ややこしいUSB規格の整理

# 背景

USB-Cへ変換コネクタを使ったりなどのUSB-Cの難解さにより、整理する必要があったので、現時点で把握しなければいけない内容をを中心でまとめてみます。

# 概要

:::note info
USBは、通信と給電が同時に行える規格
:::

# コネクタ形状

### USB Type-AコネクタとUSB Type-Cコネクタ

コネクタ形状として大きくUSB Type-AコネクタとUSB Type-Cコネクタがあり、USB接続を行う機器のプラグ差し込み口としてUSBポートがあります。

![Untitled.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/287622/e3368545-4a80-aa3e-86f6-826b2320b918.png)

# 転送速度の規格

転送速度の規格としてUSB Type-AまたはUSB Type-Cといったコネクタの形状とは無関係です。USB 2.0規格だとUSB 2.0 Type-Aコネクタもあるし、USB 3.2 Gen 1 Type-Aコネクタもあります。

そしてUSB Type-Aコネクタに対しては転送速度によって見分けられるようになっていますが、USB Type-Cコネクタだと区別できません。

![Untitled 1.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/287622/368c0fa4-3dbe-cca2-0b55-76044475a75d.png)

### USB 2.0

400Mbps速度、以前のUSB 1.1は割愛します。

### USB 3.2 Gen 1 (=USB 3.0、USB 3.1 Gen 1)

5Gbps速度のUSB 3.0からはじめ、名称が２度も変わりました。ややこしいです。

### USB 3.2 Gen 2 (=USB 3.1 Gen 2)

10Gbps速度のUSB 3.1 Gen 2からはじめ、名称が変わりました。これもややこしいです。

### USB 3.2 Gen 2x2

USB Type-Cコネクタのみしか存在しない、20Gbps速度です。

### USB4 Gen 2x2 または USB4 Gen 3x2

USB 4.0ではなくUSB4が正式名称で、USB Type-Cコネクタのみしか存在しません。

USB4 Gen 2x2が20Gbps、USB4 Gen 3x2が40Gbps速度です。

### Thunderbolt 3

Thunderbolt 3規格からコネクタの形状がUSB Type-Cコネクタになりました。

USB Type-Cコネクタのみしか存在しない、40Gbps速度です。

USB4と同じ規格のように見えますが、USB4より先に発表された規格ですので通常はUSB 3.2 Gen 2とThunderbolt 3を兼ねています。

### Thunderbolt 4

USB4と同じ規格のように見えますが、別の規格です。

USB Type-Cコネクタのみしか存在しない、40Gbps速度です。

販売されている関連製品を見るとUSB4とThunderbolt 4を兼ねていることがよくあります。

![Untitled 2.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/287622/1f01db33-f5b9-36b7-5526-f6656b165eef.png)
最新のSurface Pro 9はUSB4/Thunderbolt 4のUSB Type-Cポートが二つあります。

## 転送速度まとめ

| 規格名 | 転送速度 | Type-A | Type-C |
| --- | --- | --- | --- |
| USB 2.0 | 400Mbps | 〇 (存在) | 〇 (存在) |
| USB 3.2 Gen 1 | 5Gbps | 〇 (存在) | 〇 (存在) |
| USB 3.2 Gen 2 | 10GBps | 〇 (存在) | 〇 (存在) |
| USB 3.2 Gen 2x2 | 20GBps | × (存在しません) | 〇 (存在) |
| USB4 Gen 2x2 | 20GBps | × (存在しません) | 〇 (存在) |
| USB4 Gen 3x2 | 40GBps | × (存在しません) | 〇 (存在) |
| Thunderbolt 3 | 40GBps | × (存在しません) | 〇 (存在) |
| Thunderbolt 4 | 40GBps | × (存在しません) | 〇 (存在) |

# 互換性

基本的に下位互換性があります。

USB 2.0はUSB 1.1と互換性があります。

USB 3.2はUSB 2.0と互換性があります。

ただ、転送速度は規格に応じて変動されます。

# 給電能力

USB Type-Cコネクタしかない独自機能を備えた規格があるので、注意が必要です。

そして転送速度と給電能力の規格は別物です。

USB Type-CコネクタのほうがUSB Type-Aコネクタよりも供給電力が大きいです。

### USB 2.0

- USB Type-A : 5V, 500mA
- USB Type-C : 5V, 1.5Aまたは3A

### USB 3.2 Gen 1 (=USB 3.0、USB 3.1 Gen 1)

- USB Type-A : 5V, 900mA
- USB Type-C : 5V, 1.5Aまたは3A

### USB 3.2 Gen2 (=USB 3.1 Gen 2)

- USB Type-A : 5V, 1A
- USB Type-C : 5V, 1.5Aまたは3A

### USB Battery Charging 1.2

USBの5V電源を使った電力供給の仕様です。最大1.5Aまで給電できます。

### USB Power Delivery 1.0

給電規格で最上位です。100Wの場合、100Wサポートケーブルが必要となります。

- Profile 1 : 10W(5V, 2A)
- Profile 2 : 18W(12V, 1.5A)
- Profile 3 : 36W(12V, 3A)
- Profile 4 : 60W(20V, 3A)
- Profile 5 : 100W(20V, 5A)

### USB Power Delivery 2.0 / 3.0

100Wの場合、100Wサポートケーブルが必要となります。

- Profile 1 : 0.5~15W(5V, 0.1~3A)
- Profile 2 : 15~27W(9V, 1.67~3A)
- Profile 3 : 27~45W(15V, 1.8~3A)
- Profile 4 : 45~100W(20V, 2.25~3A/3~5A)

## 給電能力まとめ

| 規格名 | Type-A | Type-C |
| --- | --- | --- |
| USB 2.0 | 5V, 500mA | 5V, 1.5Aまたは3A |
| USB 3.2 Gen 1 | 5V, 900mA | 5V, 1.5Aまたは3A |
| USB 3.2 Gen 2 | 5V, 1A | 5V, 1.5Aまたは3A |
| USB Battery Charging 1.2 | 5V, 1.5A | × (存在しません) |
| USB Power Delivery 1.0 | × (存在しません) | 5~20V, 1.5~5A |
| USB Power Delivery 2.0/3.0 | × (存在しません) | 5~20V, 0.1~5A |