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端子だらけの時代を終わらせた──USB誕生と進化の物語

GPT漫画で学ぼう


USBの歴史

「周辺機器ごとに違う端子」を、一つの規格にまとめた30年

USBは Universal Serial Bus の略です。
現在は単なるデータ端子ではなく、データ転送・充電・映像出力・ネットワーク・外付けGPU接続まで担う総合インターフェースになっています。

その歴史をひと言で表すなら、

バラバラだった周辺機器接続を統一し、最後には電源ケーブルや映像ケーブルまで飲み込んでいった歴史

です。

1．USB以前――PCの背面は「端子の動物園」だった

1990年代前半まで、PC周辺機器には用途ごとに別の端子が必要でした。

  • キーボード・マウス：PS/2

  • モデム：シリアルポート

  • プリンター：パラレルポート

  • ジョイスティック：ゲームポート

  • 外付けHDD・スキャナー：SCSI

  • Macの周辺機器：ADB、SCSI

  • デジタルビデオ：IEEE 1394／FireWire

しかも、機器によってはPCの電源を切ってから接続し、ジャンパーやIRQ、DMA、SCSI IDなどを設定する必要がありました。

そこでIntelを中心に、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecomが共同で、異なる周辺機器を共通の端子で接続する規格を開発します。目標は「挿せば動く」「電源を切らずに交換できる」「機器へ電力も送れる」ことでした。(Intel)

2．1996年――USB 1.0誕生

1996年、最初のUSB規格である USB 1.0 が登場しました。

モード最大速度主な用途Low-Speed1.5Mbpsマウス、キーボードFull-Speed12Mbpsプリンター、スキャナー、音声機器

この時代に確立された重要な特徴は、現在までほぼ変わっていません。

ホットプラグ
PCの電源を切らずに接続・取り外しできる。

プラグ・アンド・プレイ
機器を接続すると種類を認識し、対応ドライバーを読み込む。

バスパワー
通信ケーブルから周辺機器へ電力を供給できる。

ハブによる分岐
一つのUSBポートから複数の機器を接続できる。

ただし、初期のUSBはOSや機器側の対応が不十分で、すぐには普及しませんでした。

3．1998年――Windows 98と初代iMacが普及を加速

USB普及の大きな転機が1998年です。

Microsoftの Windows 98 はUSBを標準サポートし、USB機器を本格的に利用できる最初期の主要OSとなりました。(Source)

同年、Appleは初代iMacにUSBポートを2基搭載しました。従来のMac用ADB端子やSCSIを大胆に廃止し、キーボードとマウスまでUSB化します。これにより周辺機器メーカーはUSB対応製品を一斉に開発するようになりました。(Apple サポート)

この頃、細かな不具合を修正した USB 1.1 が標準となり、USBマウス、プリンター、スキャナー、ゲームパッドなどが広く普及します。

4．2000年――USB 2.0と「USBメモリ時代」

2000年4月、USB 2.0 が発表されました。

最大速度は、それまでの12Mbpsから 480Mbps へ一気に40倍となります。従来のUSB 1.x機器とも互換性を維持しました。(USB-IF)

これによってUSBは、入力機器だけでなく本格的な記憶装置にも使われ始めます。

  • USBメモリ

  • 外付けHDD

  • デジタルカメラ

  • MP3プレーヤー

  • DVDドライブ

  • 無線LANアダプター

  • オーディオインターフェース

特にUSBメモリは、フロッピーディスクやMO、書き込み可能CDを急速に置き換えました。

Mini-USBとMicro-USB

携帯機器の小型化に合わせて、端子も小さくなります。

Mini-USBは2000年代前半のデジタルカメラ、MP3プレーヤー、ゲーム機などで普及しました。

さらに2007年、より薄く耐久性を高めた Micro-USB の仕様がUSB 2.0へ追加されます。Androidスマートフォンやモバイルバッテリーの事実上の標準端子となりました。(USB-IF)

5．2008年――USB 3.0、青い端子の時代

写真・動画ファイルの大型化に対応するため、2008年11月に USB 3.0 が登場しました。

最大速度は 5Gbps。USB 2.0の約10倍です。市場では「SuperSpeed USB」と呼ばれ、Type-A端子の内部を青色にした製品が多く作られました。(USB-IF)

USB 3.0は従来の信号線とは別に高速通信用の信号線を追加しています。そのため、USB 2.0との互換性を残しながら高速化できました。

ただし、外付けHDDなどで使われた横長の「USB 3.0 Micro-B」は形が不格好で、スマートフォンの統一端子にはなれませんでした。

6．2012～2014年――USBは「充電規格」になる

初期USBの給電能力は小さく、主にマウスなどを動かすためのものでした。しかしスマートフォンやタブレットの普及によって、USBは充電規格として重要になります。

そこで登場したのが USB Power Delivery、USB PD です。

接続した機器同士が通信し、「何V・何Aで給電するか」を交渉する仕組みを導入しました。単純に5Vを流すだけでなく、機器に応じて電圧や電力を切り替えられます。USB PDはデータ通信と電力供給を一本のケーブルにまとめることを目的としています。(USB-IF)

7．2014年――USB Type-Cという大転換

2014年に策定された USB Type-C は、USB史上最大級の転換点でした。

従来のType-AやMicro-USBと違い、

  • 上下どちら向きでも挿せる

  • ホスト側と機器側を同じ形にできる

  • 高速通信に必要な複数の信号線を持つ

  • USB PDによる大電力給電が可能

  • DisplayPortなどの映像信号も流せる

という特徴があります。Type-Cは単なる小型端子ではなく、データ・映像・電力を統合するために設計された「共通の物理コネクタ」です。(USB-IF)

MacBook、Androidスマートフォン、iPad、ノートPC、ゲーム機、カメラ、モニターなどへ順次採用され、現在のUSB-C中心時代につながりました。

8．USB 3.1と3.2――高速化と、名前の大混乱

USB 3.xでは高速化が続きます。

登場時の名称最大速度後の名称USB 3.05GbpsUSB 3.2 Gen 1USB 3.1 Gen 210GbpsUSB 3.2 Gen 2USB 3.2 Gen 2×220GbpsUSB 20Gbps

2017年に公開されたUSB 3.2では、USB-Cケーブルの2レーンを同時に使うことで最大20Gbpsを実現しました。(USB-IF)

ところが規格更新のたびに旧規格まで改名したため、

  • USB 3.0

  • USB 3.1 Gen 1

  • USB 3.2 Gen 1

が実質的に同じ5Gbpsを指す、という非常にわかりにくい状態になります。

現在USB-IFは「USB 10Gbps」「USB 20Gbps」のように、速度を直接表示する方法を推奨しています。対応ケーブルにも速度や給電能力を示すロゴが使われます。(USB-IF)

9．2019年――USB4とThunderboltの統合

2019年、USB4 の仕様が発表されました。

USB4は従来のUSBを単純に高速化しただけではありません。Intelが提供したThunderbolt 3の技術を基礎として、一本の高速通信路を、

  • USBデータ

  • DisplayPort映像

  • PCI Express系データ

などで動的に分け合う「トンネリング方式」を採用しました。

最大速度は当初40Gbps。複数のディスプレイ、SSD、ネットワーク、充電をUSB-Cケーブル一本で扱えるドッキングステーションが現実的になりました。(USB-IF)

10．2021年以降――240W給電と80Gbps

2021年の USB PD 3.1 では、最大給電能力が従来の100Wから 240W に拡張されました。

これにより、スマートフォンや薄型ノートPCだけでなく、ゲーミングノートPC、モニター、大型ドックなどもUSB-Cで給電できる可能性が広がりました。240Wには対応したUSB-Cケーブルが必要です。(USB-IF)

2022年には USB4 Version 2.0 が発表され、USB-C経由で最大 80Gbps の双方向通信に対応しました。用途によっては片方向へより多くの帯域を割り当てる構成も可能です。(USB-IF)

USB4 Version 2.0の仕様文書は2026年にも更新・整備が続いています。(USB-IF)

USBの速度史

規格発表年理論上の最大速度USB 1.0199612MbpsUSB 1.1199812MbpsUSB 2.02000480MbpsUSB 3.020085GbpsUSB 3.1201310GbpsUSB 3.2201720GbpsUSB4201940GbpsUSB4 Version 2.0202280Gbps

約30年間で、最大速度は 12Mbpsから80Gbpsへ約6,600倍 になった計算です。

「USB-C＝高速」ではない

USBを理解するうえで最重要なのが、端子の形と通信規格は別物だという点です。

USB Type-C／USB-C
端子とケーブルの物理的な形。

USB 2.0、USB 3.2、USB4
通信方式と速度の規格。

USB PD
電力供給の規格。

したがって同じUSB-C端子でも、製品によって実態は大きく異なります。

  • USB 2.0で480Mbpsしか出ない

  • 10Gbps転送に対応する

  • USB4の40Gbpsに対応する

  • 映像出力できる／できない

  • 充電が15W、60W、100W、240W

  • Thunderbolt対応／非対応

外見だけでは性能がほぼ判断できないのが、現代USB最大の弱点です。

なぜUSBは世界標準になれたのか

USBの勝因は、最高性能だったからだけではありません。

第一に、多数の大手企業が共同規格として開発し、特定企業だけの独占規格にしなかったこと。第二に、古いUSB機器を新しいPCでも使える後方互換性を重視したこと。第三に、データ通信だけでなく電力供給まで標準化したこと。そして、Windows PCとMacの双方が採用したことです。

結果としてUSBは、PS/2、シリアル、パラレル、SCSI、FireWire、専用充電端子など、多くの規格の役割を吸収しました。

USBの本当の功績は転送速度ではなく、

「機械をつなぐ」という面倒な作業を、一般の人が意識しなくて済むものにしたこと

にあります。

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