同じUSB-Cケーブルでも、見た目は同じで価格が10倍違い、どちらもスマートフォンを充電できる。違いは被覆の中にある。USB4ケーブルは、同じコネクタを持つ充電ケーブルとは別物だ。このガイドでは、その価格が何に使われているか、どこをケチれるか、どこをケチれないかを解説する。
1つのコネクタ、6つのケーブルクラス
USB-Cはコネクタ形状を標準化したが、内部の信号までは規定していない。同じコネクタで、USB 2.0の480 Mbps、USB 3.2 Gen 1の5 Gbps、USB 10Gbps、USB 20Gbps、USB4 40Gbps、USB4 80Gbpsが流れる。USB-IFは現在、ケーブルをデータ転送速度で呼び分けており、その数値が性能そのものだ。USB4 v2仕様では、80 Gbpsケーブルに第2のモードが追加され、片方向120 Gbps・反対方向40 Gbpsの非対称転送が可能になり、高解像度ディスプレイに使える。コネクタの形状だけでは、手持ちのケーブルがどのクラスかはわからない。
安物ケーブルにないUSB4ケーブルの中身
4本の高速レーン。 USB 2.0充電ケーブルは、電源、グラウンド、CCライン、1組の低速データペアで構成される。USB4ケーブルはそれに加え、送信用2組と受信用2組の差動ペアを備え、それぞれがシールドされている。安物ケーブルはファームウェアで高速化できない。物理的に線が入っていないからだ。
インピーダンス制御とシールド。 40 Gbpsや80 Gbpsでは、ケーブル長に沿うわずかな形状不良も信号を損なう。差動ペアは制御されたインピーダンスを保ち、各シールドはパドルボードできれいに終端し、編組シールドはコネクタシェルと導通させる必要がある。480 Mbpsの充電ケーブルにはこれらが不要なのは、ほとんど何でも許容するからだ。
eMarker。 プラグ内の小さなチップが、CCラインを通じてケーブルの電流定格とデータ能力を通知する。3 Aを超える電流定格のケーブルには必須であり、5 Gbps以上のデータ転送速度のケーブルにも必須だ。eMarkerがなければ、充電器は3 Aのまま留まり、ホスト側は外装に何と書いてあっても高速リンクを試みない。
長さの制約。 パッシブの40 Gbps・80 Gbpsケーブルは、通常0.8 m程度までに限られる。それを超えるには各プラグにリタイマチップが必要になり、アクティブケーブルとなり、再び価格が上がる。長いのにパッシブUSB4と売られているケーブルは、誤表記か、速度を落として認識されるかのどちらかだ。
ケーブルクラス早見表
| ケーブルクラス | データ転送速度 | 最大電流（5 AにはeMarker必須） | eMarker要否 | パッシブの標準長 | 用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| USB 2.0（充電ケーブル） | 480 Mbps | 3 A or 5 A (240 W EPR) | 3 A超のみ | 全クラス中最長 | 充電、キーボード、スマホ同期 |
| USB 3.2 Gen 1 | 5 Gbps | 3 Aまたは5 A | 対応 | USB4より長い | 一般的なドライブ、ハブ |
| USB 10Gbps | 10 Gbps | 3 Aまたは5 A | 対応 | USB4より長い | SATA SSDケース、Webカメラ |
| USB 20Gbps | 20 Gbps | 3 Aまたは5 A | 対応 | USB4より長い | Gen 2x2ポート向け高速SSD |
| USB4 40Gbps | 40 Gbps | 3 A または 5 A | はい | 約 0.8 m | ドック、NVMe外付けケース |
| USB4 80Gbps | 80 Gbps、または120/40 Gbpsの非対称 | 3 A または 5 A | はい | 約 0.8 m | マルチディスプレイドック |
安いケーブルで十分なケース
- 充電のみ。スマートフォン、ヘッドフォン、コードレス工具、ほとんどのタブレットは3 A以下で動作するため、eMarkerなしの通常ケーブルで十分です。3 Aを超える機器にはeMarker搭載の5 Aケーブルを選んでください。データ転送速度は関係ありません。
- USB 2.0データ。キーボード、マウス、プリンター、スマートフォンの同期は仕様上480 Mbpsで動作し、USB4ケーブルでも同じ速度で同じデータを転送します。
- 10 Gbps機器への短いデスク接続。10 Gbpsポートに接続するSSD外付けケースには、USB4ではなくUSB 10Gbpsケーブルが必要です。ポートがリンク速度を制限するためです。
高価なケーブルが必要なケース
ドック。ドックは映像、ストレージ、ネットワークを1本のリンクに集約します。USB 10Gbpsケーブルではドライブが低速化したり、2台目のモニターが認識しなかったりします。ドックには最低でもUSB4 40Gbpsが必要で、複数の高解像度ディスプレイにはUSB4 80Gbpsが必要です。
外付けNVMe。10 Gbpsではドライブは本来の速度の一部に制限され、40 Gbpsでは内蔵ストレージのように動作します。
トンネリングディスプレイ。高リフレッシュレートやデュアルディスプレイは40 Gbpsの大半を消費します。この負荷のために120/40 Gbpsの非対称モードがあり、それを利用できるのはUSB4 80Gbpsケーブルだけです。
240 W EPR充電。USB PD 3.1 EPRは48 V・5 Aで240 Wに達します。EPR対応eMarkerを搭載しないケーブルにはそのプロファイルが提示されず、ノートPCはエラーも表示せずに遅く充電されます。
ケーブルマーキングの読み方
USB-IF 認定ケーブルのオーバーモールドには、Gbps 単位のデータ レートとワット単位の電力定格を並べて示すロゴが付いています。 80 Gbps および 240 W は範囲の最高値です。 480Mbps、240Wの充電ケーブルです。マークのないケーブルは何も伝えません。テスターで eMarker を読み取ります。 0.8 m をはるかに超える長さで 40 Gbps または 80 Gbps を主張するパッシブ ケーブルは、そうでないことが証明されるまで、誤ったラベルとして扱われます。
仕様書に何を記載するか
ケーブルの外観ではなく、何をネゴシエートする必要があるかによってケーブルを説明します。 USB-IF 用語でクラスに USB4 80Gbps、USB4 40Gbps、または USB 10Gbps という名前を付けます。これにより、サプライヤーはあいまいなラベルの下でより遅いクラスを置き換えることができなくなります。電流定格 (3 A または 5 A)、および 240 W EPR が必要かどうかを記載します。 3 A または 5 Gbps を超える eMarker が必要で、テスト レポートでプログラムされた値を要求します。長さを固定し、パッシブまたはアクティブの状態を設定します。導通だけでなく、両方のシェルでのシールド終端と、定格速度での挿入損失またはアイ ダイアグラム データが必要です。
Tonetron (Dongguan Taitron Electronic Limited) は 20 年間 HDMI™ Adopter です。USB4 ケーブル PF587A-0080 は USB-IF 認証試験に合格しました（TID 6801）が、会員資格はその後失効しています。 80 Gbps および 120 Gbps USB4 ケーブルを含む USB-C および USB4 ラインは、50,000 平方メートルの自社所有 ISO 9001 工場で構築されています。独自のテストデータを提示できるサプライヤーは、写真のみを提示できるサプライヤーよりも特定が容易です。
