USB4 Version 2.0 (80Gbps・2023)（ユーエスビー4バージョン2）

概要

USB4 Version 2.0は、データ転送のボトルネックを解消するために設計された、USB規格における極めて重要なアップデートです。従来のUSB4（Version 1.0）が最大40Gbpsであったのに対し、本規格ではその2倍となる80Gbpsの双方向通信を実現しています。この飛躍的な進化を支えるのが「PAM3（Pulse Amplitude Modulation 3-level）」という新しい符号化方式です。従来のNRZ方式に比べ、信号の振幅レベルを増やすことで、より少ない周波数帯域で効率的にデータを伝送することを可能にしました。

また、単なる高速化に留まらず、通信方向によって帯域を偏らせる「非流動的な非対称モード」の導入が画期的です。これは、データ受信（PCからディスプレイへ）に極端な帯域が必要となる次世代の高解像度映像伝送や、VR/ARデバイスの接続において、リソースを最適化するための技術です。2025年から2026年にかけて、最新のMacBookシリーズや高性能Mini PCといった、デスクトップ代替機としての役割を担うデバイスへの実装が本格化し、周辺機器の性能を最大限に引き出す基盤となります。

スペック表

比較表: USB4世代間比較

関連用語との違い

USB4 v1 vs USB4 v2

最大の差異は、物理層における符号化方式と帯域幅の拡張性にあります。v1が従来のNRZを用いて40Gbpsの限界に達していたのに対し、v2はPAM3を採用することで、信号の密度を高め、理論上の上限を倍増させています。これにより、従来のケーブルでは不可能だった超高解像度モニターへのシングルケーブル接続が可能になります。

USB 3.2 / USB 3.2 Gen 2x2 との違い

USB 3.2シリーズは主にストレージや単純な周辺機器向けの規格であり、データ転送の「プロトコル・トンネリング（DisplayPort等の通信をカプセル化する技術）」機能が限定的です。一方、USB4 v2は、映像信号やPCIe信号を単一のストリームとして統合管理することに特化しており、用途の幅が圧倒的に広いです。

Thunderbolt 4 との関係

Thunderbolt 4は、USB4 v1の機能をベースとした、より厳格な認証規格です。USB4 v2が登場したことで、次世代のThunderbolt（いわゆるThunderbolt 5）との技術的整合性が極めて高まっており、実質的に同じ通信基盤を共有する「双子の規格」としての側面が強まっています。

FAQ

Q1: PAM3符号化とは何ですか？

A1: 従来のNRZ（Non-Return to Zero）方式が信号の「0」と「1」の2つの電圧レベルのみを使用するのに対し、PAM3は3つの電圧レベルを用いる方式です。これにより、同じ周波数でも一度に送れる情報量が増え、通信速度を劇的に向上させつつ、信号の劣化（ノイズ耐性）とのバランスを保つことができます。

Q2: 「非対称モード」がもたらす具体的なメリットは何ですか？

A2: 従来のUSBは「上り」と「下り」で同じ帯域を使うのが基本でした。しかし、高解像度ディスプレイへの出力では、PCから映像を送る（送信）ための帯域が圧倒的に必要です。非対称モードでは、送信側に120Gbpsを割り当て、受信側を40Gbpsに抑えるといった柔軟な構成ができるため、ケーブル一本で超高精細な映像と周辺機器の接続を両立できます。

Q3: 既存のUSB4ケーブルはそのまま使えますか？

A3: 互換性は維持されていますが、80Gbpsや120Gbpsの性能を引き出すには、USB4 Version 2.0に対応した新しい規格のケーブルが必要です。従来の40Gbps対応ケーブルを使用した場合、通信速度は旧規格の最大値に制限されます。