USB-CとThunderbolt3

2021-10-272022-11-15

Thunderbolt 3ポート」と「USB Type-Cポート」の違いは分かりますか？
私はしばらく分かりませんでした。ちょっと前よりはましですが、今でも少々怪しいです。

USB-Cはただ単なる形状です。中身は色々あって、その中の一つにThunderbolt3が有りますよ。というのが実際です。

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。

この記事では超分かりづらいUSB-CとThunderbolt3,4の違いを明確にしてすっきりさせます。

Thunderboltケーブルの歴史

まずはケーブルについてです。

ThunderboltはPCに周辺機器を接続する為の高速通信規格のことです。Thunderbolt3とあるようにThunderbolt1とThunderbolt2が有ります。必ず稲妻マークがあります。

ThunderboltはIntelが開発し、Appleが開発しました。

2011年発売のMacbook Proで初めて採用され、その転送速度の速さから一気に注目を浴びました。

その後2013年にThunderbolt2，2016年にThunderbolt3が登場し、年々アップデートされていったのです。

現在までのUSBの通信規格をまとめると、以下の通りです。

USB 2.0
USB 3.0：USB 3.1 Gen 1(旧称)、USB 3.2 Gen 1(最新の名称)
USB 3.1：USB 3.1 Gen 2(旧称)、USB 3.2 Gen 2(最新の名称)
USB 3.2：USB 3.2 Gen 2×2(最新の名称)

上記の通りで、2020年時点で最新の通信規格は「USB 3.2」です。

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。

アクティブ方式のThunderbolt 3ケーブルは、信号を増幅・補正することで長距離の伝送を可能にしています。

長さが1m、2mと長いにもかかわらず最大データ転送速度40Gbpsをうたう製品は、アクティブ方式と考えていい

ですが価格も高めです。

ただし、信号を増幅・補正するなどの都合上、USB 3.0/3.1との互換性はサポートされません（USB 2.0には対応）。

一方、パッシブ方式は信号を増幅・補正しないため、ケーブル長0.5mを超える製品は最大データ転送速度が20Gbpsになります。

製造コストが抑えられるためにアクティブ方式に比べ安価ですが、USB 3.0/3.1との互換性をサポートする製品が殆どです。

ケーブル長が0.5m未満の製品については、最大データ転送速度40Gbpsをうたうものも存在します。

つまり、Thunderbolt 3ケーブルを選ぶときには、高解像度／高フレームレートの外部モニタとの接続に距離が必要な場合は

アクティブ方式を、40Gbpsの速度は必要ないがUSB 3.0/3.1用ケーブルとしても使いたい場合はパッシブ方式が合理的な選択

となるでしょう。

「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らしいです。

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。

一方、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、「Thunderbolt 3周辺機器は基本的に

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。

市販ケーブル

パッシブケーブルだとCable Mattersのケーブルが私としては安心で0.8m・40Gbps・100W (20V 5A) 対応で値段も手頃です。

ただamazonを見ていると次々に在庫が無くなり、また新しいものが次から次から投入されています。

以前購入したものが良かったの再購入とかが出来ずらいようになっています。

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、それ以上の長さのケーブルでは20Gbps止まりとなるため、1m以上の長さで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。しかし、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。