USBの電力供給

質問

USBの電力供給の仕組みについての質問です。

USB給電ケーブルがついたポータブルHDDなどが売られていますが、どうしてこれを利用すると十分な電流が得られるのでしょうか？
バッファロー、USB給電ケーブル付きのUSB 2.0外付けHDD
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2003/1023/buffalo.htm

給電ケーブルを利用していないときは正常に動作せず、給電ケーブルを利用すると動作するというのであれば、もともとのケーブルと給電ケーブルをあわせて必要な電力の供給を受けているのだろうということはなんとなく推測できます。

ただ、PC本体の個々のUSBポートもルートハブでつながっていると思いますし、その供給電力の総容量も決まっていると思います。それなのになぜ上記のような挙動を示すのかが不思議です。
たとえば、ルートハブ全体で1500mAの総容量があるのであれば、給電ケーブルなどなくても1ポートに500mAを最大で提供できるので、正常な動作ができると思いますし、もしルートハブ全体として500mAの容量しかなく、そのうちの一部しか電力供給をHDDに流せないのだとしたら、追加で給電ケーブルをUSBポートにつないだとしても正常な動作に持っていけるという理屈がわからないのです。

また、バスパワーのUSBハブの場合はPC本体のUSBポートからきた最大500ｍAのうちハブとして100mA、残りの400mAをそのハブのポートで按分して利用するという話をきいたことがあるのですが、その際に各ポートは完全に100mAという数値で区切られるのでしょうか？それともあくまで全体として400mAという総容量で決められるのでしょうか？
またこれらのルールはPC本体内のルートハブについても適用されますか？
できればこのあたりも教えていただきたいです。

お手数ですが、識者の方、ご回答をお願いします。

回答No.2

Tacosan · ベストアンサー

「ルートハブ」は「USB 接続という木構造の最上位の根にあたるセルフパワーハブ」という位置づけです. ということで特別扱いはしていません.
USB の規格としては, セルフパワーハブ・バスパワーハブの場合とも「1ポートあたり少なくともこれだけの電流を流すことができるように」という形で決まっています. 「ハブ全体」での供給可能電流量の規定はありません.
でその「規格上の最低電流」がセルフパワーハブなら 500 mA だしバスパワーハブなら 100 mA です. もちろんこれは「最低値」なので, これより多くの電流を供給できて問題ありません. 実際, 一部のカードでは「1 A 給電できる」をうたっていましたし, 「2個のポートを合わせて 1 A」という制限のマザーボードも存在ありました (単に 2個のポートに対して 1個の電流ヒューズを入れただけだが).
逆にデバイス側から言えば, バスパワードな USB デバイスを作る上での指標として「バスパワーハブにつないでも動くようにするなら消費電力は 100 mA 以下」とか「セルフパワーハブにつないで動くようにするだけなら消費電力は 500 mA 以下」というのが目安になります.
ただし, 実際問題として起動時には通常動作時より多くの電流を必要とするわけで, 起動時に 500 mA で足らなくなる可能性があります. すると, 「規格上ぎりぎり」の設計をした場合には動かなくなるため, 別の USBポートから電流をもらって回避することは当然考えられます.

お礼

ぎりぎりの設計がされている場合の対応としてこのような仕組みがあるということですね。参考になります。ありがとうございます。

回答No.1

kusa_mochi

本当に質問者殿が知りたい情報を知っているのは、メルコの外注先でそのUSB機器を設計した技術者だと思うが、その様な人たちは職務上知りえた事を社外でペラペラ喋るわけにはいかない。
(守秘義務というやつだ)

で、専門外の私が代わって推測するのだが・・・

恐らくこういうことだと思う。

　・USBのwikipedia等を見ると給電能力は「1本当り」500mAと書かれている。
　　なので、複数のコネクタを全部合計した総合給電能力は、USB規格で定義されているわけではないと思われる。
　　多分マザーボード側の設計に委ねられているのではないだろうか。
　・質問主殿の張ったリンク先にある画像を良く見ると、“供給電力が不足する場合”とか“供給電力が安定”という文言が書かれている。
　　その機器の消費電力は2.5Wと仕様に書かれているので、500mA使うタイプのデバイスだと思う。
　　そこから考えるとPC側の事情で仕様通り『どの様な状況でも500mA必ず供給する』事が出来ないPCの事を想定しているのではないかと思う。
　　PC側の劣化により「低負荷状態でも」500mAの給電能力が無くなったPCとか、他のCPUやビデオチップが全力稼動した等の給電能力がいっぱいいっぱいの状況時に500mAの給電が出来なくなるPCとか。

お礼

ありがとうございます。
何らかの事情から500mAの供給ができなくなったPCということですね。ただそれだと別のUSBポートに給電ケーブルを指しても結局は給電能力が足りないので供給できないような気がするのですが・・・
各USBポートが独立し、あるポートで給電能力が下がってしまっていたとしても他のポートからは給電できるような仕組みと場合ということでしょうか・・・？