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USB-Cをディスプレイに使用できますか?

以前の記事では、HDMIやDisplayPortなどの一般的なビデオ転送プロトコルについて説明しました。ただし、USB-Cの人気が高まるにつれ、一部のモニターでUSB-Cがビデオ伝送に利用されるようになりました。では、なぜUSB-Cを使用して画像を転送するのでしょうか。 HDMIとDisplayPortは十分ではありませんか?それの何がそんなに良いのか、そしてそれはどのように機能するのですか?

USB-Cは実際には単なるインターフェースの形です

まず、USB-Cインターフェースを理解する必要があります。結論はここで直接投げ出すことができます。USB-Cは単なるインターフェース形状の名前であり、それ以上のものではありません。 USBポートにはさまざまな形があり、一般的なものは次のとおりです。

Shapes of connectors

形状が異なれば、設計上の考慮事項も異なります。たとえば、主流の選択肢となったType-Cインターフェースは、どちらの方法でも挿入でき、古いType-Aインターフェースよりも小さいため、より薄くて軽いデバイスで使用できます。 「Type-A」や「Type-C」などの名前は、異なるインターフェース形状を区別するためにのみ使用されます。

ただし、異なるのはコネクタの形状だけではありません。また、さまざまなプロトコルをロードして、インターフェイスでさまざまな機能を実行できるようにすることもできます。 USB-Cケーブルを購入すると、通常、「USB 3.0」、「USB 2.0」、「Thunderbolt」という名前が表示されます。これらはすべて異なるプロトコル名です。

Shapes under different protocols

現在の主流のUSBプロトコルはUSB3です。最新のUSB4は、2019年にリリースされたにもかかわらず、まだ普及していません。上の図は、USB2とUSB3で使用できるさまざまなポートを示しています。一般的なType-A、Micro-B、およびType-Cインターフェースにもかかわらず、多くのインターフェースが日常生活でめったに見られないことを確認してください。 USB2とUSB3は、接点の数を除いて同じタイプAポートの形状をしていることにも注意してください。

どちらも、USBポートの形状とその背後にあるプロトコルが常に別々の部分であることを示唆しています。同じことがType-Cにも当てはまります。ここで、USB Type-Cは単なるインターフェースであり、USB 3、USB 2、将来のUSB 4、さらには高性能Thunderbolt3のいずれかで動作します。

インターフェイスの形状とプロトコルの違いを理解すると、インターフェイスの形状だけでなく、将来ハードウェアを購入するときにインターフェイスの背後にあるさまざまなプロトコルを確認するのに役立ちます。そうしないと、簡単に間違った購入をする可能性があります。

一般的なUSBプロトコルは何ですか?

USB-IF(USB Implementers Forum)が1996年にUSB 1.0規格を発行して以来、USB規格はUSB 1.1、USB 2.0、USB 3.0、USB 3.1、およびUSB3.2の開発を経験してきました。 2019年、USB-IF組織は最新のUSB4規格をリリースし、USBインターフェースの新しい規格仕様を導入しました。

USB Specifications

上の表を見てみましょう。質問があるかもしれません。USB3.0とUSB3.1はどこにありますか?この時点で、USB規格の背後にある壊れた命名とブランドの変更について言及する必要があります。正確には、USB規格は3回名前が変更されました:

最初の変更:2003

2003年、USB-IF組織はUSBの仕様と規格の名前を変更し、USB1.0をUSB2.0 Low Speedに、USB1.1をUSB2.0 Full Speedに、USB2.0をUSB2.0HighSpeedに変更しました。

2番目の変更:2013

USB 3.1がリリースされた直後、USB-IF組織はUSB3.0をUSB3.1 Gen1に、USB3.1をUSB3.1Gen2に名前変更しました。しかし、多くの収益者が製品パッケージでUSB 3.1をサポートする製品にマークを付けたが、それがGen1であるかGen2であるかを指摘しなかったため、この修正は消費者に問題を引き起こしました。ラベルを付けても、多くの消費者は、USB 3.1Gen1が実際に古いUSB3.0バージョンを表していることをまだ知りません。 2世代の伝送性能の違いは天文学的なものであり、消費者は慎重に検討しなくても溝に陥ります。

3番目の変更:2019

2013年の名前の変更は、同じことが再び起こらずに十分に混乱していました。2019年に、USB-IF組織はUSB 3.1 Gen1(以前のUSB3.0)をUSB 3.2 Gen1に、USB 3.1 Gen2(以前のUSB 3.1)をUSB3.2に名前変更しました。 Gen2 X1、およびUSB3.2はUSB3.2Gen2X2に名前が変更されました。

Name Changes of USB Standards

USB-IFアソシエーションが何を考えているかはわかりませんが、これらのいくつかの名前の変更は明確な区別をしませんでしたが、代わりにプロトコルの各バージョンをより混乱させ、区別するのを困難にしました。幸い、最新のUSB4に関してはそのような混乱はありません。

次に、USBトランスポート規格とインターフェイス間のサポート関係をグラフで要約します。

USB Standards and Connector Shapes

伝送、電源、およびビデオ信号伝送。つまり、ラップトップにUSB4準拠のType-Cポートがあるとすると、USB4準拠のUSB-Cケーブルを使用すると、USB-Cモニターを接続し、同時にラップトップを充電できます。この場合、type-cインターフェースが最適です。

USBプロトコルの主なタスクは、データを転送して電力を供給することです。 USB規格の主な違いは、伝送速度が異なることです。 USB-IFは常に古いプロトコル名を新しいものに変更することを好みますが、これはUSBの命名の混乱につながりますが、同じ一連の命名において、「数値が大きいほど、パフォーマンスが向上します。」

USB-Cの代替モード

USBトランスポートプロトコルはディスプレイトランスポートとしても使用できますが、これはType-Cインターフェイスに限定されます。 USB Type-Cは最も多くのピンを備えており、Alt-Modeと呼ばれる状態に入ることができます。この状態では、ディスプレイの転送が機能する必要があります。

画面を明るくできないなどの問題は、主に「代替モード」が主要ベンダーの必須オプションではなく、オプションであったことが原因でした。要約すると、すべてのUSB-Cデバイスがすべての「代替モード」をサポートする必要はなく、ラップトップ/タブレット/ドッキングステーションのすべてのUSB-Cポートがビデオ出力をサポートするわけではありません。したがって、新しいデバイスを購入するときは、デバイスのUSB-Cポートが「代替モード」と互換性があるかどうかを知ることが重要です。

USB-IFアソシエーションは、ディスプレイ転送に次の代替モードを指定しています。

USB-C Alt Mode

推奨USB-Cケーブル

デバイスはケーブルで接続する必要があります。ケーブルが標準に達していない場合、受信側と送信側の両方でサポートされていても、プロトコルを使用できません。電源、データ、ビデオ信号の伝送機能を同時に実現したい場合は、高仕様で高品質なUSB-Cケーブルが不可欠です。

私たちの意見では、前述の要件を満たすケーブルは、次の要件を満たす必要があります。

  • 100Wの充電電力をサポート
  • 少なくともUSB3.0(現在はUSB 3.2 Gen 1と呼ばれています)の転送速度をサポートします
  • 完全な代替モードのサポート

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