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いろいろなOSでUSBハブを使う

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いろいろなOSでUSBハブを使う

いろいろなOSでUSBハブを使う

2018/12/16

　手軽にUSBポート数を増やすことができるUSB機器の1つであるUSBハブもUSB規格に沿ってUSB 1.1/2.0/3.0/3.1に対応するものがあり、基本、後継は、古い規格と互換性がありますが、速度は、古いものに合わせる恰好となります。

USB規格とUSBハブ概観

　USB 2.0のUSBの規格上は、1ポートあたりの最大電流は1.5A程度(出力電圧5V)のようですが、パソコンなどのUSBポートは、標準的には、100mA、ただ、条件によって350mA、最大500mAまでは、供給可能となっています。

　USBハブには、バスパワータイプとセルフパワータイプがあり、普通、後者はACアダプタを使わないことで前者でも使えるようになっています。

　セルフパワータイプとして当初想定されていたのは、あくまでパソコンなどに負荷を与えない、パソコンなどのUSBポートからでは供給が不安定な場合に別途、AC電源100Vから5Vに降圧しつつ、安定した電流を送電することです。

　後にパソコンなどのUSBポートからの電流では不足する場合に備えて多少電流を多く流せるものも登場したようですが、あくまで多少です。

　USBハブは、そんな状況において接続する1ポート(の電流)を分割してポート数を増やす(ポートを分岐させる)為に使われてきたのであってポート数に応じて電流が増幅されるわけではありません。

充電・大容量給電用途のUSB

　後にUSBポートからの充電を意図したスマホやタブレットが台頭、現在では一般的なものとなりましたが、USB 2.0登場時点では、充電は想定されておらず、通常充電5V/1A、急速充電に至っては、5V/2A以上とも言われているスマホなどの充電については、独自仕様で賄われているのが現状です。

　また、Raspberry Piでは、5V/2.1A、5V/2.4A、5V/2.5A以上とバージョンアップに伴う性能アップや機能が充実すると共にUSBに要求する必要電流が増えています。

　それもあって基本的にスマホやタブレットについては、AC電源をUSBに変換する充電器やモバイルバッテリーが、Raspberry PiでもAC-USB充電器を使うのが一般的になっています。

　また、本来、USBケーブルもスマホなどの急速充電用やRaspberry Pi用ならなおのこと、短時間で電流を多く送ることができる太くて短いUSBケーブルが望ましいと思われますが、実際そうしたケーブルは、見かけません。

　そんな中、パソコンなどのUSBポートを分岐してポートを増設することを意図していたUSBハブでもセルフパワーのものの中には、電流値は製品によるものの、追加機能として特定のポートのみ充電専用というものも登場していますが、充電専用であって分岐目的には使えません。

参照推奨リンク

　視点は異なりますが、最新仕様含め幅広くUSBについて言及している【USB】第2回 仕様と独自が混在する複雑なUSBの「充電」の連載は、この混迷を極めるUSBの現状を知る手立ての1つになるでしょう。

　今回、久々のUSBハブ選定にあたり、レビューを参考にしたところ、そこそこのものでも酷評も少なくなく、選定が難航、でも、これって何か、誤解もあるよね？と改めて思考を巡らせてみた結果、そういえば、このところ、USB仕様の周りで何やら混乱をきたすような環境変化が起きてるよねと思うに至った次第。

本題

　ただ、ここで言及したいのは、そこではなく、USBハブにも相性があるんだねというお話。

USBハブの性能と相性

　自身は、現在、全て4ポートのUSB 2.0規格の3つのUSBハブとUSB 1.1規格のUSBハブを1つ持っています。

　USB 1.1はともかく、USB 2.0のハブは、先日、Aliexpressで1ドルちょっとで買った超激安ノーブランド品4ポートバスパワータイプ1つと同じく1ドル強の4ポート個別スイッチ付きセルフパワー＆バスパワータイプの2つ、更に数年前、Amazonで1200円弱程度で買ったiBUFFALOのACアダプタ付き電源連動タイプの3つです。

　何れも重宝しているのですが、これらを主に次の2つのUSBタイプのWebカメラと併せて使ってみたところ、使用環境によって使えたり、使えなかったり、他USB機器との相性で機能が限定されつつも使えるという謎の現象が発生するものなどがあることが判明しました。

　これは、USBハブというより、Raspberry Piに起因するものと思われ、いわゆる相性と言えそうです。

　UCAMのスローモーション現象については、他の各種画像・映像ソフトでは正常もEkigaでのみ同症状があったのでハードウェアやソフトウェアにおけるカメラ認識後のソフトウェア的なデフォルト設定に起因する？のではないか、それにしても、どうしようもないので、いわゆる相性と見ていますが、これいかに。

　動体検知ソフトウェアmotionでは、逆にUCAMでは一応表示される結果になっていますが、Raspberry PiでC270をつなぐとブートデバイスを見失うという事象にも遭遇しており、C270は、挿した瞬間から相応の電流を消費しているのではないか、UCAMもギリギリで、なんとかなっているだけと見ていますが、実際のところは、定かではありません。

　ちなみに、このUSBハブについては、セルフパワーでACアダプタ対応ながら、付属していなかったことからAliで詳細不明で届いてみたら4.2V±0.5V/500mAだったACアダプタ、後述のiBUFFALOの5V/2.3AのACアダプタ何れを装着して電源を入れても、これら現象自体に変化はありませんでした。

　ACアダプタを使用するまでもなく、正常に機能、やはり、得体のしれたものは、相応の機能を有するということかと。

　尚、過去記事を見るとストレージとしての外付けHDD、周辺機器の利用を考えていた当時、電源連動タイプを買っていたようで、同じiBUFFALO USB2.0ハブ 4ポートタイプ ACアダプタ付きでもセルフ＆バスパワータイプのBSH4A01BKというものもあり、迷っていました。

　用途によっては、電源連動ではないセルフ＆バスパワーを選択した方がよいということですね。

　メニュー選択ではなく、ダイレクトに起動する場合の外付けHDDブートも含まれるでしょうが、かと言って、これには、必要電流量もあり、必ずしもその用途に使えるとは限らないものと思われます。

　これらの結果からすると安価なだけに何らかの部品や性能が削られている可能性が高そうですが、それにしても同じUSB 2.0の4ポートハブでも性能の違いや相性があったりするので事前調査でわかるものなら調べておくに越したことはありませんね。

セルフパワーUSBハブの1ポートあたりの出力仕様

　また、手持ちのRaspbrry Pi 3 Model B+の内、1つは、起動時、他のUSB機器はOFFにする必要はあるものの、Raspberry PiのUSBポートに直接挿して相性の良いHDDケースと内蔵HDDでUSB HDDブートさせていますが、5V/2.3A出力のAC電源アダプタ付き電源連動USBハブに挿してもUSB HDDは起動しませんでした。

　これは、電源連動なので、このハブに接続されたHDDから自動起動するには、通電するのが遅いということもかもしれませんし、仮に間に合うとしてもRaspbrry Pi 3 Model B+のUSBポートがデフォルトで1ポートあたり1.2A出力できるようになっているらしいのに対し、このセルフパワーUSBハブ1ポートあたりの出力が均等など、パソコンのUSBポートの出力(通常100mA、最大500mA)、あってもプラスアルファ程度という可能性も十分にあり、HDDの自動起動には、足りないのかもしれません。

　よってACアダプタの出力仕様については、1ポートあたりどれほどか示されていないものは、同様と考えられる一方、充電用のUSBポートは、構造が異なり、仮に当該ポートの出力電流値が高くても充電専用であって従前の分岐を目的としたポートではない為、USB HDDのブートはもちろん、通常のUSBポートとしては、使えないでしょう。

備考

　いろいろなOSと言っても、Raspberry Piで使っているOSは、Raspbian、パソコンでは、このところ、もっぱらDebianしか使っておらず、ここでは、Debian系のみでの検証となりました。

USB 3.0/3.1 Gen1/3.1 Gen2/3.2...ハブ

2022/08/24

　今日、Pi 400用にUSB 2.0ハブと、ものは試しに自身初のUSB 3.0のUSBハブ(共に4ポート)を買ってみました。

　以前からUSB 3.0のUSBハブには、わからない点があるんですよね。

　例えば、手持ちのPCやラズパイ400のUSB 3.0ポートって詳細仕様書いてないですが、USB 3.2/3.1 Gen2/3.1 Gen1の転送速度、どれも賄えるんですかね？

　まして後からできた仕様もカバーできる？複数ポートあっても全ポートにつないでも、その全てのポートでUSB 3.2/3.1 Gen2/3.1 Gen1/3.0なりの転送速度を維持できるものなんですかね？

　ポートはともかくType-Cですら、ケーブルなんかではUSB2.0〜3.2仕様っていうのまであるって言われる中、Type-Aプラグ付きのUSB 3.0ポートx4ポートで。

　同じ製品にType-A出しとType-C出しのUSBハブがあったり、Type-CやType-Aのみだったりする製品もあるようですが、単にポート形状だけのものもあれば、性能が違うものもあるんでしょうね？

　複数なら尚更、電力消費量が高い機器を接続する場合には、バスパワーでは不足するからセルフパワーのUSBハブが、USB 3.0含む以降ならではでしょうか、セルフパワーのUSBハブにはACアダプタも付属しないのが普通だそうで、別途、その消費電力を賄えるACアダプターを準備する必要があるっぽい。

　他方、転送速度を維持するにあたっても電力消費量も増えるものなんですかね？だとしても、相応のパワフルなセルフパワーのUSBハブなら、なんでもござれ！ってなるわけではないんですよね？

　というのも、これ探す中で比較的安価なものでは、4ポートのUSBハブでもUSB3.0は1ポートで他3ポートはUSB2.0というコンボなるものも結構見かけました。

　しかも、USB2.0含む以前のポートは白や黒、USB3.0ポートは青という認識があったのですが、コンボなのに全て青なんてものも...。

　さておき、これは、やはり、4ポート全ポート使用した時に全てのUSB 3.0ポートで相応の性能発揮するのは無理でというか、分配器であるハブでは転送速度も元の機器の性能によって分配されるってこと？

　つなぐパソコンなどによっては、USB 3.0ポートがあったとしても、USB 3.0/3.1 Gen1の5Gbpsが限界のものもあったり、3.1 Gen2の10Gbps、3.2の20Gbps 1ポートは賄えるにしても複数ポートだと単純に分配するから、転送速度はそれに応じて低下するというものもあったり、複数ポートでもどんと来い！ってものもあったりするってことなんですかね？

　仮にそうだったとしてType-AじゃダメでUSB 3.x相応の性能を持つ前提のType-Cじゃないとって話なんですかね？

　USB 2.0までとというかUSB 3.0出始めの頃と比べると格段に種類や価格帯の幅も広がった気もします。

　USBの仕様が複雑怪奇であるにしてもType-Cと同じような目的でmacにはThunderbolt 2とか4とか、それも含めてType-Cに移行する過渡期だなんて話もあったり、これにノートPCでも充電可能なPD仕様があったりするからなんでしょうが。

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