USB nebo univerzální sériová sběrnice je průmyslový standard, který stanovuje specifikace pro kabely a konektory na zařízeních.
USB neboli „Universal Serial Bus“ je dnes jedním z nejstarších a nejpopulárnějších rozhraní. I když byl původně představen jako počítačový port, nyní je vidět téměř na každém jednotlivém technologickém zařízení, včetně smartphonů, herních konzolí, fotoaparátů atd. v té či oné formě. Hlavním cílem výroby USB bylo poskytnout standardizované připojení periferií k PC. Dnes USB je věrný svému jménu díky širokému přijetí a široké škále podporovaného hardwaru a software. Pojďme se podívat na stručnou historii USB a také na seznam všech různých typů konektorů a standardů.
Jak USB vzniklo?
Vývoj USB začal v roce 1994 s cílem vytvořit jediný konektor, který by v podstatě mohl nahradit řadu konektorů na PC. Účelem USB bylo také přinést a jednodušší softwarová konfigurace všech zařízení, která se mohou připojit přes USB, umožňující rychlejší přenos dat pro externí zařízení a řešení problémů s použitelností stávajících rozhraní. USB však nebyl vynález jednoho člověka. Jednalo se o skupinové úsilí, které zahrnovalo celkem sedm společností, jmenovitě Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC a Nortel. Tým vedený Ajayem Bhattem pracoval na standardu v Intelu a první integrované obvody podporující USB byly vyrobeny v roce 1995.
USB 1.0
První specifikace nazvaná USB 1.0 debutovala v lednu 1996 a nabídla rychlost přenosu dat 1,5 Mbps (nízká rychlost) a 12 Mbps (plná rychlost). Rozhodnutí přidat dvourychlostní konfigurace bylo přijato tak, aby mohlo podporovat jak vysokorychlostní zařízení, jako jsou tiskárny a diskové jednotky, tak i levná periferní zařízení, jako jsou klávesnice a myši. USB 1.1 byla vlastně první široce používaná specifikace, protože se poprvé objevila na Apple iMac v září 1998. Řada výrobců následovala Apple a začala vyrábět počítače bez starších verzí s porty USB.
USB 2.0 a USB 3.0
V dubnu 2000 byla po obdržení souhlasu oznámena specifikace USB 2.0 Fórum implementátorů USB (USB-IF). Byl zpřístupněn v roce 2001. Společnosti Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC a Philips prosazovaly vyšší přenosové rychlosti dat, kde nový standard přinesl rychlost až 480 Mb/s. listopadu jsme viděli vydání USB 3.0. 12, 2008, k dalšímu zvýšení rychlosti přenosu dat až na 5 Gbps, což bylo také nazýváno SuperSpeed. Nový standard se také zaměřil na snížení spotřeby energie, zvýšení výkonu a poskytování zpětná kompatibilita s USB 2.0. První sada zařízení s USB 3.0 vyšla v lednu 2010.
USB 3.1 Gen 1 a Gen 2
Specifikace USB 3.1 byla poprvé oznámena v červenci 2013 a to je místo, kde to začalo být trochu matoucí. Byl uveden na trh ve dvou verzích, USB 3.1 Gen 1 a USB 3.1 Gen 2. Zatímco první si zachoval přenosový režim USB 3.0 5Gbps (SuperSpeed), Gen 2 zavedla přenosový režim SuperSpeed+ s maximální rychlostí přenosu dat až 10 Gbps. V září 2017 byla zveřejněna specifikace USB 3.2, která opět přinesla změnu ve schématu pojmenování. USB 3.2 Gen 1 byl vlastně stejný jako USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 byl nový USB 3.1 Gen 2 a USB 3.2 Gen 2x2 byl nejnovější a nejrychlejší nabízející rychlosti až 20 Gb/s.
USB4 a USB4 verze 2.0
Nejnovější standard se oficiálně nazývá USB4 (z jakéhokoli důvodu ne USB 4) a byl představen v roce 2019 s prvním Zařízení USB4 dorazí v roce 2021 a 2022. S USB 3.1 a 3.2 a celou terminologií Gen 1 a Gen 2 jsou věci pěkně zmatené a USB-IF se snaží zrušit to s USB4, jehož marketing bude záviset na rychlosti přenosu dat a ne na verzi. USB4 přichází ve dvou variantách: 20Gbps a 40Gbps a USB-IF doufá, že výrobci označí svá USB zařízení rychlostmi spíše než jen USB4.
První zařízení USB4 2.0 nebudou k dispozici dříve než koncem roku 2023.
USB4 má ještě jeden bod navíc: Thunderbolt. Základem USB4 je starý protokol Thunderbolt 3 společnosti Intel a USB4 je přirozeně do jisté míry kompatibilní s Thunderbolt – důraz je kladen na poněkud. Zařízení a kabely USB4 mohou mít rychlost 20 Gb/s nebo 40 Gb/s, zatímco Thunderbolt 4 vyžaduje 40 Gb/s, takže ne všechny porty a kabely USB4 mohou být ekvivalentní Thunderboltu.
Specifikace USB4 verze 2.0 byla vydána koncem roku 2022 (činí USB ještě více matoucí pro všechny) a zvyšuje šířku pásma USB4 od 40 do 80 Gb/s, s volitelným režimem 120 Gb/s, který funguje pouze v jednom směru, zatímco druhým směrem zůstává pouze 40 Gb/s šířku pásma. Tento režim 120 Gb/s je užitečný v situacích, kdy jedna strana připojení potřebuje přijímat mnohem více dat než druhý, jako je použití displeje s vysokým rozlišením, který potřebuje spoustu dat k zobrazení plně detailního obrazu. Vzhledem k tomu, že specifikace vyšla teprve nedávno, první zařízení USB4 2.0 nebudou k dispozici dříve než koncem roku 2023.
Blesk
Na rozdíl od standardu USB, který se pyšní univerzálností a přijetím jako „standardu“, je Thunderbolt standardem vyvinutým a licencovaným společností Intel. Thunderbolt 3 byl však v podstatě dán USB-IF a byl použit k vytvoření USB4, takže nyní je vztah mezi nimi nejasný. Jedná se o multiplatformní standard pro přenos dat a napájení, ale pro použití s tímto standardem musí být zařízení certifikována a standardy Intelu jsou mnohem přísnější než standardy USB-IF.
Protokol Thunderbolt se často vyskytuje v přenosných počítačích a někdy i stolních počítačích a lze jej použít k připojení DisplayPort-kompatibilní zařízení včetně externích monitorů a také periferií PCI Express (PCIe) včetně externích grafických karet, pevných disků, konektorů Wi-Fi nebo Ethernet přes port USB-C. Současná generace protokolu – Thunderbolt 4 – podporuje upstream nebo downstream šířky pásma až 40 Gbps. Oproti minulé generaci Thunderbolt 3 přináší nová verze vylepšenou podporu 4K displeje (z jednoho 4K monitor na dva), zdvojnásobí šířku pásma PCIe a zaručuje šířku pásma 40 Gb/s, což bylo volitelné pro Thunderbolt 3.
Další generace Thunderboltu je na obzoru.
Takže je tu USB a Thunderbolt a USB4 je založeno na Thunderboltu 3, který byl následován Thunderboltem 4. Pokud jste zmatení, neobviňujeme vás. Co potřebujete vědět, je, že USB4 nezaručuje mnoho výkonu, zatímco Thunderbolt 4 slibuje více. I když je USB4 založeno na Thunderboltu 3, neznamená to, že každé zařízení, port a kabel USB4 bude mít stejné funkce a výkon jako jakékoli připojení Thunderbolt 3 nebo 4.
Další generace Thunderboltu je také na obzoru a Thunderbolt 5 si klade za cíl zvýšit šířku pásma na 80 Gb/s, což je dvojnásobek oproti Thunderbolt 4 a Thunderbolt 3 40 Gb/s variantě. 80 Gb/s je však rychlost pro zařízení, která potřebují stejnou šířku pásma v obou směrech. Některá zařízení by mohla mít šířku pásma 120 Gb/s v jednom směru výměnou za pouhých 40 ve druhém, jako je USB4 2.0. To je užitečné pro displeje a možná i úložná zařízení. Thunderbolt 5 nemá v době psaní žádné datum vydání, i když spuštění později v roce 2023 nebo 2024 je pravděpodobné.
USB konektory a porty
Než si povíme o různých typech USB portů a konektorů, promluvme si o rozdílu mezi konektorem a portem. Port je to, co máte na svém zařízení, jako je smartphone nebo PC. Je to místo, kam připojíte kabel nebo externí zařízení, řekněme flash disk. Konektor je obvykle vidět na samotném kabelu, který se zapojuje do portu. To znamená, že pro připojení konektoru potřebujete odpovídající port. Je třeba také pochopit, že standard USB závisí na kombinaci konektoru a portu. Čím novější port/konektor, tím novější standard může přijmout. Přesto existují případy, kdy výrobci implementují starší standardy USB do novějších portů/konektorů, aby ušetřili náklady.
USB-A
Úplně první plochý, obdélníkový konektor je stále běžným jevem na zařízeních, jako jsou počítače, herní konzole, televizory atd. V průběhu let dobře sloužil k efektivnímu přenosu dat a napájení a v současnosti nabízí standard USB 3.2. Došlo k upgradům, pokud jde o autobusové pruhy a přenosové rychlosti, ale celkově zůstal design stejný.
USB-B
USB-B již není tak běžné, ale stále můžete tento port vidět na velkých zařízeních, jako jsou skenery nebo tiskárny, a také na určitých zvukových zařízeních. Port má čtvercový vzhled, zatímco druhá strana kabelu by s největší pravděpodobností měla port USB-A pro připojení k počítači.
Mini-USB
Nyní to byl menší port, ale byl založen na portu USB-B. Primárně se používal pro nabíjení a přenos dat ze zařízení, jako jsou fotoaparáty a MP3 přehrávače, i když už to není příliš běžné. Existovala také verze typu A, ale obě byly brzy převzaty menší verzí, micro-USB.
Micro-USB
Micro-USB byl jedním z nejpopulárnějších portů USB díky jeho přijetí do smartphonů, tabletů a řady dalších přenosných zařízení a příslušenství. I když se postupně vyřazuje ve prospěch portu USB-C, stále můžete najít řadu zařízení, která na port stále spoléhají.
USB-C
Toto je aktuální standard a je to konečně první port USB, který můžete správně zapojit jedním tahem, protože je reverzibilní. Kromě toho, že nabízí rychlejší přenos dat a napájení, nabízí také konektivitu displeje, což z něj dělá dokonalý univerzální port. Tento port můžete vidět téměř na každém zařízení nové doby od smartphonů, notebooků, tabletů, sluchátek a tak dále. Má potenciál dodat 100 W energie, takže je vhodný pro nabíjení široké škály zařízení včetně notebooků. Toto je také nový konektor pro standard Thunderbolt nabízející 40 Gbps a 4K video výstup.
Dodávka energie
Nyní se kromě přenosu dat USB používá také pro nabíjení zařízení. Až do USB 3.1 byl maximální výkon 5V/900mA přes USB Type-A. Následovalo USB Fast Charge, nový standard, který zvýšil rychlosti na 5V/1,5A. Tyto rychlosti nabíjení byly vhodné i pro malá zařízení a určité smartphony. S vylepšeními technologie a požadavkem na mnohem vyšší rychlosti nabíjení baterie však USB-IF představilo USB Power Delivery, nyní verze 3.1. Stala se průmyslovým standardem otevřené specifikace, která může poskytovat vysokorychlostní nabíjení s výkonem až 240 wattů s nejnovější aktualizací 3.1, v závislosti na přístroj. To lze použít k nabíjení čehokoli od smartphonů po notebooky pomocí konektoru USB-C na obou koncích.
Port USB konečně dostojí svému jménu. Poté, co jsme během roku prošli různými revizemi, pokud jde o hardware a software, můžeme nyní říci, že USB (díky typu C) je skutečně všeobecně přijímaným standardem. Nejen, že dokáže dodávat data a výkon vysokou rychlostí, lze jej dokonce použít pro vstup nebo výstup videa. Není divu, že i Apple se pomalu vzdaluje a nahrazuje svůj Lightning konektor USB Type-C.