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USBとThunderboltの関係

 USBとThunderboltは、もともとはまったく別の規格であったが、3代目のThunderbolt 3からUSB Type-Cの拡張仕様である「Alternate Mode(Alt Mode)」を使用可能になったことから相互に密接に関連することとなった。

 Thunderboltのネーティブ信号は、1本のチャンネルにPCI Expressの信号とDisplayPortの信号を混在させて送るものだ。このほかに「プロトコルトンネリング」という技術も導入している。この技術により、Thunderboltネーティブ信号のほかに、PCI Express、DisplayPortそれぞれの信号もそのまま送れる。

 そのためThunderbolt 3では、Thunderboltネーティブ信号に対応するデバイスだけではなく、DisplayPort、PCI Express、USB 3.2のそれぞれに対応したデバイスもそのまま利用できる。

 USB4は、このプロトコルトンネリング技術を取り込んでいる。USB信号に加えてDisplayPort、PCI Express(オプション)の信号もそのまま通せるようになっている。さらにThunderbolt 3のネーティブ信号が送れる「Thunderbolt 3互換モード」も備えるが、それについてはUSB4の仕様書では「オプション」扱いだ。つまり実装するかどうかはPCメーカーの判断に委ねられる。USB4に対応するPCであっても、Thunderbolt 3のネーティブ信号に対応する周辺機器が使えるとは限らないという懸念がある。

USB規格伝送信号コネクター形状最大通信速度給電能力
ThunderboltThunderboltネーティブ、DisplayPort、PCI ExpressMini DisplayPort10Gビット/秒10W
Thunderbolt 2Thunderboltネーティブ 、DisplayPort、PCI ExpressMini DisplayPort20Gビット/秒10W
Thunderbolt 3Thunderboltネーティブ、DisplayPort、PCI Express、USBUSB Type-C40Gビット/秒15W、最大100W(USB PD、オプション)
Thunderbolt 4Thunderboltネーティブ、DisplayPort、PCI Express、USBUSB Type-C40Gビット/秒15W、最大100W(USB PD、1ポート必須)
歴代Thunderbolt規格の概要
稲妻のマークが付いたUSB Type-CポートはThunderbolt 3に対応している。Thunderbolt 3ネーティブ対応のディスプレー以外に、DisplayPort Alt Mode対応のディスプレーも接続できる。1番右はHDMIポート
稲妻のマークが付いたUSB Type-CポートはThunderbolt 3に対応している。Thunderbolt 3ネーティブ対応のディスプレー以外に、DisplayPort Alt Mode対応のディスプレーも接続できる。1番右はHDMIポート
(撮影:鈴木 雅暢)
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Thunderbolt 4の普及がUSBの混乱を解決?

 USB Type-Cはややこしいと言われることがある。その原因は、同じUSB Type-Cポートで使える機能が違うことだ。特にPCの充電機能とディスプレー出力機能は、メジャーな機能でありながら、使えるポートと使えないポートが混在しており不評を買っている。これまで説明してきたように、前者は「USB PD」、後者は主に「DisplayPort Alt Mode」という拡張仕様によって実現されているために起こる現象である。

 この現象は、Thunderbolt 4が解決してくれる可能性がある。Thunderbolt 4は、Thunderbolt 3の仕様を強化したものだが、こうした混乱を意識した仕様も導入されている。Thunderbolt 4では、DisplayPort Alt Modeによるディスプレー出力機能は標準装備で、USB PD対応ポートを実装することも条件となっている。

 USB4のGen 3x2に対応したデバイスが出てくる前に、Thunderbolt 3/Thunderbolt 4ネーティブの周辺機器の普及がさらに進み、Thunderbolt 4へ一本化する流れができれば、Gen 3がオプション扱いという速度面のややこしさも表面化せずに済むかもしれない。

Thunderbolt 4とThunderbolt 3、USB4の最小要件の違いを示すスライド
Thunderbolt 4とThunderbolt 3、USB4の最小要件の違いを示すスライド
(出所:Intel)
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