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とはコネクターの形状の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はただのコネクターの形状の1種であり、何か具体的な機能を示しているわけではない」という点です。

USB Type-C

勘違いされることが多いですが、「USB Type-C = USB 3.1」ではありません。USB Type-Cであっても中身はUSB 2.0なポート・ケーブルは普通に存在しています。そのため、USB Type-Cだからといって必ずデータ伝送速度が早いわけではありません。

また、「USB Type-C = USB PD対応」ではないという点にも注意が必要です。最近はUSB Type-Cポートを備えているノートPCも多いですが、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」はコネクターの形状の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

Alternate Modeとは

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、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のことです。「○○ Alternate Mode」と書かれていたら、ケーブルやポートはUSB Type-Cだけど、実際の信号は〇〇という別の規格が流れることを意味します。

Alternate Modeで流せる信号としてはDisplayPort、Thunderbolt 3などがあります。

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。

言い換えれば、Thunderbolt 3ポート・ケーブルとは「色々あるUSB Type-Cポート・ケーブルのバリエーションのうちの1つ」ということになります。

「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す。

なぜかと言うと、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。つまり、Thunderbolt 3ポートとは「Thunderbolt 3 Alt Modeに対応したUSB Type-Cポート」です。

なので、「Thunderbolt 3 (USB-C) 」といった表記をPCのスペック表などで見かけたら、「あぁ、Thunderbolt 3 Alt Modeに対応したUSB Type-Cポートなんだな」と考えると理解しやすくなるかもしれません。

PCのThunderbolt 3ポート

※Thunderbolt 3ポートにはPC側のホスト/DFPと、周辺機器側のデバイス/UFPの2種類がありますが、この章ではホスト/DFPに絞って説明します。何言ってるか分からない場合は「周辺機器ではなくPCのThunderbolt 3ポートについて説明しているんだな」と思ってください。

PCに搭載されているThunderbolt 3ポートは以下の3種類のデータ伝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のデータ伝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とはコネクターの形状のことです。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ポートはUSB 3.1 Gen 2で統一されています。

DisplayPort

ただのUSB Type-Cポートは機種によってDisplayPort Alt Modeの対応・非対応はバラバラですが、Thunderbolt 3ポートはもれなくDisplayPort Alt Modeによる映像出力に対応しています。 (“Thunderbolt 3 ports are fully compatible with DisplayPort devices and cables.“)

Thunderbolt 3

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

まとめ

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

ポートの種類USB 2.0USB 3.1 Gen 2DisplayPort
(Alt Mode)
Thunderbolt 3
(Alt Mode)
USB PD
による充電
Thunderbolt 3ポート機種による
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

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

 
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Thunderbolt 3ケーブルは3種類ある

次はケーブルについてです。とりあえず先にまとめを載せておき、下に注意点を書いていこうと思います。

ケーブルの種類USB接続Alternate Mode接続USB PD
USB 2.0USB 3.1DisplayPortTB3 (20Gbps)TB3 (40Gbps)3A (60W)5A (100W)
Thunderbolt 3
ケーブル
パッシブ (0.8m以下)ケーブルによる
パッシブ (1m以上)非対応ケーブルによる
アクティブ非対応非対応ケーブルによる
USB Type-C
ケーブル
USB 3.1ケーブルによるケーブルによる非対応ケーブルによる
USB 2.0非対応非対応非対応非対応ケーブルによる

※USB 3.1ケーブルでのDisplayPort接続やThunderbolt 3 (20Gbps) 接続は理論上可能ですが、特に1mを超えるUSB 3.1 Gen 1ケーブルでは信号の劣化により動作が不安定になったり動作しない場合があるため、「ケーブルによる」としています。

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。

一般的に、信号調整機能など何らかの電子回路を備えている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単純なケーブルのことをパッシブケーブルと呼びます。これはThunderboltに限らず、ケーブル全般で使われる呼び方です。 (HDMIケーブルの例)

「40Gbps対応=アクティブケーブル」ではない

「40Gbpsでのデータ伝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。

なぜアクティブケーブルが信号を調整するかというと、何もしなければノイズや減衰で40Gbpsという速度を確保できないからです。逆に言えば、ノイズや減衰の影響が小さければ信号を補正・調整せずとも40Gbpsでのデータ伝送が可能ということになります。

そのため、パッシブケーブルであっても0.8m以下のケーブルは40Gbpsのデータ伝送に対応しています。

アクティブケーブルとパッシブケーブルのどちらを買うべきか

Thunderbolt 3ケーブルで迷った時に買うべきなのはパッシブケーブルです。0.8m以下のパッシブケーブルはThunderbolt 3 40Gbpsデータ伝送に対応しており、なおかつUSB 3.1 Gen 2やDisplayPort Alt Modeにも対応している万能品なので、長さが0.8mで足りるのであればパッシブケーブルを買うのが良いです。

一方のアクティブケーブルは、基本的には避けるべきです。なぜかというと、アクティブケーブルはUSB 3.1やDisplayPort Alt Modeに対応しておらず、USB 2.0とThunderbolt 3の2種類のデータ伝送しか行なえないからです。そのため、Thunderbolt 3 40Gbpsのデータ伝送を行う必要があり、なおかつ1m以上の長さが求められる場合にのみアクティブケーブルを買うのが良いです。

Thunderbolt 3周辺機器について

Thunderbolt 3はSSDやドッキングステーション (ドック) といった周辺機器に関しても注意が必要です。なぜかというと、Thunderbolt 3周辺機器は基本的にThunderbolt 3非対応のPCでは使えないからです。

この辺の細かい話は、Thunderbolt 3周辺機器に使用されているThunderbolt 3コントローラーが関係してきます。Thunderbolt 3コントローラーには大きく分けてAlpine RidgeとTitan Ridgeという2種類のコントローラーがあるのですが、先発のAlpine RidgeはThunderbolt 3接続のみをサポートしており、USB接続やDP Alt Mode接続をサポートしていません。そのため、Alpine Ridgeを採用している周辺機器はThunderbolt 3非対応のPCでは使用できません。

これに対して後発のTitan Ridgeは、USB接続やDP Alt Mode接続もサポートしています。そのため、Titan Ridge採用の周辺機器であればThunderbolt 3非対応のPCでも使うことが可能です。 (ただしTitan Ridge採用のThunderbolt 3周辺機器はあまり数が多くないため、「基本的にThunderbolt 3周辺機器はThunderbolt 3非対応PCでは使えない」と思っていたほうが良いです)

Thunderbolt 3製品まとめ

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

最近Amazonなどで怪しいThunderbolt 3ケーブルが販売されていますが、あれらの怪しいケーブルはThunderbolt製品に義務づけられているコンプライアンステストを通しているか疑わしいため推奨しません。以下のリストにはテストに通過している製品のみをまとめています。

パッシブケーブル

パッシブケーブルだと↓↓のCable Mattersのケーブルが0.8m・40Gbps・100W (20V 5A) 対応で値段も手頃です。

メーカー・ブランド製品名・型番データ伝送速度USB PD長さAmazon.co.jpリンクメーカー製品ページ
AppleA189640Gbps5A0.8mAmazon.co.jpApple
BelkinF2CD084BT0.8MBK-A40Gbps5A0.8mAmazon.co.jpBelkin
Cable Matters107002-BLK-0.8m40Gbps5A0.8mAmazon.co.jpCable Matters
Cable Matters107002-BLK-1m20Gbps5A1.0mAmazon.co.jpCable Matters
Cable Matters107002-BLK-2m20Gbps5A2.0mAmazon.co.jpCable Matters
HighPointTB3-040G-50540Gbps5A0.5mAmazon.co.jpHighPoint
PlugableTBT3-40G80CM40Gbps5A0.8mAmazon.co.jpPlugable
PlugableTBT3-20G2M20Gbps5A2.0mAmazon.co.jpPlugable
StarTechTBLT34MM80CM40Gbps5A0.8mAmazon.co.jpStarTech
住友電工01670-A61112GCPCPS5080E340Gbps5A0.5mAmazon.co.jp住友電工
住友電工01670-A61112GCPCPS5080E340Gbps5A0.8mAmazon.co.jp住友電工

アクティブケーブル

アクティブケーブルはUSB 3.1やDisplayPort Alternate Modeのデータ伝送に対応していないので注意してください。

メーカー・ブランド製品名・型番データ伝送速度USB PD長さAmazon.co.jpリンクメーカー製品ページ
Cable Matters107012-BLK-2m40Gbps5A2mAmazon.co.jpCable Matters
HighPointTB3-040G-52040Gbps5A2mAmazon.co.jpHighPoint
StarTechTBLT3MM2MA40Gbps5A2mAmazon.co.jpStarTech
住友電工01671-A61112GCPCPA52006340Gbps5A2mAmazon.co.jp住友電工

Thunderbolt 3ドック

この表の「USB-C対応」はThunderbolt 3非対応PC (USB3 + DP Alt Mode) でも動作可能かどうかを表しており、「USB-C対応」にチェックのある製品はiPad Proなどでも使用可能です。

メーカー・ブランド製品名・型番発売年廃盤電力供給USB-C対応Amazon.co.jpリンクメーカー製品ページ
AKiTiOThunder3 Dock Pro2018年60WAmazon.co.jpAKiTiO
BelkinThunderbolt 3 Express Dock HD
F4U095JA
2017年廃盤85WAmazon.co.jpBelkin
BelkinThunderbolt 3 Dock Plus2019年60WBelkin
BelkinThunderbolt 3 Dock Pro
F4U097JA
2019年85WAmazon.co.jpBelkin
BelkinThunderbolt 3 Dock Mini HD2019年Belkin
BelkinThunderbolt 3 Dock Core
F4U110bt
2020年60WAmazon.co.jpBelkin
Cable Matters1070042017年廃盤Cable Matters
Cable Matters1070142018年60WAmazon.co.jpCable Matters
CorsairTBT1002020年85WAmazon.co.jpCorsair
CalDigitTS3 Lite2017年?廃盤15WAmazon.co.jpCalDigit
CalDigitTS32017年?廃盤85WAmazon.co.jpCalDigit
CalDigitTS3 Plus2018年87WAmazon.co.jpCalDigit
CalDigitThunderbolt 3 Mini Dock
(Dual DisplayPort 1.2)
2018年Amazon.co.jpCalDigit
CalDigitThunderbolt 3 Mini Dock
(Dual HDMI 2.0)
2018年Amazon.co.jpCalDigit
CalDigitUSB-C Pro Dock2019年85WAmazon.co.jpCalDigit
CalDigitUSB-C HDMI Dock2020年94WAmazon.co.jpCalDigit
HPElite Thunderbolt 3 Dock2017年廃盤65WHP
HPThunderbolt 3 Dock 120W G22018年100WHP
KensingtonSD5000T (Mac専用)2017年廃盤85WKensington
KensingtonSD5200T2017年廃盤85WAmazon.co.jpKensington
KensingtonSD5300T2019年60WKensington
KensingtonSD2400T2019年85WKensington
KensingtonSD5500T2019年60WKensington
LenovoThinkPad Thunderbolt 3 ドック
40AC0135JP
2017年廃盤65WLenovo
LenovoThinkPad Thunderbolt 3 ドック 2
40AN0135JP
2018年65WAmazon.co.jpLenovo
LenovoLenovo Thunderbolt 3
エッセンシャル ドック 40AV0135JP
2020年65WLenovo
OWCThunderbolt 3 Dock2018年85WAmazon.co.jpOWC
OWCThunderbolt 3 Pro Dock2019年60WAmazon.co.jpOWC
OWCThunderbolt 3 mini Dock2020年Amazon.co.jpOWC
PlugableTBT3-UD1-832017年廃盤Amazon.co.jpPlugable
PlugableTBT3-UDV2017年60WAmazon.co.jpPlugable
PlugableTBT3-UD1-85W2020年85WPlugable
PlugableTBT3-UDC12020年60WPlugable
PlugableTBT3-UDZ2020年100WPlugable
StarTechTB3DK2DPW (Windows専用)2016年?廃盤Amazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DKDPMAW2017年15WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DK2DPPD2017年85WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DOCK2DPPD2018年85WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DKM2DP2018年廃盤Amazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DKM2HD2018年廃盤Amazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DK2DHV 2018年85WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DK2DPM22018年85WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3CDK2DP 2019年60WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3DKM2DPL2020年StarTech
StarTechTB3DKM2HDL2020年StarTech
エレコムDST-TB301SV2018年60WAmazon.co.jpエレコム

Thunderbolt 3 “Pro” ケーブル

途中に挟むと訳が分からなくなるのであえて最後まで触れないでおきましたが、2020年6月からAppleが「Thunderbolt 3 Proケーブル」というものを販売しています。Thunderbolt 3 Proケーブルは2019年12月発売のPro Display XDRに付属しているケーブルで、これはその単品販売版となります。

何が「Pro」なのかというと、そのスペックです。上でも説明したように、パッシブケーブルでThunderbolt 3 40Gbpsのデータ伝送を行えるのは0.8m以下のケーブルのみであり、0.8mより長いパッシブケーブルでは20Gbps止まりとなります。0.8mより長いケーブルでThunderbolt 3 40Gbpsのデータ伝送を行うためにはアクティブケーブルを使用する必要がありますが、Thunderbolt 3アクティブケーブルはUSB 3.1やDisplayPort Alt Modeのデータ伝送には対応していないため、「Thunderbolt 3 40GbpsとUSB 3.1とDisplayPort Alt Modeの3種類に対応している1m以上のケーブル」は今まで存在していませんでした。

これに対してThunderbolt 3 Proケーブルは、2mという長さであるにも関わらず、Thunderbolt 3 40Gbps・USB 3.1 Gen 2・HBR3 (DisplayPort) のデータ伝送に対応しています。それゆえThunderbolt 3 “Pro” ケーブルというわけです。

ちなみにThunderbolt 3 Proケーブルは値段もPro仕様となっており、日本では税別12,800円となっています。

所感

「USB Type-C分からん」という人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にあります。物理的な形状はUSB Type-Cなのに「Thunderbolt 3ポート」や「Thunderbolt 3ケーブル」といったネーミングのせいでThunderbolt 3ではないUSB Type-Cと互換性があるのかないのか分かりにくく、ユーザーが混乱するのも無理はありません。

アクティブケーブルがUSB 3.xやDisplayPort Alt Modeに非対応なのもユーザーを罠に嵌めようとしているとしか思えませんし、もう少しユーザーのことを考えてほしいですね。

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