USB Type-C (USB-C) の仕様・規格を「正しく」解説

2020.05.19

「分からない」という声をよく聞くUSB Type-C (USB-C) について、なるべくシンプルに、技術的に正しく解説してみます。

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この記事について

コンピューター関係の代表的な仕様・規格の1つである「USB」は、検索すればたくさんの解説記事がヒットします。その一方で内容が不正確だったり、度重なる仕様改定に追いついていない古い記事も少なくなく、インターネットで正しい情報を得るのは容易ではありません。

そのUSBについて、毎回1つのテーマに沿って解説するシリーズが「今さら聞けないUSB」です。

今さら聞けないUSB
「今さら聞けないUSB」の記事一覧です。
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ということで2回目の今回は「USB Type-C」について解説します。

そもそもUSB Type-Cとは何なのか

まず最初に「USB Type-Cとは何なのか」というところから話を進めたいと思います。

USBの仕様は、大きく3つに分類することができます。

  • データ転送に関する仕様 : USB 2.0, USB 3.2, USB4
  • 電力供給に関する仕様 : USB Power Delivery (USB PD), USB Battery Charging (USB BC)
  • コネクタの形状に関する仕様 : USB Type-C, USB 3.1 Legacy Cable and Connector

USBはこれらが相互に関連して成り立っている仕様・規格で、今回解説するUSB Type-Cはその中の「コネクタの形状に関する仕様」にあたります。

今回はUSB Type-Cに絞って解説しますが、Type-C以外のUSBコネクタについては以下の記事で解説しています。

USBコネクタの形状を全て解説。これを読めば全て区別できる
種類が多すぎて分かりにくいUSBコネクタの形状について、写真付きで全種類解説します。
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USB PDやAlternate Modeといった用語を知っている方もいるかもしれませんが、それらは1度忘れてください。USB Type-Cはコネクタの形状に関する仕様です。これを覚えたら次に移りましょう。

USB Type-Cの形状

何度でも繰り返しますが、USB Type-Cはコネクタの形状です。百聞は一見にしかずということで、実物をお見せします。

  • USB Type-C プラグ
  • USB Type-C レセプタクル

USB Type-Cの特徴はリバーシブルであることです。USBメモリやケーブルを挿す際に何度もひっくり返す必要はありません。どっち向きにも挿さります。

また、USB Type-CはUSB 2.0もFull-Featuredも形状が同じです。そのため、USB 2.0・Full-Featuredのプラグ・レセプタクル同士を相互に差し込むことができます。 ※「Full-Featured」とは、ピンが全て結線されているUSB Type-Cのことです。一般的にはUSB 3.xもしくはUSB4のUSB Type-Cという理解でOKです。

USB 2.0 Type-C
レセプタクル		USB Full-Featured Type-C
レセプタクル
USB 2.0 Type-C プラグ刺さる刺さる
USB Full-Featured Type-C プラグ刺さる刺さる

USB Type-Cはホストにもデバイスにもなることができる

  • USB Standard-A
  • USB Micro-B

普段あまり気にしたことがないかもしれませんが、PCのUSBコネクタとスマートフォンのUSBコネクタって形状が違いますよね？ PCにはUSB Standard-Aが搭載されていますし、スマートフォンにはUSB Micro-B (もしくはLightning) が搭載されています。

このように、USBではコネクタ形状によってホストなのかデバイスなのかが決められています。Standard-Aはホスト側のコネクタで、Micro-Bはデバイス側です。 ※USBでは親子関係の親・主従関係の主のことをホスト、親子の子・主従の従をデバイスと呼びます。

USB Type-CはPCにもスマートフォンにも用いられる

ところが、USB Type-Cでは「形状でホスト・デバイスが決まる」というUSBの常識が変わりました。USB Type-Cはホストにもデバイスにもなることができます。

従来であれば、PCにもスマートフォンにも同じUSBコネクタが載っているというのは考えられない光景です。しかし、USB Type-Cはホストにもデバイスにもなることができるため、PCにもスマートフォンにも搭載されています。

 
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USB Type-C、できること多すぎ問題

これまで説明してきたように、USB Type-CとはUSBコネクタの形状の1つに過ぎません。ですので、ユーザーが知っておくべきことはせいぜい「リバーシブル」「ホストにもデバイスにもなることができる」ぐらいで、そう多くはありません。にも関わらず「USB Type-C分からん」という人が結構いらっしゃいます。

なぜかと言うと、できることが多すぎて、それら全てを把握・理解するのが難しいからです。

USB Power Delivery

USB Type-Cは、USB Power Delivery (略してUSB PD) というオプションの仕様に対応している場合、最大100W (20V/5A) までの電力をやり取りすることが可能となります。

スマートフォンはせいぜい18〜27W程度、ノートPCも標準的なものは45〜60W程度なので、最大100WのUSB PDであれば十分にカバーすることができます。ノートPCの説明で「USB Type-C充電」といった文言が書かれていたら、それはUSB PDのことだと思って間違いありません。

MacBookのUSB Type-CポートはUSB PDに対応。MacBookを充電できる。

そしてこれが非常に分かりにくいポイントですが、USB Type-CとUSB PDはあくまでそれぞれ独立した仕様です。そのため、USB Type-Cだからといって必ずUSB PDに対応しているわけではありません。

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複雑・分かりにくいと評判のUSB PD (USB Power Delivery) の仕様・規格について、知っておくべきポイントや勘違いしやすいポイントを解説します。
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Alternate Mode

USB Type-Cは、USBからUSB以外の信号を流す「Alternate Mode」という機能に対応することができます。例えるなら、水道の蛇口からオレンジジュースが出てくるようなものです。

この記事はあくまでUSB Type-Cに関する解説なので深堀りはしませんが、映像出力を行う「DisplayPort Alternate Mode」や、USBを超える高速データ転送 & 映像出力が行える「Thunderbolt 3」などがあります。

MacBookのUSB Type-CポートはDisplayPort Alternate Modeに対応しているため、映像を出力することができる。

上で説明したUSB PDと組み合わせることによって、「1つのUSB Type-Cポートで充電も映像出力も行い、ついでにマウスやキーボードも接続しちゃう」みたいなことが可能となります。ここ数年「USB Type-Cモニター」というものが増えてきていますが、あれはAlternate Modeによって実現しています。

ただし、Alternate ModeもUSB PDと同じくオプションです。そのため、USB Type-Cだからといって必ずAlternate Modeに対応しているわけではありません。

まとめ

ということで、USB Type-Cについて解説しました。まとめるとこんな感じです。

  • USB Type-CはUSBコネクタの形状の一種
  • リバーシブル
  • ホストにもデバイスにもなることができる
  • USB Power Deliveryに対応していればノートPCの電源にもなる
  • Alternate Modeに対応していれば映像を出力したりもできる

重要なのは、USB PDやAlternate ModeはあくまでUSB Type-Cとは別の仕様だということです。もちろん、これらは切っても切り離せない関係ではありますが、あくまで別物です。そのことを踏まえて勉強すると、複雑なUSB Type-C周りも多少は理解しやすくなるのではないでしょうか。

参考文献 / References

この記事は以下の仕様を元に作成しました。

  • USB Type-C Cable and Connector Specification, Release 2.0
  • USB Power Delivery Specification, Revision 3.0, Version 2.0
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