Thunderbolt 4とは一体何者なのか？【徹底解説】

パソコンに周辺機器をつなぐときに使われている接続端子で最もポピュラーなものはやはり「USB端子」でしょう。しかし、似たような接続端子として「Thunderbolt」というものもあります。

Thunderboltは現在3世代目となっていますが、その存在はあまり知られていません。しかし次世代の「Thunderbolt 4」は数年後には誰もが知っている接続規格になるかもしれません。

この記事では、その「Thunderbolt 4」とは一体何者なのか。3やUSBとどう違うのかについて解説していきます。

なお、まだThunderbolt 4の詳細については発表されていませんので、噂程度の話も含まれていることに注意してください。確かな情報が入り次第、随時更新していく予定です。

 

 

この記事を1文で説明すると

ThunderboltとUSBの違いとは

Thunderbolt 4を説明するには、まずThunderboltとUSBの違いについて説明しておく必要があります。

 

 

１．Thunderboltとは

この手の話で、両者の違いは名前だけでしたなんていうパターンが結構あったりするのですが、今回はそういうわけでもありません。

Thunderboltとは、IntelとAppleが共同開発したデータ転送技術で、身近なパソコンだとAppleのMacパソコンによく搭載されています。

最近ではUSB Type-C端子でThunderboltを利用することができるようになり、USBとの違いをあまり意識する必要はなくなりましたが、少し前の「Thunderbolt 2」までは専用の端子が存在しました。

 

USB Type-Cとは違い、分厚くタフな印象です。ただ、これでもUSB Type-Aケーブルよりはこじんまりとした印象でした。

この端子にはピンが20本ほど存在し、内部で「PCI-express」や「DisplayPort」につながっています。

PCI-expressというのはビデオカード（グラフィックボード）やサウンドカード、HDMIのキャプチャーボードなどの拡張ボードに通信するための規格です。

PCI-expressを知らない人は多いと思いますが、知っている人なら上の画像のようなソケットを思い浮かべるでしょう。

これは大体のタワー型デスクトップパソコンの基盤（マザーボード）に設置されているソケットで、ここに拡張ボードを取り付けることができます。

そしてThunderboltでは、このソケットを小型化してケーブル化したようなイメージです。内部ではしっかりとPCI-expressに接続されています。　そのため、本来上の写真のようなソケットに取り付けなければならない外付けグラフィックボード等も、Thunderboltコネクタを通して接続することができます。

つまり、上のようなソケットが搭載されていないノートパソコンでも、Thunderbolt端子さえあれば外付けグラフィックボードを利用できるのです。

 

また、Thunderboltでは「DisplayPort」にも接続できます。DisplayPortは文字通り映像出力を行うポートで、パソコン内にあるグラフィック処理ユニットから直接映像信号を受け取ることができます。

つまりはHDMI端子やVGA(D-sub)と同じような扱い方もできるということです。

 

 

 

２．USBとは

USBは「Universal Serial Bus」の略で、この端子を通して様々な周辺機器にアクセスすることができます。

Thunderboltでは内部でPCI-expressに接続されていましたが、USBでは専用の「USBコントローラ」に接続されます。

USBコントローラではプリンターの接続、フラッシュメモリ、USBハブ、カメラ、Wi-Fiアダプタ…etc　など数々の通信をサポートしています。

しかしPCI-expressには接続されていないため、拡張ボードの接続は行えません。USB端子を通してグラフィックボードを接続できないのもそのためです。

そしてUSBでは映像出力が想定されていません。USBからHDMI等に変換するケーブルは存在しますが、どれもケーブル内部で映像の処理を行っていたりします。

つまり、パソコン本体についているHDMI端子のように扱うことができないのです。

 

 

これがThunderboltとUSBの主な違いです。Thunderboltの方がよりコンピュータに直接接続されているイメージなのでできることが多いですが、USBの方があらゆる機器に搭載することができるなどして実用的です。

 

 

 

歴代ThunderboltやUSBの仕様をおさらい

Thunderbolt 4の特徴を説明する前に、これまでに登場してきたThunderboltやUSBの規格についてさらっとおさらいしたいと思います。

なお、かなり古い規格はほぼ関係がないので最近の規格を紹介します。

 

１．Thunderbolt

 

規格	接続端子	データ転送レート	接続
Thunderbolt 2	Mini DisplayPortと同形状	20 Gbps	PCI-e 2.0 DisplayPort 1.2
Thunderbolt 3	USB Type-C	40 Gbps	PCI-e 3.0 DisplayPort 1.2

 

このようになっています。Thunderbolt 3はUSB Type-C形状を…　とややこしくなっていますが、ここでいう「USB Type-C」とはあくまでも端子の形状に過ぎないので、別にUSBコントローラに接続されているというわけではありません。

そして、2世代まではMini DisplayPortと同じ形状だったところを、3世代では最近流行りのUSB Type-Cになっていて、データ転送レートも向上しています。

PCI-e 3.0接続にも対応し、最大で4レーン通信を行うことができるので外付けのグラフィックボードもx16接続とほぼ変わらないパフォーマンスを発揮することができるようになっています。

ただ、USB Type-C形状になってからはUSBと端子を共有されていることが多いため、ほとんどがUSB端子として使うことができます。

ここがややこしいポイントです。

 

 

２．USB

 

規格	接続端子	データ転送レート
USB 2.0	Type-A (Type-C)… etc	0.48Gbps
USB 3.2 Gen1	Type-A (Type-C)… etc	5Gbps
USB 3.2 Gen2	Type-A (Type-C)… etc	10Gbps
USB 3.2 Gen2x2	Type-C	20Gbps
USB4(Gen3x2)	Type-C	40Gbps

 

以上のようになっています。下二つについてはまだ普及していなかったりしますが、Thunderbolt 4の説明をするために便宜上載せています。

USBは基本的に下位互換性があるため、USB Type-C端子経由でUSB 2.0の機器を使うことができます。

USB 3.2 Gen2x2からはUSB Type-C端子のみのサポートとなりました。まだ世の中には普及していませんが、USB4についてもType-C端子のみのサポートとなり、データ転送レートは40Gbpsまで進化しました。

するどい人なら気づいたかもしれませんが、Thunderbolt 3とUSB4の接続端子、データ転送レートは全く同じになっています。

それではThunderbolt 4ではどのような仕様になるのでしょうか。

 

 

Thunderbolt 4の特徴

それではThunderbolt 4の特徴について説明していきます。

なお、まだ不確かな情報もありますのでご注意ください。

 

 

１．USB4に統合

Thunderbolt 4は基本的にUSB4に内包されます。USB4では基本的にはUSBコントローラを通じて最大2レーン,40Gbps動作をしますが、Alt modeでThunderboltとして運用することができます。すでにUSB4は現行の「Thunderbolt 3」を内包していたりしますが、その調子でThunderbolt 4まで内包する予定です。

つまりはThunderboltというのは内部接続における規格というだけで、USB4に完全に内包されるのでThunderboltという言葉を使う必要がなくなります。そして区別をつける必要もなくなります。

USB4の詳細については以下の記事をご覧ください。

絶対に知っておくべき、USB 4のすべて

 

 

２．PCI-express 4.0をサポート?

Thunderbolt 3ではPCI-express 3.0をサポートしているため、時期も時期ですしThunderbolt 4ではPCI-express 4.0をサポートすると言われています。

PCI-express 4.0は3.0に比べておよそ2倍の転送レートを保有するので、Thunderbolt 4でもさらに速い通信ができることが期待されていますが、そんな中「データ転送レートについては変わらない」という説もあります。

Thunderbolt 3では4レーンをサポートしていたので、もしかすると4では2レーンで接続を行うのでしょうか。転送レートについては諸説ありますが、とりあえずPCI-e gen4をサポートするという説は有力です。

 

 

 

 

 

 

３．USB Type-C形状のみサポート

これはこれまでのUSBやThunderboltの仕様をみれば想像つくことですが、Thunderbolt 4では完全にUSB Type-C形状のみをサポートします。

USB4に内包されるのことですが、USBについてはUSB 3.xシリーズでType-AやType-C形状を使っていてややこしい印象でした。そしてUSBについてもUSB4から完全にType-C形状のみをサポートするとのことで、Thunderbolt 4でも同じことがいえます。

 

 

今わかっている情報としては以上のとおりです。後日Intelから正式に発表される予定ですので、その際により確かな情報をこの記事にてお届けします。