最近、スマートテレビのメーカーがUSB 3.0ではなくUSB 2.0ポートを使い続けているため、テレビの性能が足を引っ張られていると主張する記事を読みました。一見すると、その主張はもっともらしく聞こえます。USB 3.0のほうが新しく、USB 3.0のほうが高速なのだから、現代のテレビにはUSB 3.0が搭載されているべきだ、というわけです。
しかし、考えれば考えるほど、その主張にはあまり納得できなくなってきました。
USB 2.0がテレビにとって今でも十分に合理的である理由はいくつかありますが、最大の理由は単純です。テレビはコンピューターではありません。テレビの背面にあるUSBポートには非常に明確な役割があり、そのポートの帯域幅を大幅に増やしたからといって、必ずしもテレビの性能が向上するわけではありません。
USB 2.0には4K動画に十分な帯域幅がすでにある
最初のポイントは帯域幅です。
USB 2.0の理論上の最大転送速度は480 Mbpsです。しかし、USB 2.0フラッシュドライブから実際のファイル転送で480 Mbpsをフルに得られると考えるべきではありません。プロトコルのオーバーヘッド、USBコントローラー、フラッシュメモリ、そしてストレージデバイスそのものによって、実際の性能はすべて低下します。
それでも、より現実的なUSB 2.0の読み取り速度として約25～40 MB/sを使用した場合でも、利用可能なデータスループットはおよそ200～320 Mbpsになります。
では、それをテレビが圧縮された4K動画を再生するために実際に必要とするデータ量と比較してみましょう。
一般的な圧縮4K動画ストリームで必要となる帯域幅は、およそ20～60 Mbpsです。100 Mbpsで再生される非常に高品質なHEVC動画でさえ、必要な持続読み取り性能は約12.5 MB/sにすぎません。
USB 2.0なら、それを十分に処理できます。
重要なのは映画ファイルのサイズではない
ここで、「大容量の4K映画ファイル」という主張も誤解を招きやすくなります。映画ファイルそのものの物理的なサイズによって、USBインターフェースがどれだけ高速に読み取る必要があるかが決まるわけではありません。重要なのはビットレートです。
60 Mbpsでエンコードされた20GBの映画と、同じく60 Mbpsでエンコードされた100GBの映画では、再生中にUSB接続へ要求される帯域幅は基本的に同じです。大きなファイルにはより多くのデータが含まれていますが、動画の再生中にテレビがそのデータを消費する速度は、どちらの場合も約60 Mbpsにすぎません。
これは、私たちの多くがコンピューター上でUSBの性能を考えるときとは大きく異なります。
もし私が100GBのデータを1台のUSBデバイスから別のUSBデバイスへコピーするのであれば、USB 2.0を使っているのかUSB 3.0を使っているのかは非常に重要です。100GBのデータがUSB 2.0の速度で転送されるのを、ただ座って待ちたくはありません。そのような用途では、USB 3.0には明確で大きなメリットがあります。
しかし、テレビがやっているのはそういうことではありません。
通常のメディア再生では、テレビは基本的にUSBストレージデバイスから連続したデータストリームを読み取り、そのデータをビデオデコーダーへ送っています。USBインターフェースがデコーダーの消費速度よりも速くデータを供給できるようになれば、USB接続を10倍高速にしたところで、映画が10倍良く再生されるわけではありません。
データが早く到着したからといって、ピクセルがより鮮明になるわけではありません。
スマートテレビのUSBポートはPCのUSBポートではない
テレビメーカーがより高速なUSBポートの搭載を急いでいない理由はもう一つあり、こちらのほうがさらに見落とされがちだと思います。
スマートテレビのUSBポートは、テレビメーカーによって意図的に機能が制限されています。
USBデバイスをWindows PCに接続すると、何千種類ものUSBデバイス、ドライバー、USBデバイスクラスをサポートするよう設計されたオペレーティングシステムを利用できます。しかし、スマートテレビはまったく異なります。以前、テレビのUSBインターフェースがコンピューターのUSBとは異なる理由について説明したように、テレビがどのUSB機能を認識するのか、そして接続されたデバイスに何を許可するのかはメーカーが管理しています。
テレビは、映画、写真、音楽のためにUSBマスストレージをサポートしている場合があります。キーボードや、メーカーが承認した特定のアクセサリーをサポートすることもあります。一部のテレビでは、ファームウェアのアップデートやサービス機能にUSBが使われています。また、モデルや地域によっては、接続されたUSBストレージへテレビ番組を録画できる場合もあります。
こうした機能は、テレビのファームウェアとオペレーティングシステムによって制御されています。物理的なUSB接続がたまたまUSB 2.0の速度で動作するのか、それともUSB 3.0の速度で動作するのかによって決まるものではありません。
メーカーがUSB環境を厳密に制御しておくことには、セキュリティ上の十分な理由もあります。USBデバイスクラス、ドライバー、外部インターフェースを追加するたびに、保守しなければならないソフトウェアが増え、テストすべき互換性のシナリオも増え、さらに新たな攻撃対象領域が生まれる可能性があります。
忘れてはいけないのは、現在のスマートテレビは必ずしも単独で孤立した家電製品ではないということです。家庭のWi-Fiネットワークに接続され、コンピューター、スマートフォン、セキュリティカメラ、ネットワークストレージ、その他のスマートデバイスと同じネットワーク上に存在している場合があります。悪意のあるUSBデバイスや侵害されたフラッシュドライブが、テレビのUSBスタック、メディアパーサー、またはファームウェアの脆弱性を悪用できた場合、問題は単にテレビをクラッシュさせるだけでは済まない可能性があります。侵害されたネットワーク接続機器が、家庭内ネットワークへ侵入するための新たな足掛かりになる可能性もあります。
このことも、テレビメーカーがUSBポートに何を認識させ、何を実行させるのかについて慎重になる理由の一つです。映画、写真、音楽のために基本的なマスストレージをサポートすることと、多種多様なUSB周辺機器、ドライバー、デバイスクラスをサポートすることは、まったく別の話です。メーカーの立場からすれば、テレビが必要としていないのにUSBポートを汎用コンピューターインターフェースへ変える理由はほとんどありません。
5 GbpsのUSB 3.0コントローラーをテレビに搭載したからといって、そのUSBポートが魔法のようにコンピューターのUSBポートと同じものになるわけではありません。
USB 3.0には何かメリットがあるのか？
もちろん、テレビでUSB 3.0が役立つ状況はあります。より高速なストレージであれば、大量のデータを扱う処理を改善できる可能性があります。また、USB 3.0は標準的なUSB 2.0ポートと比べて、より多くの電力を供給することもできます。メーカーがテレビを設計する際に、より高速なUSB Ethernetアダプターや、追加の帯域幅が実際に役立つその他の周辺機器をサポートすることも可能です。
これらは確かに正当なメリットです。
しかし、それと「USB 2.0のせいで現代のテレビが4K動画を正しく再生できない」という話はまったく別です。
一般的な圧縮動画の再生では、USB 2.0はすでにテレビが通常必要とする帯域幅を大幅に上回っています。USBストレージデバイスから4K映画を再生したときに映像が途切れるのであれば、USB 2.0インターフェースを自動的に原因と決めつける前に、ストレージデバイスの持続読み取り性能、動画のビットレート、コーデック、コンテナ形式、ファイルシステム、テレビのデコーダー、そしてファームウェアを確認します。
速くしても問題が解決しないことはある
古いインターフェースが製品に残っている理由が、メーカーが数ドルのコストを節約したいから、という場合もあります。そういうことは確かにあるでしょう。
しかし一方で、より高速なインターフェースに変更しても、実際には意味のある問題を解決できないため、古いインターフェースがそのまま使われている場合もあります。
スマートテレビでUSBストレージから圧縮動画を再生する用途は、USB 2.0がその良い例です。USB 3.0のほうが高速であることに疑いの余地はありません。
ただ、テレビにはその速度の大部分が必要ないのです。
EEAT注記：この記事は、Nexcopy Incorporated社長のGreg Morrisが執筆しました。Nexcopyは2004年以来、USB複製、USBテスト、フラッシュメモリのソリューションを開発しています。本記事の技術的な内容は、USBストレージデバイス、USB転送性能、フラッシュメモリハードウェアに関する実務経験に基づいています。
