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」はコネクタの形状の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。例えるなら、水道の蛇口からオレンジジュースが流れてくるようなものです。

Alternate Modeで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という仕様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?

 
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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側の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。

Thunderbolt 3ポートは以下の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とはコネクタの形状のことです。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

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は機種によって対応・非対応がバラバラですが、Thunderbolt 3ポートはもれなく対応しています。

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。

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。

ポートの種類USB 2.0USB 3.1 Gen 1USB 3.1 Gen 2DisplayPort
(Alt Mode)
Thunderbolt 3
(Alt Mode)
USB PD
による充電
USB PD
による電力供給
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、「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。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 2.0 USB 3.1 DisplayPort TB3 (20Gbps) TB3 (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 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

※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 Gen1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ケーブルを選ぶ際に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。アクティブケーブルは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。

どのケーブルを買うべきか

オススメはUSB 3.1のC to Cケーブルとしても使えるパッシブケーブルです。特に、1m未満のパッシブケーブルは40Gbpsを出せるのでオススメです。

アクティブケーブルは実質的に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円以上しますし)

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。

パッシブケーブル

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。

メーカー・ブランド製品名・型番転送速度USB PD長さAmazonリンクメーカー製品ページ
AnkerA848601140Gbps5A0.5mAmazon.co.jpAnker
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
CalDigitTBT3-AB-540 40Gbps5A0.7mAmazon.co.jpCalDigit
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

メーカー・ブランド製品名・型番転送速度USB PD長さAmazon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

ドッキングステーション (ドック)

メーカー・ブランド製品名・型番電力供給USB-C対応Amazonリンクメーカー製品ページ
Cable Matters10701460WAmazon.co.jpCable Matters
CalDigitTS3 Plus87WAmazon.co.jpCalDigit
CalDigitUSB-C Pro Dock85WAmazon.co.jpCalDigit
HPThunderbolt 3 Dock 120W G2100WAmazon.co.jpHP
KensingtonSD5200T85WAmazon.co.jpKensington
Lenovo40AN0135JP65WAmazon.co.jpLenovo
OWCThunderbolt 3 Dock85WAmazon.co.jpOWC
OWCThunderbolt 3 Dock Pro60WAmazon.co.jpOWC
StarTechTB3DK2DHV 85WAmazon.co.jpStarTech
StarTechTB3CDK2DP 60WAmazon.co.jpStarTech

表の「USB-C対応」は、PC側USB Type-CポートがUSB + DisplayPort Alt Modeでも動作するか (TB3非対応でも動作するか) を示しています。「USB-C対応」にチェックのない製品は、Thunderbolt 3ポートに接続した場合でのみ動作します。

 
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Thunderbolt 3 “Pro” ケーブル

途中に挟むと訳が分からなくなるので、最後に補足として説明します。

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(2m)
seo.node.standard.product.ProductDetailsMVC.pagedescription

Thunderbolt 3 Proケーブルは2019年12月販売のPro Display XDRに付属しており、その単品販売版と思われます。

で、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は1m以上になると40Gbpsのデータ転送ができず、かといって1mを超えても40Gbpsのデータ転送を行えるアクティブケーブルはUSB 3.1やDisplayPortのデータ転送ができず、「Thunderbolt 3 40Gbps・USB 3.1・DisplayPort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。

しかし、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) のデータ転送に対応しています。それゆえ、Thunderbolt 3 “Pro” ケーブルという名称になっています。

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。 (アクティブケーブルが2本買える……)

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。

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