Appleの新型MacBook Proが数ヶ月以内に発売されると予想される中、AppleInsiderは、この新しいポータブルデバイスで更新、あるいは削除されると思われるテクノロジーを検証します。様々な意味で、重要な変更点の一つは、高速USB 3.1とThunderbolt 3データ接続に対応した、新しく小型のUSB-Cポートの搭載が予想される点でしょう。
MacBook Proは長期にわたる改良が行われていないため、Appleはデータ転送技術において若干遅れをとっています。新しいMacBook Proには、Thunderbolt 3とUSB 3.1 Type-Cという2つの最新規格が搭載される予定です。
Apple は以前のモデルや他のモデルで両方の古いバージョンを使用してきましたが、両方のプロトコルに最近は検討が必要な進歩があります。
現在を理解し、未来を予測するには、過去を検証する必要があります。
USBの簡単な歴史
ユニバーサルシリアルバス（USB）が開発される以前は、市場には複数のコネクタ規格が普及していました。4種類の異なるシリアルポートコネクタが存在し、相互に適合するものもあれば、そうでないものもありました。
シリアルポートから派生したPS/2ポートは、Windowsコンピュータや一部のMacintosh互換機のキーボードとマウスに使用されていました。Appleはユーザー入力用に独自のApple Desktop Bus (ADB)を使用していました。より高速な接続は、Windows中心のパラレルポート、様々なSCSI（Small Computer System Interface）とその改良版、そして後にFireWireによって提供されました。
ユニバーサルシリアルバス（USB）プロトコルは1996年1月に発表され、外部電源なしでデバイスが動作するのに十分な電力を供給する標準ポートとなることを目指していました。また、USB 1.1では「低速」で最大1.5Mbps、後に「高速」で12Mbpsのデータ転送速度を実現することを目指していました。このリリース時に、ホストデバイスに接続するための従来のUSBケーブルタイプA端子と、周辺機器用のタイプBコネクタが導入されました。
USB は長年、業界で広く支持されませんでした。スティーブ・ジョブズが USB 1.1 を搭載した最初の iMac を発表するまでは。
USB 2.0仕様は2000年4月に発表され、データ転送速度は480メガビット/秒に向上しました。USB 3.0は2008年にリリースされ、新しい「SuperSpeed」モードにより、最大5ギガビット/秒のピーク接続速度を実現しました。
USB の各バージョンでは電力供給方法が改善され、最終的には今日では多くのデバイスの充電にデータなしで USB 電力が使用されるようになりました。
最新のUSB-Cコネクタ
2013年、USBインプリメンターズフォーラムはUSB 3.1を発表しました。USB 3.1は、新しい「SuperSpeed+」転送モードと、わずかに改良されたType B周辺機器コネクタにより、接続速度を10ギガビット/秒へと倍増させました。USB 3.1の高速化が発表されて間もなく、周辺機器だけでなくホストデバイスにも電力を供給できる、対称的な単一ケーブルを実現する新しいコネクタ、USB-Cが登場しました。
USB-Cの発表後、命名規則が変更されました。USB-Cコネクタを搭載し、5ギガビット/秒のデータ転送速度とそれに伴う電力供給機能を備えたUSB 3.0接続は「USB 3.1 Gen 1」と呼ばれていました。その後、USB-Cコネクタを搭載した完全なUSB 3.1はGen 2と呼ばれることもありますが、一般的には「USB 3.1 Type C」と呼ばれます。
Appleが初めてUSB-Cコネクタを搭載したデバイスは、2015年に復活したMacBookでした。このモデルはUSB 3.1 Gen 1コネクタを1つ搭載しており、速度は5ギガビット/秒に制限されていました。2015年のMacBook以降、市場では低速の第1世代と、フルスピードの10ギガビット/秒の第2世代の両方のUSB-Cが普及しています。
現時点では、USB 3.1 でも、今世紀初頭の USB 2.0 で発生したのと同様に、コントローラ チップの非互換性の問題が散発的に発生しており、解決には時間がかかっています。
サンダーボルトの登場
最新のThunderboltコネクタは、AppleやIntelを含む企業連合によって「Light Peak」として開発されました。USBと同様に、Thunderboltはデバイスに電力を供給しますが、初期のバージョンのThunderboltは当時のUSBよりも多くの電力を供給していました。
Thunderboltはデータ転送に異なるアプローチを採用しており、多くの点でUSBよりもAppleやTexas Instrumentsの旧来のFireWireコネクタに似ています。さらに類似点を裏付けるように、Thunderbolt - FireWireアダプタやThunderbolt - USB 3.0アダプタは存在しますが、USB 3.0 - FireWireコネクタやUSB 3.0 - Thunderboltコネクタは存在しません。
USBはハブアンドスポーク方式で複数のデバイスを接続するのに対し、Thunderboltは最大7台のデバイスを接続できるチェーン方式を採用しています。Thunderboltには常にDisplayPortプロトコルが搭載されているため、Mini DisplayPortモニターをThunderboltデバイスチェーンに接続しても、信号をビデオに変換するための追加のチップセットは必要ありません。
Thunderboltは当初、チャネルあたり最大10ギガビット/秒の速度を提供していましたが、利用可能なチャネルは2つで、デバイスごとに速度が10ギガビット/秒に制限されていました。2013年にリリースされたThunderbolt 2は、合計最大20ギガビット/秒を実現しました。これは初代Thunderboltと同じですが、最大データ速度がプールされたことで、複数のデバイスをチェーン接続する際の柔軟性が向上しました。
最新版のThunderbolt 3には、2つの異なる速度があります。「アクティブ」ケーブル、つまりネゴシエーション用のトランシーバーチップが組み込まれたケーブルを使用すると、ピーク速度は毎秒40ギガビットに達します。
Thunderbolt 3 では、トランシーバーのない「パッシブ」ケーブルも使用できるため、ダウンストリーム速度は 1 チャネルあたり 10 ギガビットに削減されます。
統一理論
2015年、USBグループとThunderboltを管理する複数の企業が、1つの物理コネクタに統合されました。Mini DisplayPortコネクタがThunderboltと同等ではないものの、Thunderboltチェーン内で使用できるのと同様に、USB 3.1とThunderbolt 3は同じ物理コネクタを使用します。
Thunderbolt 3を他のプロトコルを包含する「マスター」ケーブルと考えるのがベストな考え方です。初期のThunderbolt 3は、HDMI 2.0とDisplayPort 1.2プロトコルをサポートし、60Hz 4Kをサポートし、下流のデバイスに合計100ワットの電力を供給できます。
古い Thunderbolt 周辺機器は、アダプタを使用することで Thunderbolt 3 と互換性がありますが、Thunderbolt 周辺機器チェーンの最後に配置する必要があります。
さらに、USB-C プロトコルは Thunderbolt 3 に組み込むことができるため、Thunderbolt ポートに挿入されたケーブルは、ハブを使用して接続を拡張するなど、USB が要求する周辺機器に対する同じ地形上の考慮事項を備え、正常に機能します。
逆は当てはまりません。Thunderbolt周辺機器を専用のUSB-Cポートに物理的に接続することはできますが、機能しません。
Thunderbolt 3は現在出荷中のプロセッサではネイティブCPUサポートされていませんが、最近リリースされたIntel「Kaby Lake」プロセッサファミリーではサポートされる予定です。ただし、MacBook Proのようなハイエンドポータブルワークステーション向けの「Kaby Lake」プロセッサは、2016年末か2017年初頭まで登場しないと予想されています。
そのため、Thunderbolt 3 のサポートは、ネイティブ プロセッサのサポートに加えて、ブリッジ チップセットから提供される必要があり、Apple が最終的に「Kaby Lake」をサポートする際には省略される可能性があります。
Appleの将来のポータブルMacシリーズとUSB-C/Thunderboltコネクタ
噂が本当であれば、しばらく前から期待されていた新型MacBook Proの刷新には、少なくともUSB-C、そしておそらくThunderbolt 3が搭載されるでしょう。Thunderbolt 3はUSB-Cよりも高速なポートで、デバイスへの電源供給も可能です。さらに、Thunderbolt 3とUSB-Cの接続は片方向であることを考えると、消費者の混乱を避けるためにも、新型モデルのポートはすべてThunderbolt 3になることを期待しています。
2015年に最終アップデートされた15インチMacBook Proには、筐体左側にThunderbolt 2ポートが2つ、左右両側にUSB 3.0 Type-A標準の長方形コネクタが1つずつ搭載されています。左側にはApple専用のMagSafe 2コネクタとアナログオーディオ兼用ジャックが1つずつあります。右側にはHDMIポートとSDカードスロットが1つずつあります。ケーブル用のデジタルデータポートは合計5つで、HDMIポートを含みますが、アナログオーディオポートとSDカードスロットは含まれません。
ケースに関するリーク情報によると、ケースの左右両側に共通のUSB-C/Thunderbolt 3コネクタを利用するポートが2つずつ搭載されているようです。さらに右側には、おそらくMagSafeではない未知の円形ポートが1つ搭載されています。おそらく、MacBook Proへの電源供給はThunderboltポートの1つから行われ、MagSafeは過去のものとなるでしょう。
ドングルゲーム再考
Apple のミニマルなデザイン美学は、ユーザーにとってプラスにもマイナスにもなった。
Apple製品ラインにUSB 1.1が追加されたのと同時にフロッピードライブが廃止されたなど、いくつかの移行は最終的に業界の進歩につながりました。一方、Apple Display Connectorのように、そうでなかった移行もあります。
Thunderbolt 3 は驚くほど柔軟なコア コネクタであり、初めてコンピューターの電源を含むすべての接続ニーズを単一のフォーム ファクターにまとめたものですが、コストがかかります。
Powerbook 100以来、Appleのポータブルデバイスを使ったことがある人なら、接続に専用のアダプタが必要なことはよくご存知でしょう。SCSIアダプタ、AAUIネットワークコネクタ、HDI-45ビデオドングル、USB-ADBコネクタ、そして今ではThunderboltピグテールの各種が登場する25年間の歴史は、Appleが「一つのポートで全てを統べる」というコンセプトを追求し続けていることを示唆していると言えるでしょう。そしてThunderbolt 3は、AppleがついにそのビジョンをmacOSで実現する手段を与えてくれるのです。
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