したICで、多くのUSBハブ製品で使用されている。

USB-C×2ポート＋USB-A×2ポートではあるが、USB3.1 Gen1のため、このハブの性能は最高5Gbpsだ。自分の普段の利用目的ではこの速度でも問題はない。もしUSB3.1 Gen2のデバイスを使うことがあればその時はMacに直接つなげるとする。

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# 1. Macへの接続方法

このハブはUSB3.0ケーブル(19ピンコネクタ)とSATA電源ケーブル(15ピンコネクタ)の2本のケーブルでPCと接続する。

![](https://m.media-amazon.com/images/I/81rRiVfVG1L._AC_SL1500_.jpg
)
<img width="200" alt="71Ip3FksMGL._AC_SL1500_.jpg" src="https://m.media-amazon.com/images/I/71Ip3FksMGL._AC_SL1500_.jpg">



当然ながらMacを含む普通のノートPCにこれらのケーブルを直接つなげることはできない。
そこで、まず、19ピンのUSB3.0ケーブルの代わりに手持ちのUSBケーブル（USB-Aオス⇨USB-Cオス）を使い、このハブをMacにつなぐ。

もう一つのSATA電源ケーブルは、これは赤-黒が+5V、黄-黒が+12Vになっていて、5インチハードディスク等のデバイスを駆動するための電源だが、そもそもこのハブに12V電源は不要だ。さらに、このハブに消費電力の大きなデバイスを接続する想定が無いので、電源の配線は省略した。つまりセルフパワーではなくバスパワーのUSBバブとする。

GL3523はセルフパワーとバスパワーの切り替えを自動で行う。ハブに外部電源がなければ自動的にバスパワーとして動作する。もしセルフパワーとしたければ、スマホ等のUSB充電器から5Vを供給すれば良い。

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# 2. Macに接続

はじめは手持ちのUSB3.1 Gen2対応のUSB-A ⇔ USB-Cのケーブルを使いハブとMacを接続したが、何故かMacがこのハブを認識しない（手持ちのケーブルの不良でないことは他のデバイスの接続で確認済み）。Macからのバスパワーすら出ていない。
次に、USB3.1 Gen1対応のUSB-Aオス ⇔ USB-AオスのケーブルにUSB-Aメス ⇔ USB-Cオス アダプタを使いMacに接続したところ、無事にハブを認識した。下のスクショの通り、USB3.1（USB3.2 Gen1）ハブの他、下位互換のUSB2.1のハブも見えている。マウスやキーボード等の低速デバイスを接続すると、こっちにぶら下がる。

![usb-tree-1.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/87331aee-1814-115f-71d6-e800f80911ac.png)



> USB-A ⇔ USB-Cのケーブルだとハブを認識しない原因は不明であるが、Thunderbolt 3に対応したケーブルなら接続できる可能性がある。<br>Thunderbolt 3対応ケーブルは非常に高価であり、かつ今回はUSB3.1 Gen2の速度を必要としないためUSB-Cアダプタ経由で良しとする。

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# 3. Hubの確認

このハブの4つのポートにデバイスを接続し、動作確認する。

## 3.1 4ポート同時接続

この通り4つのデバイスを認識しており問題なくアクセスもできる。

![usb-tree-2_4device.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/926196cc-ea52-7bdc-c7e6-55ed66bb2ac5.png)

ファインダーを見ると4つのドライブがちゃんとマウントされている。

![finder-4device.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/1d60e80e-a554-f1d7-6126-91e129de9da3.png)



## 3.2 通信速度（アクセス速度）の確認

このハブのUSB3.1 Gen1 最大5Gbpsの性能を検証する。性能測定は[AmorphousDiskMark 3.1(38)](https://katsurashareware.com/amorphousdiskmark/)を使い、1GiBのシーケンシャルファイル（SEQ1M QD32）のRead/Write性能を比較する。対象デバイスはUSB3.1 Gen1の外付けSSDと、USB3.1 Gen2の外付けM.2 SSD。

- 外付けSSD：[バッファロー SSD-PL240U3-BK/N](https://www.buffalo.jp/product/detail/ssd-pl240u3-bk_n.html)。SATA接続のSSD。
- 外付けM.2 SSD：[キングストン NVMe PCIe SSD SA2000M8/250G](https://www.kingston.com/jp/ssd/a2000-nvme-pcie-ssd)。NVMe PCIe Gen3 x4であるが、USB3.1 Gen2のエンクロージャに入れて外付け化したもの。



### 測定結果

- 外付けSSD：どの接続においても、メーカ公表値と同程度の性能が出ている。

|SSD-PLU3<br>（USB3.1 Gen1）|Macに直接接続|ハブの<br>USB-Cに接続|ハブの<br>USB-Aに接続|メーカ公表値|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|Read|338.95MB/s<br>(2.67Gbps)|377.62MB/s<br>(2.95Gbps) |357.60MB/s<br>(2.79Gbps) |約340MB/s|
|Write|315.73MB/s<br>(2.47Gbps)|274.50MB/s<br>(2.14Gbps) |274.38MB/s<br>(2.14Gbps) |約320MB/s|
||![ssd-direct-1.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/ad075459-b3a3-fcd6-4c04-8ac0dab5be90.png)|![ssd-c.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/2c3ab553-e5f8-e3b5-aa6a-7dc6c4a5d8df.png)|![ssd-a.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/39955727-605e-1c43-f33d-31a2c4762135.png)|





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- 外付けM.2 SSD； 当然、USB3.1 Gen2のエンクロージャの性能に引きずられM.2本来の性能は出ない。USB3.1 Gen1接続ではさらにその半分だ。

|Kingston<br>（USB3.1 Gen2）|Macに直接接続|ハブの<br>USB-Cに接続|ハブの<br>USB-Aに接続|メーカ公表値|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|Read|853.74MB/s<br>(6.67Gbps)|410.67MB/s<br>(3.21Gbps) |411.33MB/s<br>(3.21Gbps)| 最大2,200MB/秒|
|Write|774.73MB/s<br>(6.05Gbps)|381.46MB/s<br>(2.98Gbps) |382.83MB/s<br>(2.99Gbps)|最大2,000MB/s |
||![m.2-direct.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/1b0bb450-3567-59ff-a5f4-0b51ece70c06.png)|![m.2-c.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/9b451130-ce77-e5c4-1a3e-6f2bc230c09e.png)|![m.2-a.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/08de6cd5-605b-15b2-c211-5c0880e02b14.png)|

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- 全体として実行速度は2〜3Gbpsといったところで、USB3.1 Gen1のハブとしてちゃんと機能しているという結果である。


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# 4. ケースの製作

基板剥き出しでは扱いにくいので100円ショップでお手頃なケースを探したところ、ちょうど良いケースを見つけることができた。

![¥100_case.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/c0fd9962-f744-e44d-ca29-b9621bf88d97.png)

前面と背面にポートの穴を開け基板をネジで固定して完成である。排熱効果ゼロであるが、横幅はジャストフィットだ。（通電が分かるように基板裏面に緑LEDをハンダ付けした）

![hub.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/283293/bb597dd5-7775-01a0-042a-83bcfcff691a.png)


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# 5. おわりに


無事にMacのUSB-Cポートの1つを、USB-C×2ポート＋USB-A×2ポートに増やすことができた。
できればUSB3.1 Gen2のUSB-C×4ポートが欲しいところではあったが、お安く実現できることを優先した納得の結果である。
（_本当の本音は[Thunderbolt 3対応ドック](https://www.amazon.co.jp/dp/B07CZPV8DF)が欲しい。_）

USB3.0のUSB-Aポートしか持たないWindowsのノートPCでも問題なく使用できるので、何かの参考になれば幸いである。


#### 以上