USB 3.0

USB 3.0
タイプ	USB
製作履歴
デザイン	2008年 11月（2008-11）
メーカー	USB 3.0 プロモーターグループ (ヒューレット・パッカード、インテル、マイクロソフト、NEC、ST-エリクソン、テキサス・インスツルメンツ)
置き換えられました	USB 2.0 ハイスピード
置き換えられました	USB 3.1、USB 3.2、USB4（2013年7月、2017年9月、2019年8月）
一般仕様
長さ	標準Aプラグ：12mm 標準Bプラグ：12mm タイプC（USB-C）プラグ： 6.65mm
幅	標準Aプラグ：12mm 標準Bプラグ：8mm マイクロAおよびマイクロBプラグ：12.2mm タイプC（USB-C）プラグ： 8.25mm
身長	標準Aプラグ：4.5mm 標準Bプラグ：10.44mm マイクロAおよびマイクロBプラグ：1.8mm タイプC（USB-C）プラグ： 2.40mm
デイジーチェーン	いいえ
音声信号	いいえ
ビデオ信号	いいえ
ピン	タイプC、24個（プラグ22個）、マイクロUSB、10個、標準USB、9個）
コネクタ	USB-C（USB Type-C）、USB 3.0 Standard-A、USB 3.0 Standard-B、Powered-B、USB 3.0 Micro-A、USB 3.0 Micro-B、USB 3.0 Micro-ABレセプタクル
電気
最大電圧	5V
最大電流	900 mA 1.5 A (BC 1.1/1.2、USB 3.2 シングルレーン) 3 A (USB 3.2 マルチレーン Type-C)
データ
データ信号	はい
ビットレート	5 Gbit/s (生データレート: 500 MB/s、USB 3.0) 10 Gbit/s ( 1.212 GB/s )、§ USB 3.1 20 Gbit/s ( 2.422 GB/s )、§ USB 3.2

ユニバーサルシリアルバス3.0（USB 3.0 ）は、 SuperSpeed USBとして販売されており、コンピュータと電子機器を接続するためのユニバーサルシリアルバス（USB）規格の3番目の主要バージョンです。2008年11月にリリースされました。USB 3.0仕様では、SuperSpeedと呼ばれる新しいアーキテクチャとプロトコルが定義されており、物理的に5本の追加ワイヤとピンを必要とする全二重データ転送を提供する新しいレーンが含まれているほか、新しい信号符号化方式（8b/10bシンボル、5 Gbit/s (後にGen 1とも呼ばれる)、USB 2.0 アーキテクチャとプロトコルを維持し、USB 2.0 の下位互換性のために元の 4 つのピンとワイヤを保持し、結果として合計 9 つのワイヤとコネクタインターフェースの 9 または 10 個のピン (ID ピンは配線されていません) になります。SuperSpeed USB (SS) として販売されている新しい転送速度は、最大5 Gbit/s (生データレートは5 Gbit/s)で信号を転送できます。 USB 3.0 Type-A (および通常は Type-B)コネクタでは、仕様 [ 3 ] ^: §5.3.1.4およびイニシャルSS ^[⁴^]で推奨されているように、 USB 2.0コネクタと区別するために、内部の絶縁体が青色になっていること^が^よく^あり^ます。

2013年7月にリリースされたUSB 3.1は、USB 3.0規格を完全に置き換える後継規格です。USB 3.1は、既存のSuperSpeed USBアーキテクチャとプロトコルを動作モード（8b/10bシンボル、5 Gbit/s ）で維持しており、 USB 3.1 Gen 1という名称が付けられています。^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} USB 3.1 では、SuperSpeed アーキテクチャとプロトコル (別名SuperSpeed USB ) を維持および組み込みながら、拡張 SuperSpeed システムが導入されました。さらに、SuperSpeedPlusと呼ばれる新しいコーディングスキーム (128b/132b シンボル) とSuperSpeedPlus (別名SuperSpeedPlus USB 、 SuperSpeed+またはSS+として販売されることもある) プロトコルを追加して提供し、 USB 3.1 Gen 2 ^[⁵^]と呼ばれる新しい転送モードを定義しました。このモードでは、既存の Type-A、Type-B、およびType-C (USB-C) 接続で、信号速度10 Gbit/s、生データレート 1212 MB/s を実現し、USB 3.0 (別名 Gen 1)の 2 倍以上の速度を実現しています。 ^[⁷^]^[³^]下位互換性は、並列 USB 2.0 実装によって引き続き提供されます。 USB 3.1 Gen 2のStandard-AおよびStandard-Bコネクタは、しばしば青緑色をしていますが、これは非標準です。（規格では、Gen 2を含むUSB 3対応のStandard-Aプラグおよびレセプタクルはすべて、青色の絶縁体（具体的にはPantone 300 C）を使用することを推奨しています。青緑色やStandard-Bコネクタの色については言及されておらず、その他のType-AおよびType-Bコネクタ（MicroおよびMini）は、それぞれType-A、Type-B、およびType-ABに対して、白色、黒色、または灰色の絶縁体を使用することが義務付けられています。）

2017年9月にリリースされたUSB 3.2は、USB 3.1規格を完全に置き換えます。USB 3.2規格では、拡張スーパースピードシステムに2つ目のレーンが追加され、その他の機能強化も行われました。これにより、SuperSpeedPlus USBは、 2つのレーンで動作しながら、 Gen 2×1（以前はUSB 3.1 Gen 2として知られていました）と、2つの新しいGen 1×2およびGen 2×2動作モードを実装します。SuperSpeedアーキテクチャおよびプロトコル（別名SuperSpeed USB）は、引き続き1レーンのGen 1×1（以前はUSB 3.1 Gen 1として知られていました）動作モードを実装します。そのため、2 レーン操作、すなわちUSB 3.2 Gen 1×2 (エンコードオーバーヘッド後の生データレート1 GB/ s で 10 Gbit /s) およびUSB 3.2 Gen 2×2 ( 20 Gbit/s、2.422 GB/s ) は、フル機能ファブリック (ホスト、ハブ、周辺機器、および 24 ピンの完全配線ケーブルとプラグ) でのみ可能です。2023 年現在、USB 3.2 Gen 1×2 および Gen 2×2 はまだ多くの製品に実装されていません。ただし、Intel は 2021 年 1 月にLGA 1200 Rocket Lake チップセット (500 シリーズ)に、AMD は2022 年 9 月にLGA 1718 AM5 チップセットにこれらを搭載し始めましたが、Apple はこれらを提供しませんでした。一方、USB 3.2 Gen 1×1（5 Gbit/s）およびGen 2×1（10 Gbit/s）の実装はかなり一般的になっている。ここでも、下位互換性は並列USB 2.0の実装によって確保されている。

概要

USB 3.0の仕様はUSB 2.0 と似ていますが、多くの改良点と代替実装が加えられています。エンドポイントや4種類の転送タイプ（バルク、制御、アイソクロナス、割り込み）といった以前のUSBの概念は維持されていますが、プロトコルと電気インターフェースは異なります。この仕様では、USB 3.0トラフィックを伝送するための物理的に独立したチャネルが定義されています。この仕様の変更により、以下の分野で改善が図られています。

転送速度– USB 3.0 では、SuperSpeed または SS と呼ばれる新しい転送タイプが追加され、5 Gbit/sの速度を実現しています (電気的には、 USB 2.0 よりもPCI Express 2.0やSATAに近い)。^[⁸^]
帯域幅の向上– USB 3.0は、従来1つだった単方向データパスを2つ使用します。1つはデータを受信するため、もう1つはデータを送信するためです。
電源管理– U0～U3のリンク電源管理状態が定義されています。
バス利用の改善–（NRDYおよびERDYパケットを使用して）デバイスがポーリングを必要とせずに、ホストに非同期的に準備完了を通知できる新機能が追加されました。
ローテーションメディアのサポート–バルクプロトコルが更新され、エンドポイント内で多数の論理ストリームを可能にする「ストリームプロトコル」と呼ばれる新機能が追加されました。

USB 3.0 の伝送速度は最大5 Gbit/s、つまり5000 Mbit/s で、USB 2.0 ( 0.48 Gbit/s )の約 10 倍の速さです。これは、USB 3.0 が全二重であるのに対し、USB 2.0 が半二重であることを考慮しても変わりません。これにより、USB 3.0 は USB 2.0 の 20 倍の潜在的な双方向帯域幅を実現できます。^{[ 9 ]}フロー制御、パケットフレーミング、プロトコルオーバーヘッドを考慮すると、アプリケーションは450 MB/sの帯域幅を期待できます。^{[ 10 ]}

建築と特徴

USB 3.0では、デュアルバスアーキテクチャを採用することで、USB 2.0（フルスピード、ロースピード、ハイスピード）とUSB 3.0（スーパースピード）の両方の動作を同時に行うことが可能になり、下位互換性が確保されています。構造トポロジーは同じで、レベル0にルートハブ、下位レベルにハブを配置した階層型スター型トポロジーで構成され、デバイスへのバス接続を提供します。

データ転送と同期

SuperSpeedトランザクションは、ホストからのリクエストとそれに続くデバイスからの応答によって開始されます。デバイスはリクエストを受け入れるか拒否するかを判断し、受け入れた場合はホストからデータを送信するか、ホストからデータを受信します。エンドポイントが停止している場合は、デバイスはSTALLハンドシェイクで応答します。バッファ領域またはデータが不足している場合は、リクエストを処理できないことをホストに伝えるために、Not Ready（NRDY）シグナルで応答します。デバイスの準備が整うと、エンドポイントReady（ERDY）シグナルをホストに送信し、ホストはトランザクションを再スケジュールします。

ユニキャストの使用とマルチキャストパケット数の制限、そして非同期通知を組み合わせることで、パケットをアクティブに転送していないリンクを低電力状態に移行させることが可能になり、より優れた電力管理を実現できます。

USB 3.0は、 EMIを低減するために、33kHzで最大5000ppm変動するスペクトラム拡散クロックを使用します。そのため、受信側はデータを復元するためにクロックを継続的に「追跡」する必要があります。クロックの復元は、8b/10bエンコーディングやその他の設計によって助けられます。^[¹¹^]

データエンコーディング

「SuperSpeed」バスは、既存の3つの転送モードに加えて、公称速度5.0 Gbit/sの転送モードを提供します。エンコードオーバーヘッドを考慮すると、生データのスループットは4 Gbit/sであり、仕様では、実際には3.2 Gbit/s（400 MB/s）以上を達成することは妥当であると考えています。^{[ 12 ]}

すべてのデータは、8ビット（1バイト）のセグメントのストリームとして送信され、8b/10b エンコーディングによってスクランブルされて 10 ビットのシンボルに変換されます。これにより、送信による電磁干渉(EMI)の発生を防ぐことができます。^{[ 7 ]}スクランブリングは、フリーランニング線形フィードバックシフトレジスタ(LFSR) を使用して実装されます。LFSR は、COM シンボルが送信または受信されるたびにリセットされます。^{[ 12 ]}

以前の規格とは異なり、USB 3.0規格ではケーブルの最大長は規定されておらず、すべてのケーブルが電気的仕様を満たすことのみが求められています。AWG 26の銅線を使用したケーブルの場合、実用的な最大長は3メートル（10フィート）です。^[¹³^]

電源と充電

USB 3.0は、以前のバージョンのUSBと同様に、公称5ボルトの電力を供給します。低電力（1ユニット負荷）のSuperSpeedデバイスに供給可能な電流は150mAで、 USB 2.0で規定されていた100mAから増加しています。高電力のSuperSpeedデバイスの場合、制限は6ユニット負荷または900mA （4.5W ）で、USB 2.0の500mAのほぼ2倍です。^[¹²^]^：^{セクション9.2.5.1 電力バジェット}

USB 3.0 ポートは、最大 1.5 A または 7.5 W のUSB バッテリー充電仕様、または USB 3.1 の場合は最大 100 Wでホストデバイスを充電するためのUSB Power Delivery 仕様など、電力増加のための他の USB 仕様を実装する場合があります。 ^[¹⁴^]

命名規則

USB 3.2 仕様から、USB-IF は新しい命名規則を導入しました。^{[ 15 ]}さまざまな動作モードのブランディングを企業が容易に行えるように、USB-IF は 5、10、20 Gbit/s の機能をそれぞれSuperSpeed USB 5Gbps、SuperSpeed USB 10 Gbps、SuperSpeed USB 20 Gbpsとブランディングすることを推奨しました。^{[ 16 ]} 2023 年に、これらは再び変更され、^{[ 17 ]}「SuperSpeed」がUSB 5Gbps、USB 10Gbps、USB 20Gbpsに置き換えられ、新しいパッケージとポートのロゴが導入されました。^{[ 18 ]}

可用性

USB 3.0 プロモーターグループは、2008 年 11 月 17 日に、バージョン 3.0 の仕様が完成し、USB 仕様の管理団体であるUSB 実装者フォーラム(USB-IF) に移行したと発表しました。 ^{[ 19 ]}この動きにより、仕様はハードウェア開発者が将来の製品に実装できるように事実上開放されました。

USB 3.0対応のコンシューマー向け製品第1号は、2009年11月にバッファロー・テクノロジー社によって発表・出荷された。一方、USB 3.0認証を受けたコンシューマー向け製品第1号は、2010年1月5日にラスベガスで開催されたコンシューマー・エレクトロニクス・ショー（CES）で発表され、 Asus社とGigabyte Technology社のマザーボード2機種が含まれていた。^{[ 20 ]}^{[ 21 ]}

USB 3.0 ホストコントローラの製造元には、ルネサスエレクトロニクス、フレスコロジック、ASMedia、Etron、VIA Technologies、テキサスインスツルメンツ、NEC、Nvidiaなどがあるが、これらに限定されない。2010 年 11 月現在、ルネサスとフレスコロジック^{[ 22 ]}は USB-IF 認証を取得している。インテルのSandy Bridgeプロセッサ用のマザーボードには、Asmedia と Etron のホストコントローラも搭載されているのが確認されている。2010 年 10 月 28 日、ヒューレット・パッカードは、競合他社より数か月早く、ルネサスの USB 3.0 ホストコントローラを搭載したHP Envy 17 3Dを発売した。AMDは、2011 年プラットフォームのチップセットにUSB 3.0 実装を追加するためにルネサスと協力した。 CES2011では、東芝がUSB 3.0とBluetooth 3.0を搭載した「 Qosmio X500」というノートパソコンを発表し、ソニーはUSB 3.0を搭載した新しいVAIOノートパソコンシリーズを発売した。2011年4月時点では、InspironとDell XPSシリーズにUSB 3.0ポートが搭載されており、2012年5月時点ではDell Latitudeノートパソコンシリーズにも搭載されていた。しかし、Windows 8ではUSBルートホストがSuperSpeedで動作しなかった。

既存の機器に追加

PCI Express (PCIe) スロット (または旧規格のPCI )を備えたデスクトップ PC のマザーボードでは、PCI Express拡張カードとして USB 3.0 サポートを追加できます。マザーボード上の空いている PCIe スロットに加えて、多くの「PCI Express to USB 3.0」拡張カードは、携帯電話や USB 以外の電源を持たない外付けハードドライブなど、多くの USB 3.0 デバイスに電力を供給するために、Molexアダプタや外部電源などの電源に接続する必要があります。2011 年現在、これは、各 USB 3.0 ポートが対応できる最大 0.9 A (4.5 W) の電力を2 ～ 4 つの USB 3.0 ポートに供給するためによく使用されます (データ転送も同時に行います)。PCI Express スロット自体は必要な電力を供給できません。

ストレージデバイスへの接続速度の向上が USB 3.0 を検討する理由である場合、代替案としてeSATAp を使用する方法があります。これは、eSATAp ポートを提供する安価な拡張スロットブラケットを追加することで実現できます。一部の外付けハードディスクドライブは、USB (2.0 または 3.0) と eSATAp インターフェースの両方を提供します。^[²¹^]マザーボードと周辺機器の互換性を確保するため、すべての USB 認証デバイスはUSB Implementers Forum (USB-IF) の承認を受ける必要があります。USB 3.0 設計者向けの完全なエンドツーエンドテストシステムが少なくとも 1 つ市販されています。^[²³^]

採択

USB プロモーターグループは 2008 年 11 月に USB 3.0 のリリースを発表しました。2010 年 1 月 5 日、USB-IF は、 ASUS製と Giga-Byte Technology製の、最初の 2 つの USB 3.0 認証マザーボードを発表しました。^{[ 21 ]}^{[ 24 ]}以前の発表には、Gigabyte が 2009 年 10 月に発表した 7 つのP55 チップセットUSB 3.0 マザーボードのリスト^{[ 25 ]}や、生産前にキャンセルされた Asus のマザーボード^{[ 26 ]などがありました。}

商用コントローラーは2010年第1四半期に量産開始されると予想されていた。^{[ 27 ]} 2009年9月14日、FreecomはUSB 3.0外付けハードドライブを発表した。^{[ 28 ]} 2010年1月4日、Seagateはネバダ州ラスベガスで開催されたCESで、ノートパソコン（またはExpressCardスロットを追加したデスクトップ）向けに、追加のUSB 3.0 ExpressCardがバンドルされた小型ポータブルHDDを発表した。 ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}

Linuxカーネルのメインラインには、2009年9月にリリースされたバージョン2.6.31以降、USB 3.0のサポートが含まれています。 ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}^{[ 33 ]}

FreeBSDは、2011年2月にリリースされたバージョン8.2以降、USB 3.0をサポートしています。 ^{[ 34 ]}

Windows 8は、USB 3.0 のサポートを組み込んだ最初の Microsoft オペレーティングシステムでした。^{[ 35 ]} Windows 7では、オペレーティングシステムの初期リリースにはサポートが含まれていませんでした。^{[ 36 ]}ただし、Windows 7 のサポートを有効にするドライバーは、ハードウェアメーカーの Web サイトから入手できます。

Intel は、Panther Pointチップセットのリリースにより、USB 3.0 ポートを統合した最初のチップセットを2012 年にリリースしました。一部の業界アナリストは、Intel が USB 3.0 をチップセットに統合するのが遅く、主流での採用が遅れたと主張しています。^[³⁷^]これらの遅延は、 CMOS製造プロセスの問題、^[³⁸^] Nehalemプラットフォームの進歩に注力したこと、^[³⁹^]新しいチップセットを開発する前にすべての 3.0 接続規格 (USB 3.0、 PCIe 3.0、SATA 3.0 )が成熟するのを待ったこと、 ^[⁴⁰^]^[⁴¹^]または Intel が新しいThunderboltインターフェイスを優先する戦術によるものかもしれません。 ^[⁴²^] Apple, Inc. は、USB 3.0 が確定してからほぼ 4 年後の 2012 年 6 月 11 日に、USB 3.0 ポートを搭載したノートパソコンを発表しました。

AMDは2011年にFusion Controller HubでUSB 3.0のサポートを開始した。サムスン電子は、携帯機器向けに設計されたARMベースのExynos 5 DualプラットフォームでUSB 3.0のサポートを発表した。

問題

スピードと互換性

初期のUSB 3.0のさまざまな実装では、 NEC / Renesas μD72020xファミリーのホストコントローラが広く使用されていましたが、^{[ 43 ]}一部のデバイスで正しく動作させるにはファームウェアのアップデートが必要であることが知られています。^{[ 44 ]}^{[ 45 ]}^{[ 46 ]}

USBストレージデバイスの速度に影響を与える要因（USB 3.0デバイスでより顕著ですが、USB 2.0デバイスでも顕著です）は、USB Mass Storage Bulk-Only Transfer（BOT）プロトコルドライバが、一般的にUSB Attached SCSIプロトコル（UAS[P]）ドライバよりも遅いことです。^{[ 47 ]}^{[ 48 ]}^{[ 49 ]}^{[ 50 ]}

2009～2010年頃のIbex Peakベースのマザーボードの中には、内蔵のUSB 3.0チップセットがデフォルトでPCHの2.5 GT/s PCI Express レーンを介して接続されるものがあり、当時はフルスピードのPCI Express 2.0（5 GT/s）を提供できなかったため、USB 3.0ポート1つ分の帯域幅さえ確保できませんでした。このようなボードの初期バージョン（例えばGigabyte Technology P55A-UD4やP55A-UD6）には、USB 3.0チップを（PCHではなく）プロセッサに接続できる手動スイッチ（BIOS内）があり、当時でもフルスピードのPCI Express 2.0接続が可能でしたが、グラフィックカードに使用できるPCI Express 2.0レーンが少なくなるという問題がありました。しかし、新しいボード（例えば、Gigabyte P55A-UD7 や Asus P7P55D-E Premium）では、チャネルボンディング技術（これらのボードではPLX PEX8608 または PEX8613 PCI Express スイッチによって提供される）を使用して、2 つの PCI Express 2.5 GT/sレーンを 1 つの PCI Express 5 GT/sレーンに結合する（その他の機能も含む）ことで、PCH から必要な帯域幅を取得しています。^[⁵¹^]^[⁵²^]^[⁵³^]

無線周波数干渉

USB 3.0 デバイスとケーブルは、2.4 GHz ISM バンドで動作するワイヤレスデバイスに干渉する可能性があります。これにより、 BluetoothおよびWi-Fiデバイスでスループットが低下したり、応答が完全に失われたりする可能性があります。 ^[⁵⁴^]当時、メーカーが干渉の問題を解決できなかったため、Vivo Xplay 3S などの一部のモバイルデバイスは、出荷直前に USB 3.0 のサポートを中止せざるを得ませんでした。^[⁵⁵^]この問題を軽減するために、USB 3.0 デバイスと Wi-Fi および Bluetooth デバイスの距離を広げるなどの簡単な解決策から、USB デバイスと USB ホストの周囲にシールドと接地を適用することまで、さまざまな戦略を適用できます。^[⁵⁶^]^[⁵⁷^]

コネクタ

USB 3.0規格Aレセプタクル（上、パントン300C の青色）、規格Bプラグ（中央）、マイクロBプラグ（下）

USB 3.0 Standard-Aコネクタは、USB 3.0 Standard-AプラグとUSB 2.0 Standard-Aプラグのどちらでも接続できます。逆に、USB 3.0 Standard-AプラグをUSB 2.0 Standard-Aコネクタに接続することも可能です。これは下位互換性の原則です。Standard-Aプラグは、ホスト側のコンピュータポートに接続するために使用されます。

USB 3.0 Standard-Bコネクタは、USB 3.0 Standard-BプラグとUSB 2.0 Standard-Bプラグのどちらでも接続できます。下位互換性により、USB 2.0 Standard-BプラグをUSB 3.0 Standard-Bコネクタに接続することは可能です。ただし、USB 3.0 Standard-BプラグをUSB 2.0 Standard-Bコネクタに接続することはできません。これは、コネクタのサイズが物理的に大きいためです。Standard-Bプラグはデバイス側で使用されます。

USB 2.0ポートとUSB 3.0ポートは同じマシン上に共存する可能性があり、外観も似ているため、USB 3.0規格では、Standard-A USB 3.0レセプタクルに青色のインサート（Pantone 300 C色）を使用することを推奨しています。同じ色分けはUSB 3.0 Standard-Aプラグにも適用されます。^{[ 12 ]}^{：セクション3.1.1.1および5.3.1.3}

USB 3.0では、新しいMicro-Bケーブルプラグも導入されました。これは、標準のUSB 1.x/2.0 Micro-Bケーブルプラグの横に、5ピンのプラグが「重ねて」配置された構造になっています。これにより、USB 3.0 Micro-BホストレセプタクルはUSB 1.x/2.0 Micro-Bケーブルプラグとの下位互換性を維持し、USB 3.0 Micro-Bポートを搭載したデバイスをUSB 2.0 Micro-BケーブルでUSB 2.0の速度で動作させることができます。ただし、コネクタのサイズが物理的に大きいため、 USB 3.0 Micro-BプラグをUSB 2.0 Micro-Bレセプタクルに差し込むことはできません。

ピン割り当て

USB 3.0規格Aプラグ（上）とレセプタクル（下）、ピン配置図付き

このコネクタは、従来のものと同じ物理的な構成ですが、ピンが5本増えています。

VBUS、D−、D+、およびGNDピンは、USB 2.0通信に必要です。USB 3.0の追加ピン5本は、2組の差動ペアと1つのグランド（GND_DRAIN）です。2組の差動ペアはSuperSpeedデータ転送用で、全二重SuperSpeed信号伝送に使用されます。GND_DRAINピンは、ドレインワイヤの終端処理、EMIの制御、および信号の完全性の維持に使用されます。

後方互換性

USB 3.0とUSB 2.0（またはそれ以前）のタイプAプラグとレセプタクルは、相互運用できるように設計されています。

周辺機器などに搭載されているUSB 3.0 Type-Bコネクタは、USB 2.0（またはそれ以前のバージョン）のものよりも大きく、USB 3.0 Type-BプラグとUSB 2.0（またはそれ以前の）Type-Bプラグの両方に対応しています。USB 3.0 Type-BプラグはUSB 2.0（またはそれ以前の）Type-Bプラグよりも大きいため、USB 3.0 Type-BプラグをUSB 2.0（またはそれ以前の）Type-Bコネクタに挿入することはできません。

Micro USB 3.0（Micro-B）プラグとレセプタクルは、スマートフォン、デジタルカメラ、GPS機器などの小型携帯機器を主な用途としています。Micro USB 3.0レセプタクルは、Micro USB 2.0プラグとの下位互換性があります。

eSATAp（eSATA/USBコンボ）用のレセプタクルは、USB 2.0（またはそれ以前）のUSB Type-Aプラグを受け入れるように設計されているため、USB 3.0 Type-Aプラグも受け入れることができます。

USB 3.1

2013 年 1 月に USB グループは USB 3.0 を10 Gbit/s ( 1250 MB/s ) に更新する計画を発表しました。^{[ 60 ]}グループは最終的に新しい USB 仕様である USB 3.1 を作成し、2013 年 7 月 31 日にリリースし、 USB 3.0 規格を置き換えました。 ^{[ 61 ]} USB 3.1 仕様は、既存の USB 3.0 のSuperSpeed USB転送速度を引き継ぎ、現在はUSB 3.1 Gen 1と呼ばれ、動作モードUSB 3.1 Gen 2に対応するSuperSpeed USB 10 Gbit/s^と呼ばれるより高速な転送速度を導入し、第 1 世代のThunderboltチャネル 1 つと同等の速度を実現しています。新しいモードのロゴには^、 SUPERSPEED+とスタイル化されたキャプションが付いています。^[⁶²^]これは、更新されたSuperSpeedPlusプロトコルを^指しています。 USB 3.1 Gen 2 モードでは、方式を128b/132bに変更することで、ラインエンコーディングのオーバーヘッドをわずか 3% に削減し、生データレートは1,212 MB/sになります。^[⁶³^]最初の USB 3.1 Gen 2 実装では、実世界で7.2 Gbit/sの転送速度が実証されました。^[⁶⁴^]

USB 3.1規格は、USB 2.0規格を包含しつつ、専用の物理層、アーキテクチャ、プロトコルを完全に維持しています。USB 3.1規格では、以下の動作モードが定義されています。

USB 3.1 Gen 1 – 新たにSuperSpeedまたはSSとして販売され、 8b/10bエンコーディングを使用して1レーンで5 Gbit/sの信号レート（生データレート：500 MB/s）を実現。USB 3.0に取って代わった。
USB 3.1 Gen 2 – 新しい規格で、SuperSpeed+またはSS+として販売され、 128b/132bエンコーディングを使用して1レーンで10 Gbit/sの信号レートを実現します（生データレート：1212 MB/s）。

バイト単位の公称データレートは、ビットエンコーディングのオーバーヘッドを考慮した値です。物理的なSuperSpeedシグナリングビットレートは5 Gbit/sです。1バイトの送信には10ビットかかるため、生のデータオーバーヘッドは20%となり、生のバイトレートは 625ではなく500 MB/sです。同様に、Gen 2リンクではエンコーディングは128b/132bなので、16バイトの送信には物理的に16.5バイト、つまり3%のオーバーヘッドがかかります。したがって、新しい生のバイトレートは128/132 * 10 Gbit/s = 9.697 Gbit/s = 1212 MB/sです。実際には、どの動作モードでも追加のリンク管理とプロトコルオーバーヘッドがあるため、Gen 2動作モードで達成可能な最良のデータレートは、読み取りバルク転送のみで約800 MB/s 未満です。 ^[⁶⁵^]^[¹⁰^]

USB 3.0が「USB 3.1 Gen 1」として再規格化された際、一部のメーカーは定義となる世代を省略し、信号伝送速度がわずか5 Gbit/sの製品を「USB 3.1」として宣伝するためにこれを悪用した。^{[ 66 ]}

USB 3.2

2017 年 7 月 25 日、USB 3.0 プロモーターグループからのプレスリリースで、 USB Type-C仕様の今後の更新の詳細が明らかにされ、既存の USB-C ケーブルの帯域幅が 2 倍になることが定義されました。2017 年 9 月 22 日にリリースされた USB 3.2 仕様では、^{[ 10 ]}既存の SuperSpeed 認証済み USB -C 3.1 Gen 1 ケーブルは10 Gbit/s ( 5 Gbit/sから向上) で動作でき、SuperSpeed+ 認証済み USB-C 3.1 Gen 2 ケーブルは20 Gbit/s ( 10 Gbit/sから向上)で動作できます。帯域幅の増加は、USB-C コネクタのフリップフロップ機能用に設計された既存のワイヤ上でのマルチレーン動作の結果です。^[⁶⁷^]^[⁶⁸^]

USB 3.2規格には、物理層に4本の専用ワイヤを備えたUSB 2.0仕様が含まれています。Enhanced SuperSpeed Systemは両方を包含していますが、分離されており、USB 2.0の実装と並行して動作します。^{[ 10 ]}^：図3-2

スーパースピードUSB （スーパースピードアーキテクチャおよびプロトコルに基づく）：
- USB 3.2 Gen 1×1 – 新たにSuperSpeed USB 5Gbpsとして販売（SuperSpeedまたはSSに代わるもの）、8b/10bエンコーディングを使用して1レーンで5 Gbit/sの信号レート（生データレート： 500 MB/s）；USB 3.0に代わるUSB 3.1 Gen 1に代わるもの。
SuperSpeedPlus USB （ SuperSpeedPlusアーキテクチャおよびプロトコルに基づく）：
- USB 3.2 Gen 2×1 – SuperSpeed USB 10 Gbpsとして新たに販売（SuperSpeed+またはSS+に代わる）、^{[ 62 ]} 128b/132bエンコーディングを使用して1レーンで10 Gbit/sの信号レート（生データレート：1212 MB/s）；USB 3.1 Gen 2に代わる。
- USB 3.2 Gen 1×2 –新機能、 8b/10bエンコーディングを使用した2レーンで10 Gbit/sの信号レート（生データレート：1000 MB/s）。
- USB 3.2 Gen 2×2 -新製品、 SuperSpeed USB 20 Gbpsとして販売、 128b/132bエンコーディングを使用した2レーンで20 Gbit/sの信号レート（生データレート：2424 MB/s）。

前バージョンと同様に、エンコーディングと生データレートに関する考慮事項は同じです。Gen 1×2とGen 2(×1)はどちらも10 Gbit/sで信号を送信しますが、Gen 1×2は旧式の効率の低い8b/10bラインコーディングを使用しているため、Gen 2(×1)と比較して生データレートが低くなります。ただし、どちらも新しいSuperSpeedPlusプロトコルを使用しています。^{[ 10 ]}^：図3-2

2018年5月、Synopsysは、Windows PCをストレージデバイスに接続し、バルク転送の読み取りで平均1600MB /秒のデータレートを達成した初のUSB 3.2 Gen 2×2動作モードを実証しました^[⁶⁹^]^[⁷⁰^]。これは、その生のスループットの66%に相当します。

USB 3.2 は、Windows 10 のデフォルトの USB ドライバーと Linux カーネル 4.18 以降でサポートされています。^{[ 69 ]}^{[ 70 ]}^{[ 71 ]}

2019年2月、USB-IFはGen 1×2モードを除外し、SuperSpeedトライデントロゴに最大転送速度を含めることを義務付けることで、マーケティングガイドラインを簡素化しました。 ^{[ 72 ]}^{[ 15 ]}

2レーン動作（USB 3.2 Gen 1×2、USB 3.2 Gen 2×2）は、フル機能のType-Cコネクタでのみ可能です。^{[ 73 ]}

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