IT用語集 2023/10/31

USB2.0とは？わかりやすく10分で解説

コラム

USB2.0とは

USB2.0は、パソコンと周辺機器をつなぎ、データ転送や電力供給を行うためのUSB（Universal Serial Bus）規格の一つです。USB1.1との後方互換性を維持しながら、転送速度を大きく引き上げた点が特徴です。

USB2.0は「ケーブルそのもの」ではなく、通信方式（規格）を指します。USB2.0対応のポート・機器・ケーブル（配線）がそろってはじめて、USB2.0としての通信が成立します。

規格上の最大信号速度は480Mbps（High-Speed、理論値）で、USB1.1（Full-Speed：12Mbps）から大きく向上しました。ただし、これはあくまで理論値です。実際の速度は、機器性能やデータの種類、プロトコルのオーバーヘッドなどの影響を受けます。

USB2.0の特徴

USB2.0は、USB規格のうち最大480Mbpsの高速転送（High-Speed）に対応した世代です。キーボード、マウス、プリンタ、スキャナ、デジタルカメラ、外付けストレージなど、幅広い機器で採用されました。

また、USBの使いやすさを支える代表的な機能として、接続した機器をOSが自動的に認識して利用できるプラグ・アンド・プレイ、電源を入れたまま抜き差しできるホットプラグなどがあります（これらはUSB2.0固有というより、USBの基本的な使い勝手として定着した要素です）。

USB2.0の歴史

USBは1990年代後半から普及が進み、USB1.0／USB1.1の流れを受けて、2000年4月にUSB2.0（High-Speed USB）が策定されました。高速化により、外付けストレージやデジタルカメラなど「データ量が大きい用途」でもUSBが現実的な選択肢になり、普及をさらに後押ししました。

なお、USBの策定は複数の企業が関与する業界団体（USB-IF）を中心に進められてきました。特定の“数社のみが共同開発した”と断定すると誤解を招くため、記事内ではこの表現に留めるのが安全です。

USB2.0の仕組みと機能

USB2.0は、ホスト（PCなど）を中心に周辺機器を接続するシリアルバス方式です。通信はホスト側が主導し、機器の識別や転送制御を行います。

また、USBは電力供給も行えるため、マウスやキーボードのような低消費電力機器はACアダプタなしで動作します。なおUSB給電は、接続直後に使える電流と、機器認識（列挙）後に許可される電流が段階的に扱われるため、消費電力が大きい機器では別途電源が必要になる場合があります。

USB2.0の使用シーン

USB2.0は、日常的な周辺機器接続で今も使われています。例として、プリンタ接続、マウス・キーボード、ゲームコントローラー、オーディオ機器、簡易的な外部ストレージ接続、モバイル機器の充電などが挙げられます。

高速な外付けSSDなどではUSB3.x以上が一般的になりましたが、USB2.0でも周辺機器や小容量のデータ転送で困らない場面は多く、互換性の高さから現役で残りやすい規格です（外付けストレージなどで大容量を頻繁に扱う用途では、待ち時間が増えやすくUSB3.x以上が有利です）。

USB2.0とUSB3.0のデータ転送速度

データ転送では速度差が体感に直結します。ここではUSB2.0とUSB3.0（5Gbps級。後に「USB 3.1 Gen 1」「USB 3.2 Gen 1」などと呼ばれることがあります）の違いを整理します。

USB2.0のデータ転送速度

USB2.0の規格上の最大信号速度は480Mbps（理論値）です。実効速度は、データの種類（小さなファイルが大量か、連続データか）、ストレージ性能、機器側の実装などで変動します。

USB3.0のデータ転送速度

USB3.0の規格上の最大信号速度は5Gbps（理論値）で、USB2.0よりも上位の速度クラスです。ただし、こちらも理論値であり、実際の転送速度は環境次第です。

二つの規格の速度比較

規格上の最大値で比べると、USB3.0（5Gbps）はUSB2.0（480Mbps）より大幅に高速です。一方で、実利用では「機器・ケーブル・ポートのどれかが遅いと全体が頭打ち」になるため、USB3.0対応機器でも接続条件次第でUSB2.0相当の速度になることがあります。

速度差がユーザーに与える影響

動画素材や大量の写真、バックアップなど「転送の待ち時間が作業時間に直結する用途」ではUSB3.0以上が有利です。逆に、マウスやキーボード、プリンタなどではUSB2.0でもボトルネックになりにくく、互換性重視でUSB2.0のままでも困らないケースが多いでしょう。

USB2.0とUSB3.0のコネクタの違い

USB2.0とUSB3.0は、端子形状が同じでも内部構造（接点数など）が異なる場合があります。ここでは代表的な違いを整理します。

USB Aコネクタの違い

USB Type-AはPC側に多い端子です。USB3.0対応のType-AはUSB2.0と同じ形状で挿さりますが、内部の接点が増えています。

なお、ポートやコネクタ内部の色（青など）でUSB3.0を示す例は多いものの、色はメーカーごとの設計で例外もあります。色だけで断定せず、仕様表や刻印表示もあわせて確認するのが確実です。

USB Bコネクタの違い

USB Type-B（プリンタなどで使われる角形端子）には、USB2.0用とUSB3.0用で形状が異なるタイプがあります。USB3.0用のType-Bは接点が追加されており、見た目も「段が増えた」形状になることがあります。

このタイプでは、端子形状の都合で“USB3.0用Type-Bプラグ（ケーブル側）をUSB2.0機器のType-B端子へ挿す”ことはできません。一方で、USB2.0のType-BプラグをUSB3.0機器側端子へ挿して使える設計も多く、接続可否は「どちら側（機器／ケーブル）がUSB3.0形状か」を意識して確認するのが確実です。手元の端子形状を確認し、合うケーブルを選びましょう。

コネクタ色の意味

一般にUSB3.x系のポートは青などで識別されることがありますが、色はあくまで目安です。特にノートPCや小型機器では、デザイン上の理由で色分けされていないこともあります。

コネクタ選びのポイント

速度を重視する場合は、端子形状（Type-A／Type-B／Micro-B／Type-C）に加えて、ポート・機器・ケーブルが同じ速度クラスに対応しているかをそろえることが重要です。どこか1か所でもUSB2.0相当なら、最終的な転送速度はUSB2.0相当に制限されます。

また、USB3.0系は、機器やケーブル配置が近い場合など条件によっては、2.4GHz帯（Wi-Fi、Bluetoothなど）の無線に影響が出ることが知られています。無線が不安定に感じる場合は、USBケーブルの取り回しや距離を変えるなど、配置の工夫で改善するケースがあります。

USB2.0とUSB3.0の互換性と注意点

互換性の概要

USB3.0はUSB2.0に対して後方互換性があり、多くの場合、USB2.0機器をUSB3.0ポートに接続して利用できます。ただし、USB2.0機器／ケーブルを使う場合、通信速度はUSB2.0相当が上限になります。

互換性の限界

互換性があっても、性能面では制限が出ます。USB3.0ポートにUSB2.0機器を接続した場合、規格上はUSB2.0（最大480Mbps）相当の転送に留まります。

また、端子形状が規格ごとに分かれているタイプ（例：USB3.0用Type-Bなど）では、物理的に挿さらない組み合わせがあり得ます。見た目で判断しづらい場合は、機器の型番や仕様表で確認しましょう。

接続機器とケーブルの注意点

USB3.0の速度を活かすには、パソコン側ポート、接続機器、ケーブルのすべてがUSB3.0（または同等以上）に対応している必要があります。どこかがUSB2.0相当だと、そこがボトルネックになります。

高周波ノイズとその影響

USB3.0系の利用環境によっては、2.4GHz帯の無線（Wi-FiやBluetooth）に影響が出ることがあります。干渉が疑われる場合は、USB機器と無線レシーバーの距離を離す、ケーブルを変更する、ポート位置を変えるなどの対策を試す価値があります。

USB2.0からUSB3.0への移行

USB3.0への移行は、特に大容量データの取り扱いで効果が出ます。ただし、移行のメリットが出る条件（全体がUSB3.0対応）を理解したうえで進めることが大切です。

移行のメリットとデメリット

最大のメリットは転送速度の向上です。USB2.0（最大480Mbps）に比べ、USB3.0は規格上最大5Gbpsと大幅に高速です。一方、デメリットとしては、対応機器やケーブルをそろえるコストがかかること、端子形状の違いでケーブルを買い直す場面があることが挙げられます。

必要な機器とケーブルの選び方

USB3.0の速度を得るには、PCのポート、接続機器、ケーブルの3点がUSB3.0対応である必要があります。ポート色（青など）は目安にはなりますが例外もあるため、仕様表で「USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.2 Gen 1（=5Gbps級）」などの表記を確認すると確実です。

また、USB Type-Bなど一部の端子では、USB2.0用とUSB3.0用で形状が異なるケースがあります。購入前に機器側の端子形状も確認しておきましょう。