Tudo o que você precisa saber sobre padrões, velocidades e tipos de portas USB

USB ou ‘Universal Serial Bus’ é uma das interfaces mais antigas e populares da atualidade. Embora tenha sido inicialmente introduzido como uma porta de computador, agora é visto em quase todas as peças de tecnologia, incluindo smartphones, consoles de jogos, câmeras, etc. de uma forma ou de outra. O principal objetivo de fabricar o USB era fornecer uma conexão padronizada de periféricos aos PCs. Hoje, USB permanece fiel ao seu nome, graças à sua ampla aceitação e uma ampla variedade de hardware e software suportados. Programas. Vamos dar uma olhada na breve história do USB e também listar todos os vários tipos de conectores e padrões.

Como surgiu o USB?

O desenvolvimento do USB começou em 1994 com o objetivo de fazer um único conector que pudesse basicamente substituir vários conectores vistos em PCs. O objetivo do USB também era trazer um configuração de software mais simples de todos os dispositivos que podem ser conectados através de USB, para permitir taxas de dados mais rápidas para dispositivos externos e para resolver os problemas de usabilidade dos dispositivos existentes. interfaces. Porém, o USB não foi uma invenção de um homem só. Foi um esforço de grupo que incluiu um total de sete empresas, nomeadamente Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Nortel. A equipe liderada por Ajay Bhatt trabalhou no padrão na Intel e os primeiros circuitos integrados com suporte a USB foram produzidos em 1995.

USB 1.0

A primeira especificação chamada USB 1.0 estreou em janeiro de 1996, oferecendo velocidades de transferência de dados de 1,5 Mbps (baixa velocidade) e 12 Mbps (velocidade máxima). A decisão de adicionar configurações de duas velocidades foi tomada para que pudesse suportar dispositivos de alta velocidade, como impressoras e unidades de disco, bem como periféricos de baixo custo, como teclados e mouses. USB 1.1 foi na verdade a primeira especificação amplamente utilizada, pois fez sua primeira aparição no Apple iMac em setembro de 1998. Vários fabricantes seguiram a Apple e começaram a produzir PCs sem legado com portas USB.

USB 2.0 e USB 3.0

Em abril de 2000, a especificação USB 2.0 foi anunciada após obter o consentimento do Fórum de implementadores USB (USB-IF). Foi disponibilizado em 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC e Philips pressionaram por taxas de transferência de dados mais altas, onde o novo padrão trouxe velocidades de até 480Mbps. Vimos então a publicação do USB 3.0 em novembro. 12 de outubro de 2008, para aumentar ainda mais as velocidades de transferência de dados para até 5 Gbps, também chamada de SuperSpeed. O novo padrão também se concentrou em diminuir o consumo de energia, aumentar a produção de energia e fornecer compatibilidade retroativa com USB 2.0. O primeiro conjunto de dispositivos com USB 3.0 foi lançado em janeiro 2010.

USB 3.1 Geração 1 e Geração 2

A especificação USB 3.1 foi anunciada pela primeira vez em julho de 2013 e foi aí que as coisas começaram a ficar um pouco confusas. Foi lançado em duas versões, USB 3.1 Gen 1 e USB 3.1 Gen 2. Enquanto o primeiro manteve o modo de transferência de 5 Gbps (SuperSpeed) do USB 3.0, a Geração 2 introduziu o modo de transferência SuperSpeed ​​+ com taxa máxima de sinalização de dados de 10 Gbps. Em setembro de 2017, foi publicada a especificação USB 3.2, que mais uma vez trouxe uma mudança no esquema de nomenclatura. O USB 3.2 Gen 1 era na verdade igual ao USB 3.1 Gen 1, o USB 3.2 Gen 2 era o novo USB 3.1 Gen 2 e o USB 3.2 Gen 2x2 era o mais novo e mais rápido, oferecendo velocidades de até 20 Gbps.

USB4 e USB4 versão 2.0

O padrão mais recente é oficialmente chamado de USB4 (não USB 4 por qualquer motivo) e foi introduzido em 2019 com o primeiro Dispositivos USB4 chegando em 2021 e 2022. As coisas ficaram muito confusas com USB 3.1 e 3.2 e toda a terminologia Gen 1 e Gen 2, e USB-IF está tentando para desfazer isso com o USB4, cujo marketing dependerá da velocidade de transferência de dados e não da versão. O USB4 vem em dois sabores: 20 Gbps e 40 Gbps, e o USB-IF espera que os fabricantes marquem seus dispositivos USB com as velocidades, em vez de apenas USB4.

Os primeiros dispositivos USB4 2.0 não serão lançados antes do final de 2023.

Há um ponto adicional no USB4: Thunderbolt. A base do USB4 é o antigo protocolo Thunderbolt 3 da Intel e, naturalmente, o USB4 é um tanto compatível com o Thunderbolt – ênfase em de alguma forma. Os dispositivos e cabos USB4 podem ter 20 Gbps ou 40 Gbps, enquanto o Thunderbolt 4 requer 40 Gbps, portanto, nem todas as portas e cabos USB4 podem ser equivalentes ao Thunderbolt.

A especificação do USB4 versão 2.0 foi lançada no final de 2022 (tornando o USB ainda mais confuso para todos) e aumenta a largura de banda do USB4 de 40 a 80 Gbps, com modo opcional de 120 Gbps que funciona apenas em uma direção, deixando a outra direção com apenas 40 Gbps de largura de banda. Este modo de 120 Gbps é útil para situações em que um lado da conexão precisa receber muito mais dados do que o outro, como usar uma tela de alta resolução que precisa de muitos dados para mostrar uma imagem totalmente detalhada. Como a especificação só foi lançada recentemente, os primeiros dispositivos USB4 2.0 não serão lançados antes do final de 2023.

Raio

Ao contrário do padrão USB, que se orgulha de sua universalidade e aceitação como “padrão”, Thunderbolt é um padrão desenvolvido e licenciado pela Intel. No entanto, o Thunderbolt 3 foi basicamente dado ao USB-IF e usado para criar o USB4, então agora a relação entre os dois é obscura. É um padrão de transferência de dados e energia entre plataformas, mas os dispositivos precisam ser certificados para uso com este padrão, e os padrões da Intel são muito mais rigorosos que os USB-IF.

O protocolo Thunderbolt é frequentemente encontrado em laptops e, às vezes, em desktops, e pode ser usado para conectar Porta de exibição-dispositivos compatíveis, incluindo monitores externos, bem como periféricos PCI Express (PCIe), incluindo placas gráficas externas, discos rígidos, conectores Wi-Fi ou Ethernet, através de uma porta USB-C. A geração atual do protocolo – Thunderbolt 4 – suporta larguras de banda upstream ou downstream de até 40 Gbps. Em comparação com o Thunderbolt 3 de última geração, a nova versão traz suporte aprimorado para exibição em 4K (de um 4K monitor para dois), o dobro da largura de banda PCIe e garante 40 Gbps de largura de banda, que era opcional para Thunderbolt 3.

A próxima geração do Thunderbolt está no horizonte.

Portanto, há USB e Thunderbolt, e USB4 é baseado no Thunderbolt 3, que foi sucedido pelo Thunderbolt 4. Se você está confuso, não o culpamos. O que você precisa saber é que o USB4 não garante muito desempenho, enquanto o Thunderbolt 4 promete mais. Embora o USB4 seja baseado no Thunderbolt 3, isso não significa que todos os dispositivos, portas e cabos USB4 terão os mesmos recursos e desempenho de qualquer conexão Thunderbolt 3 ou 4.

A próxima geração do Thunderbolt também está no horizonte, e Raio 5 visa aumentar a largura de banda para 80 Gbps, o dobro do Thunderbolt 4 e da variante de 40 Gbps do Thunderbolt 3. No entanto, 80 Gbps é a velocidade para dispositivos que precisam de quantidades iguais de largura de banda em ambas as direções. Alguns dispositivos podem ter 120 Gbps de largura de banda em uma direção em troca de apenas 40 na outra, como o USB4 2.0. Isso é útil para monitores e talvez até para dispositivos de armazenamento. Thunderbolt 5 não tem data de lançamento no momento em que este artigo foi escrito, embora um lançamento no final de 2023 ou 2024 seja plausível.

Conectores e portas USB

Antes de falarmos sobre os vários tipos de portas e conectores USB, vamos falar sobre a diferença entre o conector e a porta. A porta é o que você tem no seu dispositivo, como um smartphone ou PC. É onde você conecta um cabo ou dispositivo externo, digamos, um pen drive. O conector geralmente é visto no próprio cabo que se conecta à porta. Isso significa que você precisa de uma porta correspondente para conectar o conector. Também é preciso entender que um padrão USB depende da combinação de conector e porta. Quanto mais nova a porta/conector, mais novo padrão ela pode adotar. Dito isto, há casos em que os fabricantes implementam padrões USB mais antigos em portas/conectores mais recentes para economizar custos.

USB-A

O primeiro conector plano e retangular ainda é comum em dispositivos como PCs, consoles de jogos, TVs, etc. Ele tem servido bem ao longo dos anos para transferir dados e energia com eficiência e atualmente oferece o padrão USB 3.2. Houve atualizações em termos de faixas de ônibus e velocidades de transferência, mas no geral o design permaneceu o mesmo.

USB B

USB-B não é mais tão comum, mas você ainda pode ver essa porta em dispositivos grandes, como scanners ou impressoras, bem como em determinados dispositivos de áudio. A porta tem uma aparência quadrada, enquanto o outro lado do cabo provavelmente teria uma porta USB-A para conectar a um PC.

Mini-USB

Agora, esta era uma porta menor, mas era baseada na porta USB-B. Foi usado principalmente para carregar e transferir dados de dispositivos como câmeras e reprodutores de MP3, embora não seja mais muito comum. Havia também uma versão Tipo A, mas ambas logo foram substituídas por uma versão menor, o micro-USB.

Micro USB

Micro-USB foi uma das portas USB mais populares graças à sua adoção em smartphones, tablets e uma variedade de outros dispositivos e acessórios portáteis. Embora esteja sendo eliminado em favor da porta USB-C, você ainda pode encontrar uma variedade de dispositivos que ainda dependem da porta.

USB-C

Este é o padrão atual e é finalmente a primeira porta USB que você pode conectar corretamente de uma só vez, pois é reversível. Além de oferecer velocidades mais rápidas de entrega de dados e energia, ele também oferece conectividade de exibição, tornando-o a porta universal perfeita. Você pode ver essa porta em quase todos os dispositivos da nova era, desde smartphones, laptops, tablets, fones de ouvido e assim por diante. Ele tem potencial para fornecer 100 W de potência, tornando-o adequado para carregar uma ampla variedade de dispositivos, incluindo laptops. Este também é o conector da nova era para o padrão Thunderbolt, oferecendo saída de vídeo de 40 Gbps e 4K.

Entrega de energia

Agora, além da transferência de dados, o USB também tem sido usado para carregar dispositivos. Até o USB 3.1, a potência máxima que se podia obter era 5V/900mA através do USB Tipo-A. Isto foi seguido pelo USB Fast Charge, um novo padrão que aumentou as velocidades para 5V/1,5A. Essas velocidades de carregamento eram adequadas para dispositivos pequenos e também para determinados smartphones. No entanto, com as melhorias na tecnologia e a necessidade de velocidades de carregamento de bateria muito mais altas, o USB-IF introduziu o USB Power Delivery, agora versão 3.1. Tornou-se uma especificação aberta padrão da indústria que pode fornecer carregamento de alta velocidade com até 240 watts com a atualização 3.1 mais recente, dependendo do dispositivo. Isso pode ser usado para carregar qualquer coisa, desde smartphones a laptops, usando o conector USB-C em ambas as extremidades.

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A porta USB finalmente faz jus ao seu nome. Depois de passar por várias revisões ao longo do ano em termos de hardware e software, podemos agora dizer que o USB (graças ao Type-C) é de facto um padrão universalmente aceite. Ele não só pode fornecer dados e energia em altas velocidades, como também pode ser usado para entrada ou saída de vídeo. Não é de admirar que até a Apple esteja lentamente se afastando e substituindo seu conector Lightning por USB Type-C.