IEEE 1394（FireWire／i.Link）とは？シリアルバス規格の定義と用途
IEEE 1394（FireWire／i.Link）の定義と用途をわかりやすく解説。高速シリアルバスの特徴、外付けHDDやDVカメラ、車載・航空での活用例まで網羅。
IEEE1394は、一連の規格の名称である。この規格は、情報の転送に使用できるシリアルバスを規定している。規格の他の名称には、Firewire、i.Link、Lynxがある。この規格は、コンピュータをハードディスクやデジタルビデオカメラなどの外部機器に接続するためによく使用されます。また、車や飛行機でのデータ転送にも利用されている。現代のUSBに似ている。Firewireは、以前のSCSIに代わって、多くの用途に使われるようになりました。デバイスにSCSIを理解させるよりFirewireを理解させる方が簡単で、Firewireケーブルの取り扱いもSCSIケーブルよりずっと簡単です。
概要
IEEE 1394（通称 FireWire／i.LINK）は、デジタル機器間で高速にデータをやり取りするためのシリアルバス規格です。主に映像（DVカメラ→編集）、外付けストレージ、オーディオ機器などのリアルタイム性が求められる用途で広く使われました。Apple や Sony などが各社ブランド名で採用・普及させたため、製品表記としてFireWireやi.LINKという名称がよく見られます。
バージョンと転送速度
- IEEE 1394（初期）：S100／S200／S400 相当の実効転送レート（代表的に100、200、400 Mbpsのレンジ）
- IEEE 1394b（後継）：最大で800 Mbps（FireWire 800）を実現。さらに拡張により1.6 Gbps、3.2 Gbpsをサポートする規格もあります。
一般的には「FireWire 400（≈400Mbps）」「FireWire 800（≈800Mbps）」の呼称がよく使われます。
コネクタと電源
- 6ピンコネクタ：PCのデスクトップなどによくあるタイプ。電源供給機能を持ち、機器に電力を供給できます。
- 4ピンコネクタ：主にノートやDVカメラなどで使われ、電源供給は行いません（データ伝送のみ）。
- 9ピン（または別形状）コネクタ：IEEE 1394b（FireWire 800）で採用されることが多い形状で、より高速・堅牢な接続を可能にします。
- 光ファイバーや長距離用の物理層オプションも存在し、より長距離での伝送が可能です。
通信方式：アイソクロナス（等時）と非同期
IEEE 1394は2種類の伝送方式を提供します。
- Isochronous（アイソクロナス）：映像や音声のような連続データ向けに帯域を予約し、常に一定のデータレートで転送するためリアルタイム性に優れます。DVビデオのストリーミングに適しています。
- Asynchronous（非同期）：従来のファイル転送のような要求／応答型の通信に使われ、信頼性の高い転送（エラー検出・再送など）が可能です。
トポロジーとデバイス数
IEEE 1394はツリー状やデイジーチェーン接続をサポートし、ハブやブリッジを使ってブランチ接続も可能です。一つのバスに最大で63台程度のノードを接続できます（アドレス空間の制約による）。また、ホストが必須ではないピアツーピア通信が可能な点も特徴です。
実装と互換性
- ホストコントローラ：OHCI（Open Host Controller Interface）などの仕様に基づきOS側のドライバが用意されており、Windows、macOS、Linuxで対応ドライバが提供されていました。
- プラグ＆プレイ／ホットプラグ：運用時の利便性が高く、接続中にデバイスの追加・取り外しが可能です（機器側の対応にも依存します）。
主な用途と採用例
- デジタルビデオ（DVカメラ）→ パソコンによる取り込み・編集（家庭および一部の業務用途）
- 外付けハードディスクやRAID装置（高速・安定した連続転送が必要な場面）
- プロフェッショナルオーディオ機器（低レイテンシでのストリーミング）
- 車載・航空機器など、産業用途でのデータ伝送（物理層の拡張により堅牢性を確保）
USBや他規格との比較
- USBとの違い：USBはホスト中心（ホスト＝PC）が基本である一方、IEEE 1394はピアツーピア通信が可能で、アイソクロナス伝送によるリアルタイム性と持続的なスループットに強みがあります。USB 2.0（480 Mbps）はピーク値が大きいものの持続転送ではFireWireに劣る場合があり、そのためDV編集などではFireWireが好まれました。
- 普及の経緯：コストや製品統一の観点からUSBが広く普及し、後続の高速USB（USB 3.x）やThunderboltの登場により、FireWireは一般向け市場からは徐々に姿を消してきました。ただし、プロ用オーディオ機器や一部の業務機器では長く使われました。
現在の状況
近年はUSB 3.x、Thunderbolt、ネットワークベース（Ethernet、IPベースの伝送）などが主流となり、IEEE 1394の採用は縮小しています。しかし、かつてのデジタル映像ワークフローや一部のオーディオ/業務機器では今も接続手段として残っている場合があります。既存機器の接続や古い撮影データの取り込みなどでは、1394対応のインターフェースや変換アダプタが必要になることがあります。
まとめ
IEEE 1394（FireWire／i.LINK）は、リアルタイム性とピアツーピア通信を特徴とする高速シリアルバス規格で、特にデジタルビデオやプロ向けオーディオなど「継続的なデータ転送が重要」な用途で重宝されました。現在は主流から退きつつありますが、現場や既存資産の観点から一定の存在価値を保っています。
6ピンと4ピンのFirewireコネクタ
メリット
FireWireは、マシンビジョン用の産業用システムやプロ用オーディオシステムで人気があります。一般的なUSBよりも実効速度や電力分配能力が高く、コンピュータのホストを必要としないため、好まれています。さらに重要なことは、FireWireはすべてのSCSI（古い接続可能性）機能をフルに活用できることだ。USB 2.0と比較すると、通常、より高いデータ転送速度を持っています。この機能は、オーディオやビデオの編集者にとって重要です。また、家庭用または業務用のオーディオ/ビデオ使用を目的とした多くのコンピュータは、Apple Inc.とソニーのすべてのラップトップコンピュータ、現在生産されているDellとHewlett-Packardのほとんどのモデルなど、FireWireポートを内蔵しています。USBと並んで、DIY用PCのリテールマザーボードに搭載され、一般に入手可能である。FireWireは、ワイヤレス、光ファイバー、同軸ケーブルの各バージョンがある。しかし、FireWireの利用者から要求される著作権料や、実装に必要なハードウェアが高価なため、製品コストが重要なマスマーケットにおいて、FireWireがUSBを駆逐するには至らなかった。
歴史と発展
FireWireは、IEEE1394高速シリアルバスのApple Inc.の名称である。Appleは、FireWireをパラレルSCSI（Small Computer System Interface）バスのシリアル代替品とする一方で、デジタルオーディオおよびビデオ機器の接続性を提供することを意図していました。AppleによるオリジナルのIEEE 1394の開発は1995年に完了し、その後、いくつかの改良が加えられた。その後、IEEE 1394a-2000、IEEE 1394b-2002、IEEE 1394c-2006の改正を経て、現在に至っている。現在、これら4つの規格を統合し、新たな1394規格を制定することを目指している。ソニーのi.LINKは、4本の信号ピンのみを使用し、電源を供給する2本のピンは、ソニーのi.LINK製品では電源コネクタが別になっているため省かれています。
バージョン
FireWire 400 (IEEE 1394)
FireWire 400は、100、200、400Mbit/sのデータ転送速度でデバイス間のデータ転送が可能です。6ピンコネクタはデスクトップコンピュータによく見られるもので、接続されたデバイスに電力を供給することができます。通常、デバイスはポートから約7〜8ワットの電力を引き出せますが、デバイスによって電圧は大きく異なります。
機能拡張（IEEE1394a）
修正 IEEE1394aは2000年にリリースされました。すでに広く使われていた4ピンコネクタを標準化したものである。4ピンバージョンは、ビデオカメラや一部のノートパソコン、その他の小型FireWire機器など、多くのコンシューマー機器に使用されている。6ピンのインターフェースと完全にデータ互換性がある。
FireWire 800 (IEEE 1394b)
9ピンのFireWire 800は、2003年にApple Inc.によって商業的に導入されました。この新しい仕様（1394b）と対応する製品では、786.432Mビット/秒の転送速度が可能です。FireWire 400の遅い転送速度と6ピンコネクタの下位互換性である。ただし、IEEE 1394aとIEEE 1394bの規格には互換性があるが、コネクタが異なるため、以前のバージョンで使用していたケーブルには互換性がない。
FireWire S3200
2007年12月、1394 Trade Associationは、S3200モードを使用した製品がまもなく発売されると発表した。既存のFireWire 800と同じ9ピンコネクタを使用し、既存のS400およびS800デバイスと完全な互換性を持つことになるという。今後の製品は、USB3.0に対抗するためのものである。
技術説明
速度
FireWire、またはSの後に記載されている数字は、MBit/sでのおおよその速度を示しており、次の100に切り上げられます。最初のバージョンは98.304.000Bits/s、または12.288.000Bytes/sの転送が可能です。その後に登場したバージョンでは、この速度とその倍数の速度が出せる。SI接頭辞を使うと正確に98.304kBit/s、2進接頭辞を使うと96.000kBit/sとなる。混乱を避けるため、次の100に最も近い数字に丸められます。そうすると、S3200は3.200MBit/sでも3.200MiBit/sでもなく、3.145,728Mbit/s、つまり3.000MiBit/sの転送を行うことになります。これは約2,93 Gibit/sである。
アドレス管理、バス管理
USBとは異なり、バスを常に管理するデバイスは1つもありません。各デバイスがバスを管理することができるのです。新しいデバイスが接続されると、どのデバイスが管理を行うか、デバイス間で交渉が行われます。
アドレスは64ビットの長さです。このうち、10個はセグメント（ネットワークの一部）を識別するために使われ、6個はノードに使われ、48個は自由に利用できる。複数のセグメントを接続するために使用される規格は、まだ批准されていない。このため、現在、すべてのFirewireネットワークは、1つのセグメントしか使用していません。
セキュリティの問題
FireWireバス上のデバイスは、ダイレクトメモリーアクセスで通信することができます。ダイレクトメモリアクセス（DMA）により、デバイスはハードウェアを使用して内部メモリをFireWireの「物理メモリ空間」にマッピングすることができます。FireWire ディスクドライブが使用する SBP-2 (Serial Bus Protocol 2) は、この機能を使用して、割り込みとバッファーコピーを最小限に抑えています。SBP-2では、イニシエータ（制御デバイス）は、ターゲットのFireWireアドレス空間の指定エリアにコマンドをリモートで書き込むことでリクエストを送信する。このコマンドには、通常、イニシエータのFireWireの「物理アドレス空間」内のバッファアドレスが含まれます。ターゲットは、このスペースを使用して、イニシエータとの間でI/Oデータを移動することになっています。
多くの実装では、FireWire の "物理メモリ空間 "とデバイスの物理メモリとの間のマッピングにハードウェアを使用しています。その中でも、PC や Mac、特に OHCI を使用したものがあります。この場合、オペレーティングシステムは転送に関与しない。そのため、低レイテンシーで高速な転送が可能であり、データが不必要にコピーされることもない。ただし、信頼できないデバイスがバスに接続されると、セキュリティ上のリスクとなる可能性がある。したがって、セキュリティが懸念されるインストールでは、Firewire の物理メモリ空間をマッピングするために仮想メモリを使用する新しいハードウェアを使用するか、OHCI が行うマッピングを無効にします。また、Firewire サブシステム全体を無効にするか、Firewire を全く提供しないかもしれない。
この機能は、例えばオペレーティングシステムがクラッシュしたマシンのデバッグなどにも有効です。システムによっては、リモートコンソールを提供するために使うこともできます。FreeBSDでは、dconsドライバがデバッガとしてgdbを使い、両方を提供します。Linuxでは、firescopeとfireproxyが存在します。
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質問と回答
Q: IEEE 1394とは何ですか?
A: IEEE 1394は、情報転送に使用できるシリアルバスを規定した一連の規格の名前です。
Q: IEEE 1394の他の名称にはどのようなものがありますか?
A: IEEE 1394の他の名称にはFirewire、i.Link、Lynxがあります。
Q:IEEE1394の目的は何ですか?
A:この規格は、コンピュータをハードドライブやデジタルビデオカメラなどの外部デバイスに接続するためによく使われます。また、自動車や飛行機でのデータ転送にも使用されています。
Q:IEEE1394はUSBと比較してどうですか?
A:現代のUSBと似ています。
Q:Firewireは何に取って代わられたのですか?
A:Firewireは多くのアプリケーションで以前のSCSIを置き換えたものです。
Q: なぜデバイスにSCSIを理解させるよりFirewireを理解させる方が簡単なのですか?
A: Firewireを理解させることは、SCSIを理解させることよりも簡単です。なぜなら、Firewireケーブルの取り扱いは、SCSIケーブルの取り扱いよりもずっと簡単だからです。
Q:SCSIの代わりにFirewireを使用する利点は何ですか?
A: SCSIの代わりにFirewireを使用する利点として、ケーブルの取り扱いが容易であること、デバイスの理解が容易であることがあげられます。
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