USB 3.1が4つの利用可能なデータラインのうち2つしか使用しないのはなぜですか？

USB-Cの仕様を見ると、https：//en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specificationsに示されているように、データ転送用に4つのSuperSpeed差動ペアがあることがわかります。ウィキペディアの記事では、これらのペアのうち2つだけがUSB 3.1モードで使用されていると述べていますが、これは非常に奇妙です。

最近質問したこの質問（銅線のThunderbolt 3はUSB 3.1より速いのはなぜですか？）で、Ali ChenはUSB-C上のThunderbolt 3はこれらのペアの両方を使用するが、USB 3.1は使用しないと回答しました。私は上のサンダーボルト3を実行することが可能であることを知っているすべての彼らは必要な配線のすべてを持っている必要がありますので、高品質USB-Cケーブル。Type Cを介した標準のUSB 3.1では、データ転送を2倍にするために両方のペアを使用しないのはなぜですか？

— brendon-ai
ソース

USBはシリアル通信です。thunderboltのように多重化されている場合、プロトコルには当てはまりません。簡単に言えば、USB 3.1はプロトコル/仕様であり、USBタイプCは、これらのペアを利用する「代替モード」をサポートすることを意図したケーブル仕様です。

— BrianC 2017年

@BrianCさて、それは私が思ったことを確認します。ありがとう！

— brendon-ai 2017

「なぜ」の質問は答えるのが難しく、通常は話題外です。この場合、仕様が出ていないため「なぜ」なのかわかりません。私たちは知識に基づいた推測を提供できますが、私たちの知識に基づいた推測が実際に本当の答えであるかどうかを判断する方法はおそらくないでしょう。さらに、選択された「回答」は、OP自身の意見に最もよく当てはまる回答、またはOP自身の弁護に最も適したもののみになります。これらの基準には、根本的な問題を解決する答えを見つけることは含まれていません。

— music2myear

TBは、フル機能のType-C-Type-Cケーブルを介してのみ実行でき、ケーブル上では実行できません。Type-Cコネクタ規格は、15種類のケーブルアセンブリを定義しています（以前は18タイプでしたが、後でセットは15に減りました）。

— Ale..chenski

Spiffの回答が適切であると思われるため、再開するための投票。

— psusi

回答:

USB 3.1 Gen 2（SuperSpeed +、10 Gbps）は、既存の USB 3.0ケーブル（追加の接点が5つあるケーブル）と USBタイプCケーブルの両方で動作するように設計されています。

既存のUSB 3.0ケーブル（タイプAおよびBコネクタ、およびマイクロAおよびBバリアントを備えたもの）には、超高速ペア（TxペアとRxペア）が1つしか含まれていないため、USB 3.1 Gen 2はそのペアのペアを使用し、既存のUSB 3.0ケーブルを介して動作します。したがって、タイプCコネクタのケーブルを介してUSB 3.1 Gen 2を実行する場合でも、使用するのは1つの超高速ペアオブペアのみです。これにより、一方の端にタイプCコネクターが付いたUSB 3.0 / 3.1対応ケーブルを、もう一方の端に以前のUSB 3.0スタイルのタイプA、B、マイクロA、またはマイクロBコネクターを取り付けることもできます。

次に、「USBインプリメンターズフォーラム（USB-IF、USB標準コンソーシアム）が10Gbpsよりも高速なUSBプロトコルのフレーバーを定義しなかった理由と、超高速の両方を使用するフォローアップ質問をするかもしれません。タイプCコネクタのペアのペア？」それは正しい質問ですが、私は推測したくありません。調整が必要な2つの別々の送信および受信データストリームが存在するという点で、以前のUSB PHY設計からの大きな逸脱でした。実際には、USBは伝統的に名目上シリアルであったのに対して、それは一種のパラレルインターフェイスです。

あなたが質問をした方法は私がここで対処したいいくつかの潜在的な誤解を明らかにしました：

高品質のUSB-CケーブルでThunderbolt 3を実行できることを知っています

それはまったく真実ではありません。Thunderbolt 3に適さない高品質のUSB Type C準拠ケーブルは数多くあります。パッシブケーブルを使用する場合、Thunderbolt 3のケーブル長は0.5 m以下に制限されます。それより長くする（2mなど）には、より高価なアクティブケーブル（信号処理に役立つ特別なICチップが組み込まれたケーブル）が必要です。

標準のUSB-Cが両方のペアを使用しないのはなぜですか

USB-Cはプロトコルではありません。USB Type Cは、コネクタおよびケーブル仕様の名前です。これらのコネクタやケーブルで使用されるプロトコルの名前ではありません。Type Cケーブルを介してUSBプロトコルを実行する場合、USB 3.1 Gen 2（10Gbps "SuperSpeed +"）またはそれ以前のバージョンのUSBを実行します。

— スピフ
ソース

「パッシブケーブルを使用している場合、Thunderbolt 3のケーブル長は0.5m以下に制限されます。」-これもまったく真実ではありません。リンクの長さは、ナイキスト周波数での信号の減衰により、ケーブル品質によって制限されます。たとえば、銀メッキワイヤーとシールドブレードを備えた低密度のテフロンからケーブルを作成できた場合、すべて均一性が高く、アクティブなリドライバーがなくても、はるかに長いケーブルでエラーのない通信を行うことができます。遠端のアイダイアグラムとジッターバスタブに出会います。

— Ale..chenski

謝罪します。USB-Cはケーブルではなく、プロトコルであることを認識しています。編集。

— brendon-ai 2017

実際、Type-C相互接続仕様は多くのプロトコルを定義しています。1つは、CCピンの基本的なプルアップ/プルダウンで、ポート、ホスト、デバイス、またはその他の補助接続（デバッグ、オーディオ、ビデオ）の役割を決定するためのものです。デュアルロールポートの場合、別のフリップフロッププロトコルがあります。CCを介した電子マーカーの相互作用も、非常に特定のプロトコルに従う必要があります。Type-C仕様のセクション4.5.2を見て、図4-12、-13、-14、-15、-16などのかなり洗練されたステートマシン図を調べてください。または、セクション4.3の相互運用プロトコルの口頭による説明。

— Ale..chenski

この回答が書かれてからわずか2か月後に、既存のUSB-Cケーブルで両方のレーンを実際に使用できるUSB 3.2が発表されました-10 / 20gbps（gen1 / gen2）の速度のため、2倍のUSB 3.1速度：en.wikipedia.org/ウィキ/ USB_3.0＃3.2実際のコントローラがすぐに利用できるかもしれません：anandtech.com/show/14430/...

— user1531083

USB 3.1は1つのレーン（TxペアとRxペア）を使用します。これは、USB標準であるため、1つのRx + Txのみを使用するためです。すべての元のUSBコネクタ（A、B、microAB）には、SS（SuperSpeed）コンタクトのペアが1つしかなく、USBハードウェアアーキテクチャ全体は、1つのシングルレーン設計のみに焦点を当てています。

より多くのレーンを並行して使用するには、ハードウェアデータパイプに、個々のリンク層管理、バッファークレジット交換とエラー回復、リンクトレーニング、および個々のチャネルの電気的最適化に関連するレーン同期やその他の問題の処理方法に関する追加のアーキテクチャ要素が必要です。これをすべて実行すると、「Thunderbolt」に変わります。またはMIPIのようなもの。

Type-CコネクタはCONNECTORの新しい標準であり、USBのみの場合よりも広い適用範囲を持つことを目的としていました。Type-Cの必要性は、携帯型電子機器のより小さなフォームファクターに適合するように、システム設計によって大きく推進されました。ある意味それはUSBとは関係がなく、標準のUSBアーキテクチャを変更するために利用可能なすべての超高速レーンを再利用するというあなたの要求は根拠のないものです。

— エール..チェンスキー
ソース

私が気になることの1つ... USB 3.1が1つのTx-Rxペアのみを使用する場合、なぜ他のUSB信号よりも多くのUSB信号を実行しないのですか？「混合モード」のようにDisplayPortが2つある場合でも、2つのSATA SSDまたはそのようなもの用に2つの独立した5 Gbpsバスを使用できます。同期する必要はありません。

— 2018年

@ chx、Tx + Rxの2番目のペアのオプションの使用は、USB 3.2仕様で導入されました。

— Ale..chenski 2018年