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0. USB2.0とUSB3.0の違いは何ですか? 4x USB 3.0とは何ですか?

たとえば、最も単純で最も手頃な価格の電子機器であっても、さまざまな種類や改良が施されています。

注目する人はあまりいませんでしたが、彼らにも 3.0 と 2.0 という 2 つの共通の変更が加えられています。

この記事では、USB 2.0 と USB 3.0 について説明し、その違いと速度について説明します。

コンセプトの特徴

USB フォーマットを接続するためのよく知られた長方形のポストがあります。適切なケーブルやメモリーカードなどを接続する必要があります。

物理的には、これらのポートはすべて（サイズと外観が）同じであるため、適切な形式のデバイスをそれらに接続できます。

ただし、ポートの構成が異なり、USB 2.0とUSB 3.0の2種類があります。名称から明らかなように、バージョン 3.0 は 2.0 よりも新しく、より最新です。多くの点で最高のパフォーマンス特性を備えています。ただし、これらの形式は条件付きで互換性があるため、適切なデバイスを選択しても特別な問題は発生しません。

ただし、これらの構成はパフォーマンス特性がまったく異なるため、この資料ではそれらの構成について説明します。

話

これら 2 つのバージョンの違いを完全に理解するには、USB とは何か、そのポートがどのように機能するか、他のタイプと根本的にどのように異なるかを理解する必要があります。

USB は、英語の「Universal Serial Bus」の略語です。

この形式と他の形式との主な利点は、この形式を使用してあらゆるデータとあらゆる種類の情報をこのポートに接続できることです。

このタイプのスロットが長年にわたって非常に人気があり、広く普及しているのは、これらの機能によるものです。この間、多くの種類と構成が登場しましたが、それらの主な違いは次のとおりです。

古い PC は、接続の汎用性の高さによって区別されませんでした。特定の目的、特定の機器に合わせて、さまざまなポートが多数ありました。しかし、1994 年以来、多機能ユニバーサルポートの開発が進められ、それが最終的に USB になりました。現在のデバイスと同様のデバイスの最初のバージョンは 1996 年に登場し、1.0 と呼ばれました。

その速度は最小限で、かろうじて 1.5 Mbit/s に達しました。そして 2000 年に次のバージョン 2.0 が登場し、より適切な速度 480 Mbit/s が実現されました。

この速度により、のような単純な機器をポートに接続できるようになり、ポートを最大限に活用できるようになりました。

現時点で最新かつ最新のバージョン 3.0 は 2008 年にリリースされました。理論的には、最大 5 Gb/秒の非常に高速な開発が可能になります。この速度により、単純な機器やメモリカードだけでなく、多かれ少なかれ複雑で強力なデバイスをポートに接続することができます。

新しいバージョンのポートの開発には、多くの世界的ブランド、コンピューターおよびマイクロエレクトロニクス分野の大手メーカーが積極的に後援しました。

彼らは、このアプローチが生産を大幅に簡素化し、より大きな市場をカバーするのに役立つため、複雑なデバイスでも処理できる標準化されたユニバーサルコネクタの導入に興味を持っていました。

主な違い

これらのポートの種類は互いにどのように異なりますか?

主な違いがいくつかあります。

3 つのバージョンすべてを視覚的に区別するのは非常に簡単です。バージョン 1.0 は 2009 年以降にリリースされたすべてのコンピュータには存在せず、バージョン 2.0 のポートは色なし (白)、バージョン 3.0 のポートは青なので、デバイスを購入する前に技術文書を見なくても識別できます。
通信速度- これらのデバイス間の主な機能の違い。これらを使用すると明らかになりますが、まさにこれが、異なるポートの同じデバイスが異なる速度で動作できる理由です。バージョン 3.0 の転送速度は、実際には、規定されている最大値の 5 Gb/s よりもはるかに遅いですが、それでも、2 番目のバージョンの転送速度よりははるかに高速です。
運用上の違いもあり、それは現状の強さにあります。古いバージョンでは 500 mA でしたが、新しいバージョンではほぼ 900 mA になります。この機能のおかげで、スプリッターを使用する場合、このようなポートは複数の強力なデバイスに電力を供給できます。
ケーブル自体の観点からも、いくつかの違いがあります。古いバージョンでは編組の下にワイヤーが4本しかありませんでしたが、新しいバージョンでは8本あるため、作業がスピードアップします。しかし、新しいバージョンのケーブルが太くなったのもこのためです。このようなケーブル配置では可能な最大長が 5 メートルに制限され、コストが大幅に増加するため、これにはマイナス面もあります。
XP を含む古いバージョンの Windows オペレーティングシステムは、新しいバージョンのポートでは動作しません。、技術的にこれには適していないためです。バージョン 3.0 のすべてのケーブルとポートは、このような古いオペレーティングシステムを搭載したデバイスに接続した場合でも、バージョン 2.0 で引き続き機能します。

したがって、このバージョンには、新しいバージョンと同様に多くの否定できない利点がありますが、重大な欠点もあります。

限られたケーブル長は、多くのユーザーにとって、特にワークスペースを整理するときに非常に不便になる可能性があります。

互換性

バージョン 2.0 と 3.0 には互換性がありますか? あるバージョンのケーブルを別のバージョンのポートに接続することはできますか?

これは技術的には可能です。ポートには物理的な互換性があるため、デバイスは適切に動作します。ただし、機能には常に重大な変更が発生します。

つまり、この組み合わせでは、USB は常に古いバージョン、つまりこの場合はフォーマット 2.0 のパラメータに従って動作します。

実際のところ、新しいバージョンは古いバージョンへの一時的な「ロールバック」に適合していますが、上に書いたことから明らかなように、古いバージョンには 3.0 形式で動作するための技術的および設計能力がありません。

したがって、これらのバージョンは条件付きで互換性があると言えます。

<Рис. 5 Кабель>

実際、新しいバージョンのデバイスの主な欠点は価格であり、少し高価です。

また、ケーブル長が短くなるため、アダプターやアダプターを使用する必要があり、さらにコストが高くなります。

一方、そのような費用は毎週発生するものではなく、ほとんどの場合数年に一度発生しますが、動作期間全体を通じてデバイスの安定した高速動作が保証されます。

コンピューター技術の黎明期、ユーザーの主な問題の 1 つはデバイスの互換性の悪さでした。多くの異種ポートが周辺機器の接続を担当していましたが、そのほとんどはかさばり、信頼性が低かったのです。その解決策は「ユニバーサルシリアルバス」、略して USB でした。新しい港は 1996 年に初めて一般公開されました。 2001 年に、USB 2.0 標準のマザーボードと外部デバイスが顧客に提供されるようになり、2010 年に USB 3.0 が登場しました。では、これらのテクノロジーの違いは何でしょうか?なぜ両方とも依然として需要があるのでしょうか?

USB 2.0 規格と 3.0 規格の違い

まず、すべての USB ポートが相互に互換性があることは注目に値します。これは、低速デバイスを高速ポートに接続したり、その逆の接続は可能ですが、データ交換速度は最小限になることを意味します。

コネクタ規格を視覚的に「識別」できます。USB 2.0 の場合は内面が白く塗装され、USB 3.0 の場合は青色に塗装されます。

さらに、新しいケーブルはワイヤが 4 本ではなく 8 本になっているため、太くなり、柔軟性が低くなります。これにより、デバイスの機能が向上し、データ伝送パラメータが向上する一方で、ケーブルのコストが増加します。一般に、USB 2.0 ケーブルは「高速」ケーブルより 1.5 ～ 2 倍長くなります。同様のバージョンのコネクタでもサイズと構成に違いがあります。したがって、USB 2.0 は次のように分類されます。

タイプA (レギュラー) – 4×12 mm;
タイプB (レギュラー) – 7×8 mm;
タイプ A (ミニ) – 3×7 mm、角が丸い台形。
タイプ A (マイクロ) – 2×7 mm、長方形。
タイプ B (マイクロ) – 2×7 mm、角が丸い長方形。

コンピュータ周辺機器では、通常の USB タイプ A が最もよく使用され、モバイルガジェットではタイプ B ミニおよびマイクロが使用されます。 USB 3.0 の分類も複雑です。

タイプA (レギュラー) – 4×12 mm;
タイプ B (レギュラー) – 7×10 mm、複雑な形状。
タイプ B (ミニ) – 3×7 mm、直角の台形。
タイプ B (マイクロ) – 2×12 mm、丸い角とノッチのある長方形。
タイプ C - 2.5×8 mm、角が丸い長方形。

コンピューターではタイプ A が依然として主流ですが、タイプ C の人気は日に日に高まっています。これらの規格に対応するアダプターを図に示します。

表: 第 2 世代および第 3 世代のポートの機能に関する基本情報

USB 2.0 を廃止するには時期尚早です。この規格はキーボード、マウス、プリンター、スキャナー、その他の外部デバイスの接続に広く使用されており、モバイルガジェットでも使用されています。ただし、フラッシュドライブや外付けドライブの場合、読み取りおよび書き込み速度が優先される場合は、USB 3.0 の方が適しています。また、より多くのデバイスを 1 つのハブに接続し、より高い電流によりバッテリーをより速く充電することもできます。

インターネットコミュニティのメンバーであれば、おそらく USB3.0 テクノロジーについてすでに聞いたことがあるでしょう。それが何なのか、そして USB 2.0 とどのように違うのか疑問に思われたかもしれません。
USBとは何かを理解してみましょう。 USB はユニバーサルシリアルバスの略です。インドのソフトウェアエンジニア、Ajay V. は 1996 年に USB を開発し、それ以来、このテクノロジーはコンピュータに接続する標準的な方法になりました。マウス、プリンタ、スキャナ、ポータブルストレージドライブ、ゲームコンソール、その他多くの外部デバイスがこのテクノロジを使用しています。現在までに 100 億台を超える USB デバイスが販売されています。

USB3.0とは何ですか?

2007 年 9 月 17 日、Intel は、非常に高速でパフォーマンスの高い USB 3.0 テクノロジ (または SuperSpeed USB) の作成を発表しました。 USB 3.0 と USB 2.0 の主な違いは、もちろん速度です。理論上、USB 2.0 の速度は 480 Mbit/s になるはずです。しかし、実際には 250 Mbit/秒にも達しません。 SuperSpeed USB は理論上の最大速度 4.8 Gbps に達することができ、これは USB 2.0 の 10 倍の速度です。

2 番目の重要な違いは、USB 3.0 では電流が 900 mA に増加していることです。これは、USB 2.0 の 500 mA よりも明らかに優れています。これにより、1 つのハブからより多くのデバイスに電力を供給したり、個別の電源を廃止したりすることが可能になります。

USB 2.0 ケーブルには 4 本のワイヤが含まれていました。新しいケーブルにはさらに 2 つのツイストペアが含まれており、より太いワイヤになります。新しい連絡先は、古い連絡先とは別に、別の連絡先行に配置されます。 SuperSpeed USB ケーブルは、ピンを見るだけで識別できます。同じ理由で、新しいケーブルは太くなり、柔軟性が低くなり、（必然的に）高価になります。これらすべてが最大ケーブル長にも影響を与えます。 USB2.0で使用する場合に推奨されるケーブルです。 5メートル。 SuperSpeed USB ケーブルは最大 3 メートルに制限されます。ただし、このケーブルには電磁界による干渉を防ぐ特別なコーティングが施されています。

Windows は、Vista と Windows 7 に対してのみバージョン 3.0 のサポートを導入しました。残念ながら、XP では、このテクノロジは残されました。 Linux はバージョン 2.6.31 から USB 3.0 のサポートを開始しました。

残念ながら、この新技術の価格は依然として非常に高いですが、多くの企業がすでにその開発に取り組んでおり、近い将来には価格も下がるでしょう。

USB 2.0 は長期間存続します。新しいインターフェースのマウスとキーボードを使用しても効率は向上しませんが、価格は大幅に高くなります。この実装は、大量の情報を送信および保存するデバイスで行われます。

結論のウェブサイト

データ転送速度は10倍近く向上しており、1時間で1TBのデータが転送されます。
電流強度がほぼ 2 倍に増加することで、1 つのポートからより多くのデバイスに電力を供給できるようになります。
新しいテクノロジーは依然として高価で、ケーブルは太く、短くなります。
USB 3.0 はすべてのオペレーティングシステムでサポートされているわけではありません。これは主に Windows XP に当てはまります。

3.0 であるため、「USB 2.0 とは何ですか? USB 2.0 との違いは何ですか?」という疑問が生じました。

そもそもUSBとは何でしょうか？ USB はユニバーサルシリアルバスです - ユニバーサル・シリアル・バス。その開発者はインドのソフトウェアエンジニアである Ajay V. で、遠い 1996 年以来、このテクノロジはコンピュータに接続するための標準的な (そして今日では非常に一般的な) 方法となっています。現在、ほぼすべてのデバイス (マウス、プリンター、スキャナーなど) がこのテクノロジーを使用しています。そして、これらのデバイスは現在までに 100 億台以上販売されています。

USB3.0とは何ですか?

2007 年 9 月、Intel は、非常に高い速度とパフォーマンスを特徴とする USB 3.0 テクノロジ (または SuperSpeed USB) の作成を発表しました。 USB 3.0 と USB 2.0 の主な違いは、もちろん速度です。 USB 2.0 の速度は、理論上は 480 Mbit/s であるはずですが、実際には 250 Mbit/s にもなりません。 SuperSpeed USB は理論上、最大 4.8 Gbps の速度を示すことができます。 USB 2.0の10倍の速度。

もう 1 つの重要な違いは、USB 3.0 では電流が 900 mA に増加していることです (USB 2.0 は 500 mA)。つまり、1 つのハブからより多くのデバイスに電力を供給したり、個別の電源を完全に削除したりできます。、つまり 1 つのコントローラーで 6 つのデバイスにそれぞれ 150 mA を「供給」することも、1 つのコントローラーで 900 mA をすべて消費することもできます。接続されたデバイスの最小動作電圧は 4 ボルトに低下します。

USB 2.0 ケーブルには 4 本のワイヤがあります。新しいケーブルはツイストペアが 2 本増えて太くなっています。新しい連絡先は、古い連絡先とは別に、別の連絡先行に配置されます。 SuperSpeed USB のケーブルは、以前のケーブルとは見た目が異なりますが、接点を見てください。したがって、新しいケーブルは太くて柔軟性が低く、また高価になります。上記のすべては、最大ケーブル長にも影響します。推奨されるケーブルは USB 2.0 です。 5メートル。 SuperSpeed USB の長さは最大 3 メートルに制限されています。ただし、ケーブルには電磁界による干渉を防ぐ特別なコーティングが施されています。

Windows は XP ではバージョン 3.0 をサポートしていませんが、Linux はバージョン 2.6.31 から USB 3.0 のサポートを開始しました。

USB 2.0 と USB 3.0 の主な違いは次のとおりです。

データ転送速度は10倍高速です。
電流がほぼ 2 倍に増加するため、1 つのポートからより多くのデバイスに電力を供給できるようになります。
新しいテクノロジーはより高価で、ケーブルは太く、短いですが、これがおそらく新しいバージョンの主な欠点です。
USB 3.0 はすべてのオペレーティングシステムでサポートされているわけではありません。

それほど明白ではありませんが、重要なポイントです。バージョン 3.0 では、USB がすべてに加えてアイソクロナスおよび全二重になります。両方向に独立して最大速度でデータを送信できるようになります。 USB の初期バージョンは半二重であったため、記載されている最大速度は一方向にデータを転送する場合にのみ達成されました。この改善は、将来の高速 USB 3.0 SSD やその他のストレージデバイスにとって重要です。インターフェイスは、読み取りと書き込みを同時に実行するときにデバイスの潜在的な機能を制限しません。

これらの特性を実現するために、USB 3.0 SuperSpeed は、可能な限り標準の以前のバージョンとの最大限の互換性を維持しながら、コネクタとケーブルを再設計しました。
前述したように、データ転送用の新しいバージョンでは、SuperSpeed モード用の差動ペアがさらに 2 つと別個のシールドが追加されているため、ケーブルの設計と直径はシールド付きツイストペア (STP) カテゴリ 6 に似ており、SuperSpeed は USB の一部です3.0 のパフォーマンスと使用される伝送方式の情報は、外部設計では PCI-E 2.0 1x と非常に似ていますが、PCI-E 2.0 1x とは完全に互換性がありません。

新しいタイプのコネクタ、USB パワード B が追加されました。USB 3.0 ですでに利用可能な接点に加えて、DPWR と DGND という 2 つのまったく新しいコネクタが登場しました。これらは、接続されたデバイスでコントローラに電力を供給する機能を提供します (インターフェイスの他のバージョンの場合のように、その逆はありません)。

さらに、USB 3.0 SuperSpeed コントローラーは、コントローラーに接続されているすべてのデバイスにすべての送信データをブロードキャストするのではなく、各デバイスへの個別の仮想チャネルを編成します。これにより、(予約付きで) USB 3.0 ハブをスイッチと呼ぶことができます。それは実際には何なのか。

機械的リソースに関しては、通常のフルサイズ USB 3.0 コネクタは 15,000 回の「接続と切断」に耐えるように設計されており、高強度コネクタは 5,000 サイクルに耐えるよう設計されており、USB 3.0 マイクロコネクタは最も「耐久性」が高いです。最大 1 万回の接続と切断に耐える必要があります。

コネクタの種類と互換性

SuperSpeed コネクタには、標準の以前のバージョンとの互換性のために通常の場所に配置されている 4 つの接点に加えて、コネクタの内部の奥深くに配置され、新しい速度モードで動作するために必要な 5 つの特殊な接点があります。ただし、完全な下位互換性は実現されていません。可能な組み合わせの結果を以下に簡単に示します。

フラッシュドライブなどの USB タイプ A コネクタを備えた USB 2.0 デバイスは、USB 3.0 コントローラに接続して動作します。
プリンタなどの USB タイプ B コネクタを備えた USB 2.0 デバイスは、標準の USB 2.0 A ケーブルを使用して USB 3.0 コントローラに接続できます。<->B、それは機能しますが、ケーブルのコネクタが USB 3.0 を担当する接点に到達しないだけです。
USB タイプ A コネクタを備えた USB 3.0 デバイスは、USB 2.0 コントローラに接続でき、USB 2.0 モードで動作する必要があります。
USB 3.0 デバイスは USB 1.1 コントローラーでは動作しません。
USB 3.0 タイプ B ケーブルは、USB 2.0 コネクタに接続できません。古いタイプのコネクタには奥行きがありません。

信頼性の高いデータ転送を保証するために、USB 3.0 インターフェイスは 8/10 ビットエンコーディングを使用します。 1 バイト (8 ビット) は 10 ビットエンコーディングを使用して送信されるため、スループットを犠牲にして送信の信頼性が向上します。したがって、ビットからバイトへの移行は、8:1 ではなく 10:1 の比率で実行されます。

帯域幅の概要
インターフェース	公称帯域幅 (Mbps)	公称帯域幅 (MB/秒)






SATA/eSATA 150
SATA/eSATA 300

* - 8/10 ビットエンコーディング。

省電力モード

USB 3.0 の主な目的は利用可能な帯域幅を増やすことであることは明らかですが、新しい規格は消費電力を効果的に最適化します。 USB 2.0 インターフェイスはデバイスの可用性を常にポーリングするため、エネルギーを消費します。一方、USB 3.0 には、U0 ～ U3 と呼ばれる 4 つの接続状態があります。接続状態 U0 はアクティブなデータ転送に対応し、U3 はデバイスをスリープ状態にします。

接続がアイドル状態の場合、状態 U1 ではデータの送受信機能が無効になります。状態 U2 は内部クロックを無効にします。したがって、接続されたデバイスはデータ転送が完了した直後に U1 状態に移行でき、USB 2.0 と比較して消費電力で顕著な利点が得られると考えられます。

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情報技術分野の進歩は日に日に加速するばかりです。送信されるデータの量と速度は増加しています。ただし、最新のソフトウェアのニーズを満たすためには、ハードウェアコンポーネントの改善と開発を忘れてはなりません。

このコネクタは、デバイス間のデータ転送に広く使用されています。 USB、1996年に登場しました。ただし、今日の多くの最新のデバイスにこのコネクタの第 3 世代である USB 3.0 が搭載されているという考えを誰もが持っているわけではありません。この記事では、開発者が 3.0 世代に「投資」した変更点と改善点、および USB 2.0 と USB 3.0 の違いを理解していきます。

下位互換性

理論上、3.0 ポートを備えたデバイスは、前世代の USB コネクタを備えたデバイスと下位互換性があります。唯一の制限となるのは、 速度インジケーター。 2.0 は速度機能の限界で動作しますが、その「兄」はリソースの半分を使用しません。

パフォーマンスの向上

今では時代遅れになりましたが、依然として広く使用されている USB 2.0 規格では、データ転送速度は以下の範囲内でした。 460 ～ 490 メガビット/秒。新しい標準 3.0 では、この数字は 8 倍の値に達する可能性があります。 毎秒最大 5 GB。これらの数字は平均的なユーザーにとって何を意味するのでしょうか? 内容は次のとおりです。映画、アーカイブなどの大きなファイルを転送するのに必要な時間が 10 分の 1 に短縮されます。ただし、すべてがそれほど単純ではありません。これらのインジケータは 3.0 コネクタ規格のみを特徴づけており、たとえばファイルをフラッシュメモリに高速で転送するには、コントローラチップである「フラッシュドライブ」自体もこれらのインジケータをサポートしている必要があります。

技術的特徴

上で述べたように、コネクタ 2.0 と 3.0 は相互に互換性があります。しかし、設計上の特徴と技術的な特徴の両方において、依然として多くの違いがあります。以前と同様に、両方のコネクタには相互の下位互換性を目的として 4 つの接点がありますが、第 3 世代コネクタと組み合わせて使用されるコードには、高速での動作を整理するために 2 つの追加接点があり、さまざまなデバイスに電力を供給するために使用される電流が増加します。他の特典を実装するため。その結果、コードは少し太くなり、推奨長さは5メートルから3メートルに短くなりました。さらに、ケーブル内に誘導される電磁場から保護するために、ケーブルに特別なシールドコーティングが導入されたため、コードは少し硬くなっています。

また、コネクタ内の電流が 950mA、一方、コネクタ 2.0 では、この値は 500 mA でした。その結果、スマートフォンやその他のデバイスの充電に、より高い充電電流を使用できるようになり、このクラスのデバイスを完全に充電するのに必要な時間が大幅に短縮されます。さらに、1 つのコネクタから同時に充電を受けるデバイスの数を増やすことができるようになりました。

外部の違い

一見したところ、USB 2.0 コネクタと 3.0 コネクタを区別するのは実際には非常に簡単です。重要なのは、コネクタの 4 つの接点が取り付けられているプラスチックインサートの色です。 3.0 標準では、このプラスチック製インサートは青、場合によっては赤ですが、2.0 では黒または灰色です。これら 2 つの規格には、その他の外部的な違いはありません。

価格

USB 2.0 コネクタを備えたフラッシュメモリの平均コストは約 8 GB ボリュームで 10 ドル、そして 4GBで5ドル。この価格は原則としてそれほど高価ではなく、ほとんどの購入者に適しています。ただし、速度の向上に対して支払う価値はあり、決して少なくありません。

3.0 コネクタを備えたフラッシュドライブの価格は、2.0 コネクタを備えたフラッシュドライブよりも 1 桁高価です。平均コストは 40ドル以上。ここで疑問が生じるはずです。速度向上のためにポケットからその金額を「使う」準備はできていますか。購入の目的が小さなファイルを転送するための安価なツールである場合は、やはり 2.0 を選択する必要がありますが、フラッシュドライブを使用する際に速度が基本的な要素である場合は、3.0 の機能なしでは対応できません。

正しいものを選択する方法

もちろん、3.0 コネクタの特性により、 速度の大幅な向上, ただし、購入のために選択する前に、デバイスに付属の技術的な説明を注意深く読む必要があります。場合によっては、デバイスに 3.0 コネクタが装備されていても、中央プロセッサ (コントローラチップ) がそれほど高速で動作するように設計されていないことがあります。したがって、コネクタは青色に見えますが、速度は大幅に向上していません。

さらに、ワイヤのもう一方の端で同じ世代の USB コネクタを使用すると、3.0 コネクタは最高のデータ転送速度を実現できます。 3.0 コネクタを備えたデバイスが一方の側で実行され、もう一方の側で 2.0 コネクタが実行されている場合、速度は第 2 世代コネクタの機能によって制限されます。

たとえば、コンピュータのキーボードやマウスなどのデバイスを 3.0 コネクタに接続する場合は、2.0 との違いは感じられません。