USB 3.0

USB 3.0は、既存のUSBと上位互換のバス規格である。

既存のUSBはNRZIを採用しているが、8b/10bとPRBS7が採用された。

従来の銅線に加えて光ファイバーリンクを付加する計画もあったが、これは将来の課題とし、USB 3.0では正式採用しない方向となったようである。

2007(平成19)年9月18日、USB 3.0を開発する団体「USB 3.0 Promoter Group」が結成された。

中心となる米Intelのほか、IT業界大手が多く参画している。参画企業には、Hewlett-Packard(HP)、Microsoft、NEC、NXP Semiconductors(Philipsから分社した半導体事業)、TI(Texas Instruments)などがある。

完成した仕様は、2008(平成20)年11月17日に発表され、以降はUSB規格の管轄団体、USB Implementers Forum(USB-IF)へと管理が移管された。

速度は、USB 2.0(最大伝送速度は480Mbps)の10倍、5.0Gbpsを実現した。

現時点で、ここまでの速度を要求する機器はそれほど多くはないが、近年発達のめざましいUSBメモリーなど記録媒体用として、高速な伝送速度が求められていた。

USB 3.0はUSBを名告ってはいるが、従来のUSBとは全く異なる、電気的に互換性のない信号線を使う。

目標とするデータ帯域幅を実現させながら、従来との互換性を確保するという両立しえない問題の、もっとも現実的でかつ安価な解決方法が、従来の信号線と新規の信号線の二つのバスを併せ持つアーキテクチャだったのである。このため、一時は光ファイバーを使おうという話まであった。

USBには、USBホスト→USBハブ→USBターゲット、とあるが、全経路において、USB 3.0の信号線と、従来の信号線は別経路となっている。

技術的にはPCI Express Rev. 2.0やシリアルATAに近く、物理層制御用チップ(PHY)の設計はPCI Express用のものが流用できるようになっている。このため、規格策定からサンプル出荷までがごく短期間で可能となったほか、全体的なコストも抑えられることになった。

USB 2.0までは、電源はケーブルあたり最大で+5V 500mA(0.5A)を供給していた。

USB 3.0では、電源も強化され、ケーブルあたり+5Vを100mA〜900mAを供給する。

USB 3.0では、コネクタが変更される。信号送受信線が二対追加されるため、GNDと合わせて5ピン増える。

標準プラグ/レセプタブル(4ピン)の場合、奥の方に新たな5ピンが追加され、計9ピンとなった。

ミニUSBでUSB 3.0に対応するものはないが、更に小型のマイクロUSBではUSB 3.0に対応するものがある。5ピンの標準の端子(USB On-The-Goで使うID信号ピンが追加されているため1ピン多い)の横に、USB 3.0用の5ピンの端子が並べて付けられている。

このような工夫のため、従来と互換性を保ちながら、高速化の拡張が実現される。

USB 3.0は、USB 2.0の上位互換である。

USB 2.0にある4つの転送モード(アイソクロナス転送、インタラプト転送、バルク転送、コントロール転送)は全てに対応する。

既存のUSB機器は、USB 3.0端子(例えばパソコン側のUSB端子、以下同じ)に、そのまま接続できる。但しこの時の性能は、接続する既存のUSB機器のものとなる。

USB 3.0機器は、既存のUSB端子に、そのまま接続できる。但しこの時の性能は、USB端子のものとなる。

USB 3.0の性能を完全に発揮するためには、USB 3.0対応の端子に、USB 3.0対応の機器を接続する必要がある。