分かりづらいThunderbolt 3とUSB Type-Cの違いを詳しく解説

非常に分かりにくい「Thunderbolt 3」と「USB Type-C (USB-C) 」の違いについて、詳しく解説してみます。

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はじめに

最近のPC関係で最も分かりにくいネタの1つが「USB Type-C」です。特にThunderbolt 3が絡んでくるとスペック表などで「Thunderbolt 3 (USB-C) 」といった訳わからん表記がされるため、完全に初見殺しとなっています。

私も最近PCを新調しようとした時にこの壁にぶち当たり、あまりの分かりにくさに半分キレながらThunderbolt 3とUSB Type-Cの違いについて調べたので、その内容を備忘録として残しておきます。

USB Type-Cとは端子の形状の1種

まず何よりも先にハッキリとさせておかなければならないのが、「USB Type-Cはただの端子の形状の1種である」という点です。

USB Type-C

誤った説明がされているのをよく見かけますが、「USB Type-C=USB 3.1」ではありません。USB Type-Cだからといって必ず転送速度が早いわけではなく、USB 2.0なUSB Type-Cポート・ケーブルも存在しています。

また、必ずしもUSB PDに対応しているわけではない点にも注意が必要です。最近は特にノートPCでUSB Type-Cの採用が進んでいますが、そのUSB Type-CポートからPCを充電できるかどうかは機種によって異なります。

  • 「USB Type-C」は端子の形状の1種
  • 「USB Type-C=USB 3.1」ではない
  • 「USB Type-C=USB PD対応」ではない

という3つのポイントを理解したら、次に移りましょう。

Thunderbolt 3の動作原理

Thunderbolt 3は、USB Type-CのAlternate Modeという仕組みを利用して動作します。

Alternate Modeとは

Alternate Modeとは、USB Type-Cポート・ケーブルを使用して別の仕様 (規格) の信号を流す仕組み・仕様のことです。

流せる信号としてはDisplayPort、Thunderbolt、HDMIなどが策定されています。

基本はUSB Type-C

Thunderbolt 3はUSB Type-CのAlternate Modeという仕組みを使って動作しています。つまり、基本はUSB Type-Cです。

基本がUSB Type-Cということは、「Thunderbolt 3ポートはUSB Type-Cポートの1種」ということになります。ですので、PCに搭載されているThunderbolt 3ポートはもれなくUSBデバイスを扱うことが可能です。

「Thunderbolt 3 (USB-C)」という表記

PCのスペック表でよく見かける「Thunderbolt 3 (USB-C)」といった表記ですが、あの表記こそがThunderbolt 3とUSB Type-Cを分かりづらくさせている元凶であると私は考えています。

というのも、Thunderbolt 3はUSB Type-CのAlt Modeという仕組みを利用して動作しているからです。言い換えれば、Thunderbolt 3ポートとは「Thunderbolt Alt Modeに対応したUSB Type-Cポート」となります。

ですので、「USB Type-C (Thunderbolt 3対応) 」といった表記の方がより実情に即しており、ユーザーも「Thunderbolt 3も流せるUSB Type-Cポートなんだね」と理解しやすいと思うのですが……どうでしょう?

ポート

Thunderbolt 3ポートでは以下の3種類のデータ転送を行うことができます。

  • USB 3.1 Gen 2
  • DisplayPort (Alt Mode)
  • Thunderbolt 3 (Alt Mode)

USB 3.1 Gen 2

Thunderbolt 3ポートはUSB Type-Cポートの1種なので当然といえば当然ですが、USBのデータ転送を行うことが可能です。 (“Thunderbolt 3 ports are fully compatible with USB devices and cables.“)

ただし、Thunderbolt 3ポートと普通のUSB Type-Cポートでは、ある1点が異なっています。それは「Thunderbolt 3ポートはもれなくUSB 3.1 Gen 2に対応している」という点です。

USB Type-Cとは端子の形状の規格です。そのため、見た目は同じでも中身はUSB 2.0だったりUSB 3.1 Gen 1だったりUSB 3.1 Gen 2だったりします。

それに対して、Thunderbolt 3対応のUSB Type-CポートはUSB 3.1 Gen 2対応で統一されています。

DisplayPort

上に書いたUSB 3.1 Gen 2の件と同じく、Thunderbolt 3ポートはもれなくAlt ModeによるDisplayPortのデータ転送に対応しています。 (“Thunderbolt 3 ports are fully compatible with DisplayPort devices and cables.“)

DisplayPort Alt Modeも機種によって対応・非対応がバラバラな機能ですが、Thunderbolt 3ポートはもれなく対応しています。

※DisplayPortのバージョン (1.2 or 1.3 or 1.4) は、信号を出力するGPUや、使用されているコントローラによって変わるので、詳しくはコンピュータの製造元に問い合わせてください。ただし2019年12月時点ではIntel CPUのiGPUはIce Lake以外全てDP 1.2止まりなので、多くのThunderbolt 3ポートはDP 1.2対応であると思われます。

Thunderbolt 3

当然ですが、Thunderbolt 3ポートはAlt ModeによるThunderbolt 3のデータ転送に対応しています。

※Thunderbolt 3が伝送できるPCIeの信号はPCIe 3.0 x4が上限ですが、過去には何らかの理由でPCIe 3.0 x2となっている機種が一部存在していました。

まとめ

「USB Type-Cポート」と「Thunderbolt 3ポート」の違いをまとめたのが以下の表です。

USB 2.0 USB 3.1 Gen 1 USB 3.1 Gen 2 DisplayPort
(Alt Mode)
Thunderbolt 3
(Alt Mode)
USB PD
での給電
USB PD
での受電
USB Type-Cポート 機種による 機種による 機種による 機種による 機種による 機種による
Thunderbolt 3ポート 機種による 機種による

一言で言ってしまえば、「全部入り=Thunderbolt 3ポート」です。ただし、全部入りなのはあくまでデータ転送のみであって、USB PD関係は機種によって対応・非対応が異なります。

ケーブル

次はケーブルについてです。

まとめ

とりあえず先に結論を載せておき、下に注意点を書いていこうと思います。

USB接続 Alternate Mode接続 USB PD
USB 2.0 USB 3.1 DisplayPort Thunderbolt 3 (20Gbps) Thunderbolt 3 (40Gbps) 3A 5A
USB Type-C
ケーブル
USB 2.0 ケーブルによる
USB 3.1 ケーブルによる ケーブルによる
Thunderbolt 3
ケーブル
パッシブ (1m未満) ケーブルによる
パッシブ (1m以上) ケーブルによる
アクティブ ケーブルによる

アクティブ・パッシブとは

アクティブ・パッシブというのは、「信号を補正・調整する機能を持っているかどうか」を表しています。

一般に、信号調整機能を持ったケーブルをアクティブケーブルと呼び、そういった機能のないケーブルをパッシブケーブルと呼びます。これはThunderboltに限った呼び方ではなく、ケーブル全般で使われる呼称です。 (HDMIケーブルの例)

アクティブケーブルは (ほぼ) Thunderbolt 3専用

Thunderbolt 3ケーブルで1番注意すべきなのがアクティブケーブルです。

何故かと言うと、Thunderbolt 3アクティブケーブルは実質的にThunderbolt 3専用ケーブルだからです。USB 3.1のデータ転送やDisplayPort Alt Modeに使用することは出来ません。 (USB 2.0でのデータ転送だけはできる)

パッシブケーブルはUSB 3.1ケーブルとしても使える

Thunderbolt 3パッシブケーブルはUSB 3.1なType-C to Type-Cケーブルとしても使用することができます。

例えば、Cable MattersのThunderbolt 3パッシブケーブルはThunderboltとUSB-IFの両方の認証を取得しています。

「40Gbps対応=アクティブケーブル」ではない

「40Gbpsでのデータ転送はアクティブケーブルのみで、パッシブケーブルでは20Gbpsまで」という勘違いをしやすいですが、それは誤りです。

そもそも、なぜアクティブケーブルが信号を調整するかというと、そのままではノイズや減衰で40Gbpsもの速度を確保できないからです。つまり、ノイズや減衰の影響が小さければ、信号を調整せずとも速度を確保できる、ということになります。

そのため、ケーブル長を1m未満にすることによって転送速度40Gbpsを確保したパッシブケーブルが各社から販売されています。

結論

USB 3.1のC to Cケーブルとしても使えるので、基本的にはパッシブケーブルの方をオススメします。特にオススメなのは40Gbpsを出せる1m未満のパッシブケーブルです。

アクティブケーブルは実質Thunderbolt 3専用であるため、40Gbpsかつ1m以上の長さが必要な場合以外はオススメしません。 (値段も5000円以上するので)

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Thunderbolt 3ケーブルまとめ

自分の備忘録も兼ねて、日本で買えるThunderbolt 3ケーブルをまとめておきます。

パッシブケーブルであれば、↓↓のCable Mattersの0.8mケーブルが40Gbps・100W (20V/5A) 対応で1番安いです。

パッシブケーブル

メーカー/ブランド 製品名/型番 転送速度 USB PD 長さ Amazon.co.jpリンク メーカー製品ページ
Anker A8486011 40Gbps 5A 0.5m Amazon.co.jp Anker
Apple A1896 40Gbps 5A 0.8m Amazon.co.jp Apple
Belkin F2CD081BT1M-BLK-A 20Gbps 3A 1.0m Amazon.co.jp Belkin
F2CD084bt0.5MBK 40Gbps 5A 0.5m Amazon.co.jp Belkin
F2CD084BT0.8MBK-A 0.8m Amazon.co.jp Belkin
CalDigit TBT3-P05B-540 40Gbps 5A 0.5m Amazon.co.jp CalDigit
TBT3-P07B-540 0.7m CalDigit
Cable Matters 107002-BLK-0.8m 40Gbps 5A 0.8m Amazon.co.jp Cable Matters
107002-BLK-1m 20Gbps 1.0m Amazon.co.jp
107002-BLK-2m 2.0m Amazon.co.jp
HighPoint TB3-040G-505 40Gbps 5A 0.5m Amazon.co.jp HighPoint
Plugable TBT3-40G50CM 40Gbps 3A 0.5m Amazon.co.jp Plugable
TBT3-20G1M 20Gbps 1.0m Amazon.co.jp Plugable
TBT3-20G2M 2.0m Amazon.co.jp Plugable
TBT3-40G80CM 40Gbps 5A 0.8m Amazon.co.jp Plugable
StarTech TBLT34MM50CM [ブラック] 40Gbps 3A 0.5m Amazon.co.jp StarTech
TBLT34MM50CW [ホワイト] Amazon.co.jp StarTech
TBLT3MM1M [ブラック] 20Gbps 1.0m Amazon.co.jp StarTech
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TBLT3MM2M [ブラック] 2.0m Amazon.co.jp StarTech
TBLT3MM2MW [ホワイト] Amazon.co.jp StarTech
TBLT34MM80CM 40Gbps 5A 0.8m Amazon.co.jp StarTech
住友電工 01670-A61112GCPCPS5080E3 40Gbps 5A 0.5m Amazon.co.jp 住友電工
01670-A61112GCPCPS5080E3 0.8m Amazon.co.jp

アクティブケーブル

メーカー/ブランド 製品名/型番 転送速度 USB PD 長さ Amazon.co.jpリンク メーカー製品ページ
Belkin F2CD085bt2M-BLK 40Gbps 5A 2m Amazon.co.jp Belkin
Cable Matters 107012-BLK-2m 40Gbps 5A 2m Amazon.co.jp Cable Matters
CalDigit TBT3-A10B-540 40Gbps 5A 1m Amazon.co.jp
TBT3-A20B-540 2m Amazon.co.jp
HighPoint TB3-040G-510 40Gbps 5A 1m Amazon.co.jp HighPoint
TB3-040G-520 2m Amazon.co.jp
StarTech TBLT3MM1MA 40Gbps 5A 1m Amazon.co.jp StarTech
TBLT3MM2MA 2m Amazon.co.jp StarTech
住友電工 01671-A61112GCPCPA520063 40Gbps 5A 2m Amazon.co.jp 住友電工

所感

「USB Type-C訳分からん」という方は少なくありませんが、その原因の一端は間違いなくThunderbolt 3にあると思っています。物理的な形状は通常のUSB Type-Cと同じであるにも関わらず、「Thunderbolt 3ポート」だの「Thunderbolt 3ケーブル」だのUSB Type-Cと互換性があるんだか無いんだか分からないマーケティングをしているのですから、消費者が混乱するのも無理はありません。

USB Type-CのAlternate Modeという仕組みに乗っかっている立場なのですから、そのことを弁えたマーケティングをしてほしいですね。