USBとイーサネットの違い

今、シリアル通信規格について勉強している学生です。タイトルのことがわからず、質問をさせていただきました。

USBとイーサネットは、USB2.0が480Mbps, 1000BASE-Tのイーサネットが1000Mbpsとどちらも高速なシリアル通信規格に思えるのですが、どうしてあまり競合せず住み分けができていて、どちらもある程度の需要を保つことができているのでしょうか？　高速なシリアル通信を行うことが目的なら、目的をどちらの規格も共有している以上どちらかが淘汰されるんじゃないかと思ってしまいます。

個人的には、軽く、接続部の面積の狭さ、及びケーブルの長さを長くとれることからイーサネットの方が優れている気がするのです。

たとえば、何故外付けハードディスクにはパソコンとのインターフェースとしてUSBが採用され、イーサネットが採用されないのでしょうか？シリアル通信規格という特徴以外にイーサネットとUSBには根本的な違いがあるのでしょうか？

よろしくお願いします。

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2008/12/17 11:37

「外付けハードディスク」でも USB じゃなくてイーサを使っているのもあるんだけどなぁ.... なんで気づかないんだろう. そして, それらの実際の価格を見ると「なにかが違う」と気づくはず.

いろいろと違うところはあるけど
・そもそも「本来の目的」が違うというのは #1 の通り. この点で USB と比較すべきはイーサネットではなく IEEE1394.
・ネットワークトポロジーが違う: USB はホストをルートとするツリー状のトポロジーを構成しますが, 1000base-T ではポイント・トゥ・ポイントのトポロジーになります.
・通信相手の違い: USB のデバイスは, (論理的に) ホストとのみ通信します. しかも, ホストから要求された時に限って通信をします. これに対しイーサネットでは本質的にすべてのデバイスが対等です. この点ではイーサネットと IEEE1394 が同じ.
・パケット処理のコスト: USB はそもそも「周辺機器との接続」のための規格なので, 本質的にハードウェアですべての処理が完了します. 一方イーサネットでは基本的にパケット処理をソフトウェアで行います. だから, USB デバイスの処理能力はほとんど不要ですが, イーサネットでつなくデバイスには (いくら処理能力が低いといっても) CPU がごく普通についています. イーサネットのパケット処理をハードウェア的に行うことも可能ですが, そうするとやたらと高くなります. 10万円はくだらないレベル.
で, 全体として「イーサネットは USB より高機能」となってしまうのですが, その代償として「高い処理能力とそれに伴う高い消費電力 (と高い金額)」が要求されます. だから, 「固定したホストと通信できれば十分」というデバイスには USB を使えばいいし, 「その時々に応じていろんなホストと通信したい」ときにはイーサを使ったりします. 例えばプリンタでも, 「プリンタを複数のホストで共有する」場合にはイーサを使います.
「接続部の面積の狭さ」ってのは意味が分からんけど, コネクタのフットプリントそのものはほとんど変わらないはず.
スーパーコンピュータでイーサネットを使うというのは今ではちょくちょくあると思います. いわゆる「グリッドコンピューティング」なんかはそうでしょう. ただし, 「イーサネットの通信はオーバヘッドが非常に大きい」という問題も抱え込むことになります. 力技で回避できるんだけど, あまりスマートじゃない.

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。いろいろな側面から説明をいただき、これからの勉強の道筋となりました。

お礼日時：2008/12/25 22:49

No.4 回答者： Tasuke22 回答日時： 2008/12/17 07:06

> スーパーコンピュータにするなどの使用法もあるのですね。

いえ、書きようが悪かったようです。
スイッチングハブが別の使われ方をしたという例で、
ここではイーサネットは使われていなかったと思い
ます。記憶があいまいですが

この回答へのお礼

了解しました。ありがとうございます。

お礼日時：2008/12/25 22:48

No.3 回答者： Tasuke22 回答日時： 2008/12/17 02:53

将来的には分からないのじゃないかという気もします。

シリコングラフィック社のWSはメモリやCPUをスイッチ
ングハブで接続し、そのままCPUを128個とか256個接続
してしまいスーパーコンピュータにしたりしています。

イーサネットが多くのシーンで使われる可能性も無きに
しもあらずではないかと思ったりします。

ある意味、プリンタサーバ付きのプリンタや、ファイル
サーバなどは、その方向性を示しているのではないでし
ょうか。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

スーパーコンピュータにするなどの使用法もあるのですね。勉強になりました。

お礼日時：2008/12/17 04:19

No.2 回答者： Toshi0230 回答日時： 2008/12/17 02:11

2つの規格は、策定された目的がまず異なります。

イーサネットは、ノード間の通信を行うための規格で、ノード間に差はありません。
一方、USBはPCの周辺機器を接続するためのインタフェース／データバスとして規格化された物で、基本的にPC（USBホストアダプタ）を基点に、各種周辺機器がツリー上にぶら下がる形で接続されます
つまり、ノード間に上流・下流の差があります。

この形態の差が、棲み分けを生んでいるのではないでしょうか。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

では、ノード間に上流・下流の差がある場合にイーサネットを用いようとすると、何か問題が発生するのでしょうか？　1000BASE-TのピンアサインとUSBのピンアサインを見てみると、前者が8ピン（実質4ピン？）で後者が4ピンなので、ハードウェア的にはイーサネットでUSBを代用できてしまう気もするのです。
さらに、最近のパソコンの周辺機器であるプリンタはUSB無しでLANケーブルで接続できているのですが、これはプリンタがほかの周辺機器とは特別に何か違う点があるのでしょうか？

補足日時：2008/12/17 03:28

No.1 回答者： x1va 回答日時： 2008/12/17 02:04

> USBには根本的な違いがあるのでしょうか？

速度にしか目がいっていなければ分からないでしょうね。
USBは周辺機器の接続用。イーサネットはデータ通信専用。使用目的が全然違うから規格も大きく違います。

この回答への補足

回答ありがとうございます。

周辺機器を接続用といっても、その目的は結局デジタルデータのシリアル通信だと思うので、使用目的が同じに見えてしまいます。USBにはできてイーサネットにはできない、何か規格上の制限が存在するのでしょうか？　USBは、イーサネットと違ってそんなに電力を必要としない周辺機器に対して電力を供給する能力がありますが、電源は外部電源だがインターフェースはUSB、という周辺機器もあるので、ほかにも何か周辺機器を接続するために必要でかつUSBにできてイーサネットにはできないこと、があるのでしょうか？

補足日時：2008/12/17 03:34