入出力インタフェース

USB・HDMI・Bluetooth・Wi-Fi・NFC・LPWA等の主要規格を、速度と距離の対比で整理。シリアルとパラレルの違いも解説。

編集・検証: ITパスポートスタディ編集部 公式情報: IPA ITパスポート試験公式ページ 制作・検証方針

パソコンと周辺機器をつなぐ「入出力インタフェース」。USB・HDMIなど有線の規格から、Bluetooth・Wi-Fi・NFCなど無線の規格まで、ITパスポートで問われる主要規格と速度・特徴を、対比で整理していきます。

小夜川 ほのか(普段) 小夜川 ほのか

せんせぇ、USBとかHDMIみたいな差し込み口の名前まで、試験に出るんですかぁ?

紫垣 こはる 先生(笑顔) 紫垣 こはる 先生

出るのよ、ふふ。
パソコンと周辺機器をつなぐ規格を入出力インタフェースって言うの。
まずは代表選手から覚えましょうね。

紫垣 こはる 先生(普段) 紫垣 こはる 先生

有線ならUSBが一番身近。
マウスもキーボードもプリンタも、これ1本でつながるでしょう?

星見 めい(笑顔) 星見 めい

あー、確かに。
スマホの充電もUSBだし、なんでもUSBって感じだよね。

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

そこがポイントです。
USBは「汎用シリアルインタフェース」と訳されます。
汎用、つまり何にでも使える、というのが名前の由来ですね。

小夜川 ほのか(普段) 小夜川 ほのか

じゃあ映像をテレビに映すときも、USBなんですかぁ?

紫垣 こはる 先生(笑顔) 紫垣 こはる 先生

そこは別の子の出番。
映像と音声をまとめてデジタルで送るのがHDMIよ。
テレビやモニタの裏によくある端子ね。

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

HDMIと似た役割でDisplayPortもあります。
主にパソコンとモニタを高解像度でつなぐときに使われます。

星見 めい(笑顔) 星見 めい

映像系はHDMIとDisplayPortの2人組ってことね。
覚えやすいじゃん。

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

あと汎用の高速規格としてThunderboltも押さえておきたいです。
端子の形はUSB Type-Cと同じで、データも映像も電源もこれ1本で送れます。

小夜川 ほのか(普段) 小夜川 ほのか

USBって、世代によって速さが違うって聞いたことありますぅ…どれくらい違うのぉ?

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

桁が変わります。
補足すると、USB 2.0が480Mbps、USB 3.0が5Gbps、USB 3.2が20Gbps、USB4が40Gbpsです。

星見 めい(びっくり) 星見 めい

マジか、2.0と4で80倍以上じゃん!
同じ形なのに別物だね。

紫垣 こはる 先生(笑顔) 紫垣 こはる 先生

そう、見た目が同じでも中身は進化しているの。
試験では『USB4 = 最大40Gbps』を覚えておけば十分よ。

紫垣 こはる 先生(普段) 紫垣 こはる 先生

さて、ここからは無線。
ケーブルなしでつなぐ規格ね。
近距離はBluetooth、家中に飛ばすのはWi-Fiと覚えましょう。

星見 めい(笑顔) 星見 めい

Bluetoothはワイヤレスイヤホンとかマウスだよね。
Wi-Fiはおうちのネット!

小夜川 ほのか(しょんぼり) 小夜川 ほのか

Wi-Fiって6とか7とか、数字がいっぱいあって混乱しちゃいますぅ…

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

世代番号で整理すると楽です。
Wi-Fi 5、Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E(6GHz帯を追加)、そして最新がWi-Fi 7。
数字が大きいほど新しい、で大丈夫です。

小夜川 ほのか(笑顔) 小夜川 ほのか

数字が大きいほど新しい!
それなら覚えられそうですぅ。

紫垣 こはる 先生(普段) 紫垣 こはる 先生

無線にはもっと短距離の子もいるの。
NFCは、ピッとかざす数cmだけの通信。

星見 めい(笑顔) 星見 めい

あ、それSuicaとかPayPayでかざすやつだ!
めっちゃ近づけないと反応しないもんね。

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

逆に遠くまで届かせる無線もあります。
IoT向けのLPWAは、電池長持ちで数kmと広範囲。
畑のセンサや遠隔の機器監視に向いています。

小夜川 ほのか(普段) 小夜川 ほのか

NFCは近すぎるくらい近くて、LPWAは遠くまで…正反対なんですねぇ。

紫垣 こはる 先生(笑顔) 紫垣 こはる 先生

いい気づきね。
距離の対比で覚えると忘れにくいわよ。
さて最後に、接続の仕組みの話を少しだけ。

蜂谷 まこと(普段) 蜂谷 まこと

データの送り方にはシリアルとパラレルがあります。
1本ずつ順番に送るか、複数まとめて送るか、の違いです。

星見 めい(びっくり) 星見 めい

え、まとめて同時に送るパラレルの方が速いに決まってるじゃん?

紫垣 こはる 先生(普段) 紫垣 こはる 先生

それが、今は逆なのよ。
高速化すると複数の線で信号のタイミングがズレてしまうの。
だから現代はシリアルの方が高速。
USBもSATAもPCIeも、みんなシリアルなのよ。

星見 めい(びっくり) 星見 めい

マジか、直感とは逆!
ひっかけで出されたら間違えそうだから、ちゃんと覚えとく。

紫垣 こはる 先生(笑顔) 紫垣 こはる 先生

ふふ、その警戒心が大事。
じゃあ要点を整理するわね。
USBは汎用、HDMIとDisplayPortは映像、Bluetoothは近距離、Wi-Fiは無線LAN、NFCは極近距離、LPWAは広域。
そして『今はシリアルが速い』。
これで入出力インタフェースはバッチリよ。

確認クイズ

最大データ転送速度40Gbpsを実現する、汎用シリアルインタフェースの規格として最も適切なものはどれか。

  1. USB 2.0
  2. USB 3.0
  3. USB4
  4. Bluetooth 5.0
こたえを見る

正解: 3. USB4

USB4は最大40Gbpsを実現する最新世代のUSB規格で、Thunderbolt 3/4とも互換性があります。USB 2.0は480Mbps、USB 3.0は5Gbpsで桁が大きく異なります。Bluetooth 5.0は近距離無線で最大約2Mbpsと、用途も速度も別物です。

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