USB jeb universālā seriālā kopne ir nozares standarts, kas nosaka ierīču kabeļu un savienotāju specifikācijas.
USB jeb “Universal Serial Bus” ir viena no vecākajām un populārākajām saskarnēm mūsdienās. Lai gan sākotnēji tas tika ieviests kā datora ports, tagad tas ir redzams gandrīz katrā tehnoloģijā, tostarp viedtālruņos, spēļu konsolēs, kamerās utt. kādā vai citā formā. Galvenais USB izveides mērķis bija nodrošināt standartizētu perifērijas ierīču savienojumu ar personālajiem datoriem. Šodien USB ir uzticīgs savam nosaukumam, pateicoties tā plašajai atzinībai un plašajam atbalstītās aparatūras un programmatūra. Apskatīsim īsu USB vēsturi, kā arī uzskaitīsim visu veidu savienotājus un standartus.
Kā radās USB?
USB izstrāde sākās 1994. gadā ar mērķi izveidot vienu savienotāju, kas būtībā varētu aizstāt vairākus savienotājus, kas redzami personālajos datoros. USB mērķis bija arī ienest a vienkāršāka programmatūras konfigurācija visām ierīcēm, kuras var savienot, izmantojot USB, lai nodrošinātu ātrāku datu pārraides ātrumu ārējām ierīcēm un risinātu esošo lietojamības problēmas. saskarnes. Tomēr USB nebija viena cilvēka izgudrojums. Tas bija grupas darbs, kurā piedalījās septiņi uzņēmumi, proti, Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC un Nortel. Ajay Bhatt vadītā komanda strādāja pie Intel standarta, un pirmās integrētās shēmas, kas atbalsta USB, tika ražotas 1995. gadā.
USB 1.0
Pirmā specifikācija ar nosaukumu USB 1.0 debitēja 1996. gada janvārī, piedāvājot datu pārraides ātrumu 1,5 Mbps (zems ātrums) un 12 Mbps (pilns ātrums). Lēmums pievienot divu ātrumu konfigurācijas tika pieņemts, lai tas varētu atbalstīt gan ātrdarbīgas ierīces, piemēram, printerus un diskdziņus, gan zemu izmaksu perifērijas ierīces, piemēram, tastatūras un peles. USB 1.1 faktiski bija pirmā plaši izmantotā specifikācija, jo tā pirmo reizi parādījās Apple iMac 1998. gada septembrī. Dažādi ražotāji sekoja Apple un sāka ražot bezmantojuma datorus ar USB portiem.
USB 2.0 un USB 3.0
2000. gada aprīlī tika paziņots par USB 2.0 specifikāciju, saņemot piekrišanu no uzņēmuma USB ieviesēju forums (USB-IF). Tas tika darīts pieejams 2001. gadā. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC un Philips centās panākt lielāku datu pārsūtīšanas ātrumu, kur jaunais standarts nodrošināja ātrumu 480 Mbps. Pēc tam mēs redzējām, ka USB 3.0 tika publicēts novembrī. 12, 2008, lai vēl vairāk palielinātu datu pārraides ātrumu līdz 5Gbps, ko sauca arī par SuperSpeed. Jaunais standarts koncentrējās arī uz enerģijas patēriņa samazināšanu, jaudas palielināšanu un nodrošināšanu atpakaļsaderība ar USB 2.0. Pirmais ierīču komplekts ar USB 3.0 tika izlaists janvārī 2010.
USB 3.1 Gen 1 un Gen 2
USB 3.1 specifikācija pirmo reizi tika paziņota 2013. gada jūlijā, un šeit lietas sāka kļūt mazliet mulsinošas. Tas tika izlaists divās versijās: USB 3.1 Gen 1 un USB 3.1 Gen 2. Kamēr pirmais saglabāja USB 3.0 5Gbps (SuperSpeed) pārsūtīšanas režīmu, Gen 2 ieviesa SuperSpeed+ pārsūtīšanas režīmu ar maksimālo datu pārraides ātrumu līdz 10Gbps. 2017. gada septembrī tika publicēta USB 3.2 specifikācija, kas atkal radīja izmaiņas nosaukumu shēmā. USB 3.2 Gen 1 faktiski bija tāds pats kā USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 bija jaunais USB 3.1 Gen 2 un USB 3.2 Gen 2x2 bija jaunākais un ātrākais, kas piedāvā ātrumu līdz 20 Gbps.
USB4 un USB4 versija 2.0
Jaunākais standarts oficiāli tiek saukts par USB4 (kādu iemeslu dēļ nevis USB 4), un tas tika ieviests 2019. gadā ar pirmo USB4 ierīces ieradīsies 2021. un 2022. gadā. Lietas kļuva diezgan mulsinošas ar USB 3.1 un 3.2 un visu Gen 1 un Gen 2 terminoloģiju, un USB-IF mēģina Lai to atceltu, izmantojot USB4, kura mārketings būs atkarīgs no datu pārraides ātruma, nevis no tā, kāda tā ir versija. USB4 ir pieejams divās versijās: 20 Gbps un 40 Gbps, un USB-IF cer, ka ražotāji savām USB ierīcēm piešķirs ātrumu, nevis tikai USB4.
Pirmās USB4 2.0 ierīces tiks izlaistas ne agrāk kā 2023. gada beigās.
USB4 ir vēl viens punkts: Thunderbolt. USB4 pamats ir Intel vecais Thunderbolt 3 protokols, un, protams, USB4 ir zināmā mērā saderīgs ar Thunderbolt — uzsvars uz nedaudz. USB4 ierīces un kabeļi var būt 20 Gb/s vai 40 Gb/s, savukārt Thunderbolt 4 ir nepieciešami 40 Gb/s, tāpēc ne visi USB4 porti un kabeļi var būt līdzvērtīgi Thunderbolt.
USB4 versijas 2.0 specifikācija tika izlaista 2022. gada beigās (padarot USB vēl mulsinošāku ikvienam), un tas palielina USB4 joslas platumu. no 40 līdz 80 Gbps ar papildu 120 Gbps režīmu, kas darbojas tikai vienā virzienā, atstājot otru virzienu ar tikai 40 Gbps joslas platums. Šis 120Gbps režīms ir noderīgs situācijās, kad vienai savienojuma pusei ir jāsaņem daudz vairāk datu nekā otrs, piemēram, izmantojot augstas izšķirtspējas displeju, kam nepieciešams daudz datu, lai parādītu pilnībā detalizētu attēlu. Tā kā specifikācija tika publicēta tikai nesen, pirmās USB4 2.0 ierīces tiks izlaistas ne agrāk kā 2023. gada beigās.
Pērkons
Atšķirībā no USB standarta, kas lepojas ar universālumu un pieņemšanu kā "standartu", Thunderbolt ir Intel izstrādāts un licencēts standarts. Tomēr Thunderbolt 3 pamatā tika piešķirts USB-IF un tika izmantots, lai izveidotu USB4, tāpēc tagad attiecības starp abiem ir neskaidras. Tas ir vairāku platformu datu un jaudas pārsūtīšanas standarts, taču ierīcēm ir jābūt sertificētām, lai tās varētu izmantot ar šo standartu, un Intel standarti ir daudz stingrāki nekā USB-IF.
Thunderbolt protokols bieži ir atrodams klēpjdatoros un dažreiz galddatoros, un to var izmantot savienojuma izveidei DisplayPort- saderīgas ierīces, tostarp ārējie monitori, kā arī PCI Express (PCIe) perifērijas ierīces, tostarp ārējās grafikas kartes, cietie diski, Wi-Fi vai Ethernet savienotāji, izmantojot USB-C portu. Pašreizējā protokola paaudze - Thunderbolt 4 - atbalsta augšupējo vai lejupējo joslas platumu līdz 40 Gbps. Salīdzinot ar pēdējās paaudzes Thunderbolt 3, jaunā versija nodrošina uzlabotu 4K displeja atbalstu (no viena 4K monitors līdz diviem), dubultā PCIe joslas platums un garantē 40 Gbps joslas platumu, kas nebija obligāta Thunderbolt. 3.
Nākamā Thunderbolt paaudze ir pie apvāršņa.
Tātad ir USB un Thunderbolt, un USB4 pamatā ir Thunderbolt 3, ko nomainīja Thunderbolt 4. Ja esat apmulsis, mēs jūs nevainojam. Kas jums jāzina, ir tas, ka USB4 negarantē daudz veiktspējas, savukārt Thunderbolt 4 sola vairāk. Lai gan USB4 pamatā ir Thunderbolt 3, tas nenozīmē, ka katrai USB4 ierīcei, portam un kabelim būs tādas pašas funkcijas un veiktspēja kā jebkuram Thunderbolt 3 vai 4 savienojumam.
Pie apvāršņa ir arī nākamā Thunderbolt paaudze, un Thunderbolt 5 mērķis ir palielināt joslas platumu līdz 80 Gbps, kas ir divreiz lielāka nekā Thunderbolt 4 un Thunderbolt 3 40 Gbps variantam. Tomēr 80 Gbps ir ātrums ierīcēm, kurām nepieciešams vienāds joslas platums abos virzienos. Dažām ierīcēm var būt 120 Gbps joslas platums vienā virzienā apmaiņā pret tikai 40 gb/s otrā virzienā, piemēram, USB4 2.0. Tas ir noderīgi displejiem un, iespējams, pat atmiņas ierīcēm. Thunderbolt 5 rakstīšanas laikā nebija izlaišanas datuma, lai gan tā palaišana vēlāk 2023. vai 2024. gadā ir ticama.
USB savienotāji un porti
Pirms runājam par dažādiem USB portu un savienotāju veidiem, parunāsim par atšķirību starp savienotāju un portu. Ports ir tas, kas ir jūsu ierīcē, piemēram, viedtālrunī vai datorā. Tā ir vieta, kur pievienojat kabeli vai ārējo ierīci, piemēram, īkšķi. Savienotājs parasti ir redzams uz paša kabeļa, kas tiek pievienots portam. Tas nozīmē, ka savienotāja pievienošanai ir nepieciešams atbilstošs ports. Ir arī jāsaprot, ka USB standarts ir atkarīgs no savienotāja un porta kombinācijas. Jo jaunāks ports/savienotājs, jo jaunāku standartu tas var pieņemt. Tomēr ir gadījumi, kad ražotāji ievieš vecākus USB standartus jaunākos portos/savienojumos, lai ietaupītu izmaksas.
USB-A
Pats pirmais plakanais, taisnstūrveida savienotājs joprojām ir bieži redzams tādās ierīcēs kā personālie datori, spēļu konsoles, televizori utt. Gadu gaitā tas ir labi noderējis datu un enerģijas efektīvai pārsūtīšanai, un pašlaik piedāvā USB 3.2 standartu. Tas ir pieredzējis uzlabojumus autobusu joslu un pārsēšanās ātruma ziņā, taču kopumā dizains ir palicis nemainīgs.
USB-B
USB-B vairs nav tik izplatīts, taču jūs joprojām varat redzēt šo portu lielās ierīcēs, piemēram, skeneros vai printeros, kā arī noteiktās audio ierīcēs. Portam ir kvadrātveida izskats, savukārt kabeļa otrā pusē, visticamāk, būtu USB-A ports, lai izveidotu savienojumu ar datoru.
Mini-USB
Tagad tas bija mazāks ports, taču tā pamatā bija USB-B ports. To galvenokārt izmantoja, lai uzlādētu un pārsūtītu datus no tādām ierīcēm kā kameras un MP3 atskaņotāji, lai gan tas vairs nav īpaši izplatīts. Bija arī A tipa versija, taču abas drīz pārņēma mazāka versija, mikro USB.
Mikro USB
Mikro-USB bija viens no populārākajiem USB portiem, pateicoties tā ieviešanai viedtālruņos, planšetdatoros un dažādos citos pārnēsājamos sīkrīkos un piederumos. Kamēr tas tiek pakāpeniski pārtraukts par labu USB-C portam, joprojām varat atrast dažādas ierīces, kas joprojām ir atkarīgas no porta.
USB-C
Šis ir pašreizējais standarts un beidzot ir pirmais USB ports, kuru var pareizi pievienot vienā piegājienā, jo tas ir atgriezenisks. Papildus ātrākam datu un enerģijas piegādes ātrumam tas piedāvā arī displeja savienojumu, padarot to par perfektu universālo portu. Šo pieslēgvietu var redzēt gandrīz katrā jaunā laikmeta ierīcē, sākot no viedtālruņiem, klēpjdatoriem, planšetdatoriem, austiņām utt. Tas spēj nodrošināt 100 w jaudu, padarot to piemērotu dažādu ierīču, tostarp klēpjdatoru, uzlādei. Šis ir arī jaunā laikmeta savienotājs Thunderbolt standartam, kas piedāvā 40 Gbps un 4K video izvadi.
Strāvas piegāde
Tagad papildus datu pārsūtīšanai USB ir izmantots arī ierīču uzlādēšanai. Līdz USB 3.1 maksimālā jauda, ko varēja iegūt, bija 5 V/900 mA, izmantojot A tipa USB. Tam sekoja USB Fast Charge — jauns standarts, kas palielināja ātrumu līdz 5 V/1,5 A. Šie uzlādes ātrumi bija piemēroti arī mazām ierīcēm un noteiktiem viedtālruņiem. Tomēr, pateicoties tehnoloģiju uzlabojumiem un prasībām pēc daudz lielāka akumulatora uzlādes ātruma, USB-IF ieviesa USB barošanas padevi, tagad versiju 3.1. Tā ir kļuvusi par nozares standarta atvērto specifikāciju, kas atkarībā no ierīci. To var izmantot, lai uzlādētu jebko, sākot no viedtālruņiem līdz klēpjdatoriem, izmantojot USB-C savienotāju abos galos.
USB ports beidzot atbilst savam nosaukumam. Pēc tam, kad gada laikā ir veiktas dažādas aparatūras un programmatūras pārskatīšanas, tagad varam teikt, ka USB (pateicoties C tipam) patiešām ir vispārpieņemts standarts. Tas var ne tikai piegādāt datus un jaudu lielā ātrumā, bet arī to var izmantot, lai ievadītu vai izvadītu video. Nav brīnums, ka pat Apple lēnām attālinās un aizstāj savu Lightning savienotāju ar USB Type-C.