ESP32-C3 vs ESP32-S3 解説：性能、機能、そして最適なチップの選び方

注記

低コスト・低消費電力の接続センサーにはESP32-C3を選択してください。

カメラ、ディスプレイ、デバイス上のAI、またはUSBを扱う場合は、ESP32-S3を選択してください。

WIFIを使用してインターネットに接続したり、BLEでデータを送信するプロトタイプを作成する場合、設計者の間で最も人気のある選択肢はESP32です。ESP32シリーズの中で最も人気のある2つのチップは、ESP32-C3とESP32-S3です。悩みどころは、必要なアプリケーションに応じてどちらを選ぶかということです。

ESP32-C3とESP32-S3のどちらを選ぶかは、初心者もベテランエンジニアも迷うところです。なぜなら、スペック上はどちらも2.4 GHz Wi-FiとBluetoothチップであり、「ただ動く」からです。しかし、これらはまったく異なる用途向けに作られています。

このガイドで学べること:

• ESP32-C3とESP32-S3の簡単な比較表
• 主要なハードウェアとアーキテクチャの違いをひと目で確認
• CPU、メモリ、GPIO、USB、Wi-Fi、Bluetoothの比較
• AIアクセラレーション、カメラ、ディスプレイ機能の説明
• 消費電力とバッテリー寿命に関する考慮事項
• さまざまなアプリケーションにおける価格差と全体的な価値
• プロジェクトに適したESP32を選択するための実用的なフレームワーク

ESP32-C3 vs ESP32-S3: クイック比較表

図: ESP32-C3 vs ESP32-S3

以下の表は、ESP32-C3とESP32-S3の信頼できる仕様比較です。各行はEspressifの公式データシートと照合されています。

注記

両方のチップが同じ無線機能を共有していることに注意してください: 2.4 GHz Wi-Fi 4 と Bluetooth Low Energy 5.0 です。どちらのチップもデュアルバンドWi-Fiには対応していません。

ESP32-C3 vs S3: 主な違いの概要

まずはコア: C3はシングルコアRISC-V、S3はデュアルコアXtensa LX7です。

次にメモリ: S3は外部PSRAM（最大16 MB）を搭載できますが、C3はできません。

3つ目はインターフェース: S3はネイティブUSB-OTG、カメラ、LCD、AIベクトル命令のサポートがはるかに優れており、これらはC3にはありません。

箇条書きでの違いは次のとおりです:

• CPU: C3はRISC-Vコアを1つ搭載、S3はXtensa LX7コアを2つ搭載し、真のマルチタスクを実現。
• 速度: C3は160 MHz、S3は240 MHz。
• メモリ: 400 KB SRAM / 512 KB SRAM（PSRAMはS3のみ）。
• GPIO: C3は22ピン、S3は45ピン。
• USB - C3は基本的なシリアル/JTAG、S3はフルUSB-OTGホストおよびデバイス。
• マルチメディア & AI: カメラ、LCD、ベクトルAIはS3の専用機能。
• コストと消費電力: C3はより安価でアイドル時の消費電力が低く、S3はより高性能。

それでは、一つずつ詳細な比較を見ていきましょう。

CPU概要: ESP32-C3 vs ESP32-S3

図: ESP32-C3およびESP32-S3のCPU概要

ESP32-C3: 低コストRISC-V IoTチップ

ESP32-C3は、低コストかつ低消費電力のWi-Fi/BLEチップという課題に対するEspressifのソリューションです。最大160 MHzで動作するシングルRISC-V 32ビットコア、400 KBのSRAM、384 KBのROM、統合された2.4 GHz Wi-Fi 4およびBluetooth LE 5.0を搭載しています。PSRAMやネイティブUSB-OTGはなく、ダイと部品表（BoM）を小さく抑えるのに役立っています。

このスリムな設計により、C3はバッテリーセンサー、スマートプラグ、BLEビーコン、シンプルな接続制御に最適です。最新のセキュリティ機能とBLEを同等の価格で備えた、旧型ESP8266のアップデートとして販売されることがよくあります。

ESP32-S3: デュアルコアAIおよびマルチメディアチップ

ESP32-S3はかなり異なる製品です。最大240 MHzで動作する2つのXtensa LX7コア、512 KBのSRAM、大きなフレームバッファとモデル用の最大16 MBの外部Octal PSRAMを備えています。C3と同じ2.4 GHz Wi-Fi 4およびBLE 5.0無線を搭載しています。

S3の特徴は、CPUに加えて、ニューラルネットワークを高速化する128ビットSIMDベクトル命令、ネイティブUSB-OTG、LCDおよびRGBディスプレイインターフェース、さらにDVPカメラインターフェースなど、その他のすべての機能です。音声アシスタント、カメラ付きドアベル、エッジAIガジェット、リッチなタッチスクリーンHMI向けのチップです。

ESP32-C3 vs ESP32-S3: CPUアーキテクチャ (RISC-V vs Xtensa LX7)

ESP32-C3とESP32-S3の主な違いは、シングルコアRISC-VとデュアルコアXtensa LX7です。

C3は、160 MHzで動作するシングルのオープンスタンダードRISC-Vコアを搭載しており、センサーのポーリング、プロトコルスタック、軽い制御ループに十分です。

S3は、240 MHzの独自Xtensa LX7コアを2つ搭載しており、1つはWi-Fi用、もう1つはアプリケーション用に使用できます。

これは、カメラデータのストリーミングとネットワークスタックの実行など、2つの高負荷タスクをファームウェア内で同時に実行する必要がある場合に最も重要です。

シングルコアのC3では、これらのタスクはタイムシェアリングされ、互いに詰まる可能性があります。デュアルコアのS3では、これらは並行して実行されるため、リアルタイムマルチメディア処理とS3がほぼ必然的に関連付けられます。どちらも同じEspressifツールチェーンとESP-IDFフレームワークを採用しており、アーキテクチャの違いが高水準のコードに影響を与えることはほとんどありません。主に、同時に実行されるタスクの数に影響します。

メモリとPSRAMの比較: ESP32-S3 vs ESP32-C3

メモリに関しては、見出しはPSRAMです。ESP32-C3は400 KBのオンチップSRAMを搭載し、PSRAMには対応していませんが、ESP32-S3は512 KBのSRAMを搭載し、最大16 MBの外部Octal PSRAMを追加できます。プロジェクトで大きなバッファが必要な場合、S3が唯一の現実的な選択肢です。

「なぜPSRAMがそれほど重要なのか？」をご存知ですか？ 単一のVGAカメラフレームや控えめなTensorFlow Liteモデルは、瞬時に400 KBを超える可能性があります。外部PSRAMがないと、C3はそのデータを保持できません。これが、カメラやデバイス上のAIに使用されない技術的な理由です。

C3の場合、主に小さなパケットを送受信する日常的な接続デバイスには400Kで十分です。画像、オーディオバッファ、MLモデルが関わってくると、PSRAMを備えたS3が必要になります。

GPIOとペリフェラルの比較: ESP32-S3 vs C3

最も簡単で実用的な違いの1つは、各プロセッサが持つピン（GPIO）の数です。ESP32-C3は22 GPIO、ESP32-S3は45 GPIOです。これにより、ピンが不足する前に配線できるペリフェラル、センサー、バスの数が2倍になります。

ディスプレイ、カメラ、いくつかのセンサーを1つのボードに搭載する場合、これらの追加ピンは贅沢品ではなく、必需品です。

• ESP32-C3のペリフェラル: SPI、I2C、I2S、UART、PWM、ADC、温度センサー。
• ESP32-S3のペリフェラル: C3の全ペリフェラルに加え、追加のバスインスタンスとSD/MMCホスト、14ピンの静電容量タッチ、カメラおよびLCDインターフェース。

USBサポート (シリアル/JTAG vs ネイティブUSB-OTG): ESP32-C3 vs ESP32-S3

図: ESP32-C3およびESP32-S3のUSBポート

実際の使用における最大の違いの1つです。具体的に見ていきましょう。

ESP32-C3にはUSBシリアル/JTAGコントローラがあり、フラッシュ書き込みやデバッグには最適ですが、完全なUSB-OTGペリフェラルではありません。ESP32-S3はネイティブにUSB-OTGホスト/デバイスをサポートしています。C3は、プログラミングとログ出力用のシリアルポートとしてPCに認識させることができますが、それだけです。

S3は、USBキーボード、マウス、MIDIデバイス、マスストレージドライブとして認識させることができ、他のUSBデバイスと通信するUSBホストとしても機能します。製品をUSBガジェットとして設計する場合や、製品からUSBデバイスを読み取る必要がある場合は、S3を使用する必要があります。

つまり、C3にもUSBは「あります」が、シリアルとJTAGのみです。フルUSB-OTGはS3の機能です。

Wi-FiとBluetoothの比較: ESP32-C3 vs S3

ワイヤレス機能はESP32-C3とESP32-S3の両方で同じで、2.4 GHz Wi-Fi 4 (802.11 b/g/n) とBluetooth Low Energy 5.0です。

一部の記事では、S3のWi-Fi接続が「デュアルバンド」または「5 GHz」と呼ばれることがありますが、これは誤りです。どちらのチップもデュアルバンドWi-Fiには対応していません。両方の無線が、Coded PHY（ロングレンジ）と2 Mbps PHY（ハイスループット）を備えたBLE 5.0をサポートしています。

したがって、接続性に実質的な違いはなく、2つの間の決定要因になるべきではありません。

AI、カメラ、LCDサポート: ESP32-C3 vs ESP32-S3

S3が圧倒的な強みを持つカテゴリです。ニューラルネットワーク演算をサポートするために、ESP32-S3は128ビットSIMDベクトル命令を追加し（EspressifのESP-DSPおよびESP-NNライブラリによる）、DVPカメラインターフェース、LCDおよびRGBディスプレイインターフェースも追加しています。これらはESP32-C3には一切ありません。これが、ウェイクワード音声アシスタント、人物検知カメラ、ジェスチャー認識、スマートディスプレイにS3が採用される理由です。

理論上、C3は小さな分類器には使用できますが、ベクトルアクセラレーション、PSRAM、カメラインターフェースがないため、実際のマルチメディアAIには適していません。

• デバイス上のAI: S3のみ（ベクトル命令とESP-NNによる）。
• カメラ入力 (DVP): S3のみ。
• LCDおよびRGBディスプレイ出力: S3のみ。
• シンプルなセンサーロジックとルール: 両方で問題なく処理可能。

製品が「見る」「聞く」「表示する」場合はS3を選択してください。単に「感知して報告する」だけであれば、C3で十分です。

消費電力とバッテリー寿命: ESP32-C3 vs S3

バッテリー優先の設計では、ESP32-C3が有利です。シングルの小型RISC-Vコアは、S3のデュアルコアよりもアクティブ電流が少なく、ディープスリープ電流はS3の約7 µAに対して約5 µAです。コインセルや小型リチウムセルで数か月使用する場合、この差とC3の低いアクティブ消費は累積します。

S3は一般的な基準では消費電力が高いわけではありませんが、240 MHzのデュアルコアとPSRAMは、160 MHzのシングルコアよりも常に多くの電力を消費します。

どちらのチップでも重要なのは、ウェイクイベント間でディープスリープを積極的に使用することであり、ここでC3の低いベースラインが輝きます。

1時間に1回起きて測定値を送信するセンサーの場合、同じバッテリーではC3の方がS3よりも長持ちします。起動して動作しているデバイスの場合、消費電力よりもタスクが完了することの方が重要であり、これはS3に有利に働きます。

価格とコストに関する考慮事項: ESP32-C3 vs ESP32-S3

予想どおり、高性能なESP32バリアントは一般的にコストが高くなります。ESP32-C3モジュールは通常より低い価格帯で入手でき、ESP32-S3モジュールはメモリ構成、オンボードフラッシュ、PSRAMオプションに応じて通常より高価です。

ベアESP32 SoCの価格はサプライヤー、パッケージタイプ、注文数量によって異なり、モジュールにはメモリ、PCB設計、RFコンポーネント、製造にかかる追加コストが含まれます。試作品数量では数ドルの差は重要ではないように思えるかもしれませんが、量産時にはその差は重要になります。

カメラインターフェース、AIアクセラレーション、USB OTGなどの機能を必要としない大規模なセンサーノードなどのアプリケーションでは、ESP32-C3は多くのIoTアプリケーションに十分なパフォーマンスを提供しながら、コスト効率の高いソリューションを提供できます。

カメラサポート、AI関連処理、追加のペリフェラルなど、より高度な機能が必要な設計の場合、ESP32-S3の高いコストは、その拡張された機能セットによって正当化される可能性があります。

量産設計用のESP32モジュールを選択する際、エンジニアはJLCPCBの部品ライブラリで部品の入手可能性と価格を確認でき、BOM管理を簡素化し、調達プロセスを効率化できます。

ESP32-C3 vs ESP32-S3: どちらを選ぶべきか？

注記

選択は1つの質問に依存します: あなたの製品は「見る」「聞く」「表示する」「接続する」必要がありますか？ はいの場合はS3を選択してください。主に「感知して接続する」場合はC3を選択してください。

図: ESP32-C3 vs ESP32-S3の選択

ESP32-C3を選ぶべき場合:

• 数か月間動作する必要があるバッテリー駆動のセンサーを開発している場合。
• プロジェクトがBLEビーコン、シンプルな接続制御、またはスマートプラグの場合。
• 量産が重要であり、ユニットあたりのコストを抑えたい場合。
• ESP8266設計をアップグレードしており、BLEと最新のセキュリティが必要な場合。
• カメラ、デバイス上のAI、ディスプレイ、USB-OTGが不要な場合。

ESP32-S3を選ぶべき場合:

• ドアベル、モニター、スキャナーなど、デバイスにカメラが搭載されている場合。
• ウェイクワードや人物検知など、デバイス上のAIを使用している場合。
• カラーLCD、RGBディスプレイ、またはタッチスクリーンHMIが必要な場合。
• 製品がUSB「ホスト」またはUSBデバイス（キーボードやマスストレージ）である必要がある場合。
• 高負荷タスクを並行して実行するためのデュアルコアの余裕が必要な場合。

PCB設計におけるESP32-C3とESP32-S3: フットプリントと製造

ESP32-C3-MINI-1は、ピン数が少ないコンパクトなモジュールですが、ESP32-S3-WROOM-1は、45個のGPIOを配線するために、より大きく高密度です。

プロジェクトの途中でチップを交換する予定がある場合は、モジュールのピン互換性がないため、フットプリントの再設計が必要になることに注意してください。

図: ESP32-C3およびESP32-S3ボード

両方に適用されるPCB設計ルールと、S3固有のルールをいくつか示します:

• アンテナキープアウト: モジュールのアンテナ領域をすべての層で銅、グランドベタ、トレース、メタルから解放し、ボードエッジに配置します。これは、Wi-Fi到達距離が悪い最も一般的な原因です。
• モジュール下のソリッドグランド: RFセクションの下に連続したグランドプレーンを維持し、ビアでステッチして、基準をクリーンに保ちます。
• デカップリング: RF送信電流は大きくスパイクするため、バルクコンデンサと高周波コンデンサを3V3ピンの近くに配置します。
• PSRAM配線 (S3のみ): Octal PSRAMは高速で動作するため、トレースを短く、長さを一致させ、グランドを基準に保ちます。これはS3では実際のレイアウト作業ですが、C3には存在しません。
• USB配線 (S3のみ): 信頼性の高いUSB-OTGのために、USB D+およびD-ペアを90Ω差動ペアとして配線します。

製造面では、両方のモジュールは標準的な表面実装部品であり、リフローも問題なく行えますが、高密度なS3レイアウトは、ステンシル設計と実装におけるエラーの許容範囲が狭くなります。適切なソルダーマスク定義ランドパターンと制御インピーダンスを備えたクラス2ボードを取得することは、S3ではより重要です。

ESP32設計から組み立て済みPCBへ今すぐ見積もりを取得

• PCB設計が完了したら、設計ファイルから完全に組み立てられたボードまでを1か所で進めることができます。
• コンパクトなESP32-C3を使用する場合でも、より強力なESP32-S3を使用する場合でも、JLCPCBでPCB製造とSMTアセンブリの簡単な見積もりを取得できます。

まとめ: プロジェクトに適したESP32の選択

すべてのスペックシートを排除すれば、ESP32-C3とESP32-S3の選択は非常に簡単です。C3は、バッテリー駆動および接続センサー向けの効率的で安価な実用機です。S3は、強力なデュアルコアのカメラ、ディスプレイ、AI、USBプラットフォームです。両方とも2.4 GHz Wi-Fi 4およびBLE 5.0無線を搭載しているため、接続性は決定要因ではありません。

つまり、「感知して報告する」場合はC3、「見る、聞く、表示する」場合はS3を選べば、うまくいくでしょう。

ESP32ファミリは、ESP32-C6やESP32-P4などの新しい部品で成長し続けており、「軽量対高性能」という二分法はさらに顕著になり、どのチップをどこで使用するかを知ることで、将来の意思決定が加速されます。

その決定を現実のものにする準備ができたら、EasyEDAの回路図から完全に組み立てられたボードまでの道のりは短いものです。

ESP32-S3とESP32-C3に関するFAQ

Q: ESP32-S3はESP32-C3より優れていますか？

S3は、デュアルコア、PSRAM、USB-OTG、AIベクトル命令、カメラおよびLCDサポートを備えており、より高性能ですが、「優れている」かどうかは用途によります。バッテリーセンサーや低コストの接続デバイスには、より安価で低消費電力のC3の方が適しています。

Q: ESP32-C3にUSBはありますか？

答え: はい、ただしフラッシュ書き込み、ログ出力、デバッグ用のUSBシリアル/JTAGコントローラのみです。ネイティブUSB-OTGはないため、USBホストとして機能したり、キーボードやマスストレージドライブなどのUSBデバイスをエミュレートしたりすることはできません。その完全なUSB-OTG機能はS3専用です。

Q: ESP32-C3とESP32-S3の価格差はどのくらいですか？

ESP32-C3はモジュールとして通常約3〜4ドル、ESP32-S3は約6〜7ドルで、およそ2ドルの差があります。正確な金額は、フラッシュサイズ、PSRAM、サプライヤーによって異なります。

Q: C3とS3では、どちらのESP32がより省電力ですか？

ESP32-C3の方が省電力です。シングルコアであり、ディープスリープ電流がS3の約7 µAに対して約5 µAと低いためです。小型セルでの長時間のバッテリー寿命には、C3の方が適しています。

Q: ESP32-C3はAIまたはカメラをサポートしていますか？

いいえ。C3には、AIベクトル命令、カメラ（DVP）インターフェース、画像やモデルデータを保持するためのPSRAMがありません。デバイス上のAIやカメラ処理には、ESP32-S3が必要です。

Q: ESP32-S3はデュアルバンドまたは5 GHz Wi-Fi対応ですか？

いいえ、これはよくある誤解です。ESP32-S3はC3とまったく同じく、2.4 GHz Wi-Fi 4 (802.11 b/g/n) のみをサポートしています。どちらのチップもデュアルバンドまたは5 GHz Wi-Fiには対応していません。

Q: ESP32-C3のコードをESP32-S3に移植できますか？

ほとんど可能です。両方とも同じESP-IDFフレームワークとArduinoコアを使用しているため、高水準のアプリケーションコードは簡単に移植できます。ピン割り当てとペリフェラル設定を調整する必要があり、PSRAM、USB-OTG、カメラサポートなどのS3専用機能を追加できます。

Q: バッテリープロジェクトに最適なESP32はどれですか？

アクティブ時およびディープスリープ時の消費電流が低いため、ESP32-C3がバッテリープロジェクトに最適です。積極的なディープスリープスケジューリングと組み合わせることで、同じバッテリーでS3を余裕で上回る寿命を実現します。