ה-USB או האפיק הטורי אוניברסלי הוא תקן תעשייתי שקובע מפרטים עבור כבלים ומחברים במכשירים.
USB או 'אפיק טורי אוניברסלי' הוא אחד הממשקים הוותיקים והפופולריים ביותר כיום. אמנם הוא הוצג בתחילה כיציאת מחשב, אך כיום ניתן לראות אותו כמעט בכל פיסת טכנולוגיה, כולל סמארטפונים, קונסולות משחקים, מצלמות וכו'. בצורה כזו או אחרת. המטרה העיקרית של ייצור USB הייתה לספק חיבור סטנדרטי של ציוד היקפי למחשבים אישיים. היום, USB עומדת נאמנה לשמה, הודות לקבלה הרחבה ולמגוון רחב של חומרה נתמכת ו תוֹכנָה. בואו נסתכל על ההיסטוריה הקצרה של ה-USB וכן נפרט את כל סוגי המחברים והתקנים השונים.
כיצד נוצר USB?
הפיתוח של USB החל בשנת 1994 במטרה ליצור מחבר יחיד שיכול בעצם להחליף מספר מחברים שרואים במחשבי PC. מטרת ה-USB הייתה גם להביא א תצורת תוכנה פשוטה יותר של כל המכשירים שיכולים להתחבר דרך USB, כדי לאפשר קצבי נתונים מהירים יותר עבור התקנים חיצוניים, וכדי לטפל בבעיות השימושיות הקיימות ממשקים. עם זאת, USB לא היה המצאה של איש אחד. זה היה מאמץ קבוצתי שכלל בסך הכל שבע חברות, כלומר Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC ו-Nortel. הצוות בראשות Ajay Bhatt עבד על התקן באינטל והמעגלים המשולבים הראשונים התומכים ב-USB יוצרו ב-1995.
USB 1.0
המפרט הראשון שנקרא USB 1.0 הופיע לראשונה בינואר 1996 ומציע מהירויות העברת נתונים של 1.5 Mbps (מהירות נמוכה) ו-12 Mbps (Full Speed). ההחלטה להוסיף תצורות דו-מהירות התקבלה כך שהיא תוכל לתמוך הן בהתקנים מהירים כמו מדפסות וכונני דיסקים והן בציוד היקפי בעלות נמוכה כמו מקלדות ועכברים. USB 1.1 היה למעשה המפרט הראשון בשימוש נרחב שכן הופיע לראשונה ב-Apple iMac בספטמבר 1998. מגוון יצרנים עקבו אחר אפל והחלו לייצר מחשבים נטולי מדור קודם עם יציאות USB.
USB 2.0 ו-USB 3.0
באפריל 2000, מפרט ה-USB 2.0 הוכרז לאחר קבלת הסכמה מה- פורום מיישמי USB (USB-IF). זה הופיע ב-2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC ו-Philips דחפו לקצבי העברת נתונים גבוהים יותר, כאשר התקן החדש הביא למהירויות של 480Mbps. ראינו אז את USB 3.0 מתפרסם בנובמבר. 12, 2008, כדי להגדיל עוד יותר את מהירויות העברת הנתונים לעד 5Gbps, אשר נקראה גם SuperSpeed. התקן החדש התמקד גם בהפחתת צריכת החשמל, הגדלת תפוקת החשמל ואספקה תאימות לאחור עם USB 2.0. הסט הראשון של מכשירים הכוללים USB 3.0 יצא בינואר 2010.
USB 3.1 Gen 1 ו-Gen 2
מפרט ה-USB 3.1 הוכרז לראשונה ביולי 2013 וכאן הדברים התחילו להיות קצת מבלבלים. הוא הושק בשתי גרסאות, USB 3.1 Gen 1 ו-USB 3.1 Gen 2. בעוד שהראשון שמר על מצב ההעברה של 5Gbps (SuperSpeed) של USB 3.0, דור 2 הציג מצב העברה SuperSpeed+ עם קצב איתות נתונים מרבי ל-10Gbps. בספטמבר 2017 פורסם מפרט ה-USB 3.2 ששוב הביא לשינוי בתכנית השמות. USB 3.2 Gen 1 היה למעשה זהה ל-USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 היה ה-USB 3.1 Gen 2 החדש ו-USB 3.2 Gen 2x2 היה החדש והמהיר ביותר המציע מהירויות של עד 20Gbps.
USB4 ו-USB4 גרסה 2.0
התקן האחרון נקרא רשמית USB4 (לא USB 4 מכל סיבה שהיא) והוצג בשנת 2019 עם התקן הראשון התקני USB4 מגיע ב-2021 וב-2022. הדברים התבלבלו למדי עם USB 3.1 ו-3.2 וכל המינוח של Gen 1 ו-Gen 2, ו-USB-IF מנסה לבטל את זה עם USB4, שהשיווק עבורו יהיה תלוי במהירות העברת הנתונים שלו ולא באיזו גרסה מדובר. USB4 מגיע בשני טעמים: 20Gbps ו-40Gbps, ו-USB-IF מקווה שהיצרנים ימתגו את התקני ה-USB שלהם במהירויות ולא רק עם USB4.
מכשירי ה-USB4 2.0 הראשונים לא ייצאו עד סוף 2023 לכל המוקדם.
יש נקודה נוספת ל-USB4: Thunderbolt. הבסיס של USB4 הוא פרוטוקול Thunderbolt 3 הישן של אינטל, ומטבע הדברים, USB4 תואם במידה מסוימת ל-Thunderbolt - דגש על במידה מסוימת. התקני USB4 וכבלים יכולים להיות 20Gbps או 40Gbps בעוד Thunderbolt 4 דורש 40Gbps, כך שלא כל יציאות ה-USB4 והכבלים עשויים להיות שווים ל-Thunderbolt.
המפרט של USB4 גרסה 2.0 שוחרר בסוף 2022 (מה שהופך את ה-USB לעוד יותר מבלבל עבור כולם), ומגדיל את רוחב הפס של USB4 מ-40 ל-80Gbps, עם מצב אופציונלי של 120Gbps שפועל רק בכיוון אחד, ומשאיר לכיוון השני רק 40Gbps של רוחב פס. מצב 120Gbps זה שימושי למצבים שבהם צד אחד של החיבור צריך לקבל הרבה יותר נתונים מהשני, כמו שימוש בצג ברזולוציה גבוהה שצריכה הרבה נתונים כדי להציג תמונה מפורטת לחלוטין. מכיוון שהמפרט יצא רק לאחרונה, מכשירי ה-USB4 2.0 הראשונים לא ייצאו עד סוף 2023 לכל המוקדם.
חֲזִיז
בניגוד לתקן ה-USB, שמתגאה באוניברסליות ובקבלה כ"סטנדרט", Thunderbolt הוא תקן שפותח ומורשה על ידי אינטל. עם זאת, Thunderbolt 3 ניתן בעצם ל-USB-IF ושימש ליצירת USB4, כך שכעת מערכת היחסים בין השניים עכורה. זהו תקן להעברת נתונים וכוח חוצה פלטפורמות, אך התקנים צריכים להיות מאושרים לשימוש עם תקן זה, והתקנים של אינטל מחמירים הרבה יותר מאלה של USB-IF.
פרוטוקול Thunderbolt נמצא לעתים קרובות במחשבים ניידים ולפעמים במחשבים שולחניים, וניתן להשתמש בו כדי להתחבר DisplayPort- התקנים תואמים לרבות צגים חיצוניים וכן ציוד היקפי PCI Express (PCIe) כולל כרטיסים גרפיים חיצוניים, כוננים קשיחים, מחברי Wi-Fi או Ethernet, דרך יציאת USB-C. הדור הנוכחי של הפרוטוקול - Thunderbolt 4 - תומך ברוחב פס של עד 40Gbps במעלה או במורד הזרם. בהשוואה לדור האחרון של Thunderbolt 3, הגרסה החדשה מביאה תמיכה משופרת בתצוגת 4K (מ-4K אחת צג לשניים), להכפיל את רוחב הפס PCIe, ומבטיח רוחב פס של 40Gbps, שהיה אופציונלי עבור Thunderbolt 3.
הדור הבא של Thunderbolt נמצא באופק.
אז יש USB ו-Thunderbolt, ו-USB4 מבוסס על Thunderbolt 3, שירש את Thunderbolt 4. אם אתה מבולבל, אנחנו לא מאשימים אותך. מה שאתה צריך לדעת הוא ש-USB4 לא מבטיח הרבה בביצועים בעוד ש-Thunderbolt 4 מבטיח יותר. בעוד ש-USB4 מבוסס על Thunderbolt 3, זה לא אומר שלכל התקן, יציאה וכבל USB4 יהיו אותם תכונות וביצועים כמו כל חיבור Thunderbolt 3 או 4.
גם הדור הבא של Thunderbolt נמצא באופק, ו Thunderbolt 5 שואפת להגדיל את רוחב הפס ל-80Gbps, כפול מזה של Thunderbolt 4 וגרסת ה-40Gbps של Thunderbolt 3. עם זאת, 80Gbps היא המהירות עבור מכשירים שצריכים כמויות שוות של רוחב פס בשני הכיוונים. לחלק מהמכשירים יכול להיות רוחב פס של 120Gbps בכיוון אחד בתמורה ל-40 בלבד בכיוון השני, כמו USB4 2.0. זה שימושי עבור צגים ואולי אפילו התקני אחסון. ל-Thunderbolt 5 אין תאריך יציאה בזמן כתיבת שורות אלה, אם כי השקה מאוחרת יותר ב-2023 או 2024 היא סבירה.
מחברי ויציאות USB
לפני שנדבר על הסוגים השונים של יציאות ומחברי USB, בואו נדבר על ההבדל בין המחבר ליציאה. היציאה היא מה שיש לך במכשיר שלך כמו סמארטפון או מחשב. זה המקום שבו אתה מחבר כבל או התקן חיצוני, למשל כונן אצבע. המחבר נראה בדרך כלל על הכבל עצמו שמתחבר ליציאה. זה אומר שאתה צריך יציאה תואמת כדי שהמחבר יוכל להתחבר. צריך גם להבין שתקן USB מסתמך על שילוב המחבר והיציאות. ככל שהיציאה/מחבר חדשים יותר, כך הוא יכול לאמץ סטנדרט חדש יותר. עם זאת, ישנם מקרים שבהם יצרנים מיישמים תקני USB ישנים יותר ליציאות/מחברים חדשים יותר כדי לחסוך בעלויות.
USB-A
המחבר השטוח והמלבני הראשון הוא עדיין מראה נפוץ במכשירים כמו מחשבים אישיים, קונסולות משחקים, טלוויזיות וכו'. זה שימש היטב לאורך השנים להעברת נתונים וכוח ביעילות וכיום הוא מציע את תקן USB 3.2. הוא ראה שדרוגים מבחינת נתיבי אוטובוס ומהירויות העברה, אבל בסך הכל, העיצוב נשאר זהה.
USB-B
USB-B כבר לא כל כך נפוץ, אבל ייתכן שעדיין תראה את היציאה הזו במכשירים גדולים, כמו סורקים או מדפסות, כמו גם בהתקני שמע מסוימים. ליציאה יש מראה מרובע בעוד שבצד השני של הכבל תהיה ככל הנראה יציאת USB-A לחיבור למחשב.
מיני USB
כעת, זו הייתה יציאה קטנה יותר אבל היא התבססה על יציאת USB-B. הוא שימש בעיקר לטעינה והעברת נתונים ממכשירים כמו מצלמות ונגני MP3, אם כי זה כבר לא נפוץ במיוחד. הייתה גם גרסת Type-A, אבל שתיהן השתלטו במהרה על ידי גרסה קטנה יותר, המיקרו-USB.
מיקרו USB
Micro-USB הייתה אחת מיציאות ה-USB הפופולריות ביותר הודות לאימוצה בסמארטפונים, טאבלטים ומגוון של גאדג'טים ואביזרים ניידים אחרים. בזמן שהוא מתבטל לטובת יציאת ה-USB-C, עדיין ניתן למצוא מגוון מכשירים שעדיין מסתמכים על היציאה.
USB-C
זהו הסטנדרט הנוכחי וזוהי סוף סוף יציאת ה-USB הראשונה שתוכל לחבר נכון במכה אחת מכיוון שהיא הפיכה. מלבד להציע מהירויות אספקת נתונים וכוח מהירות יותר, הוא מציע גם קישוריות לתצוגה מה שהופך אותו ליציאה האוניברסלית המושלמת. אתה יכול לראות את היציאה הזו כמעט בכל מכשיר חדש מסמארטפונים, מחשבים ניידים, טאבלטים, אוזניות וכו'. יש לו פוטנציאל לספק 100w של כוח, מה שהופך אותו מתאים לטעינת מגוון רחב של מכשירים כולל מחשבים ניידים. זהו גם המחבר החדש לתקן Thunderbolt המציע פלט וידאו של 40Gbps ו-4K.
אספקת חשמל
כעת מלבד העברת נתונים, USB שימש גם לטעינת מכשירים. עד ל-USB 3.1, ההספק המרבי שניתן היה לקבל היה 5V/900mA על USB Type-A. לאחר מכן, USB Fast Charge, תקן חדש שהגדיל את המהירויות ל-5V/1.5A. מהירויות הטעינה הללו התאימו גם למכשירים קטנים ולסמארטפונים מסוימים. עם זאת, עם השיפורים בטכנולוגיה ודרישה למהירויות טעינת סוללה גבוהות בהרבה, USB-IF הציג USB Power Delivery, כעת גרסה 3.1. זה הפך למפרט פתוח בתקן התעשייה שיכול לספק טעינה מהירה של עד 240 וואט עם עדכון 3.1 האחרון, בהתאם ל- התקן. זה יכול לשמש כדי לטעון כל דבר מסמארטפונים ועד מחשבים ניידים באמצעות מחבר USB-C בשני הקצוות.
יציאת ה-USB סוף סוף עומדת בשמה. לאחר שעברנו תיקונים שונים במהלך השנה במונחים של חומרה ותוכנה, כעת אנו יכולים לומר שה-USB (תודות ל-Type-C) הוא אכן תקן מקובל אוניברסלית. לא רק שהוא יכול לספק נתונים וכוח במהירויות מהירות, אפשר אפילו להשתמש בו כדי להזין או להוציא וידאו. לא פלא שאפילו אפל מתרחקת לאט ומחליפה את מחבר ה-Lightning שלה ב-USB Type-C.