USB alebo univerzálna sériová zbernica je priemyselný štandard, ktorý stanovuje špecifikácie pre káble a konektory na zariadeniach.
USB alebo „Universal Serial Bus“ je dnes jedným z najstarších a najpopulárnejších rozhraní. Aj keď bol pôvodne predstavený ako počítačový port, teraz ho možno vidieť takmer na každom jednotlivom kuse technológie vrátane smartfónov, herných konzol, fotoaparátov atď. v tej či onej forme. Hlavným cieľom výroby USB bolo poskytnúť štandardizované pripojenie periférií k počítačom. Dnes USB je verný svojmu menu vďaka širokému prijatiu a širokej škále podporovaného hardvéru a softvér. Poďme sa pozrieť na stručnú históriu USB, ako aj na zoznam všetkých rôznych typov konektorov a štandardov.
Ako vzniklo USB?
Vývoj USB sa začal v roku 1994 s cieľom vytvoriť jediný konektor, ktorý by v podstate mohol nahradiť množstvo konektorov používaných na PC. Účelom USB bolo aj priniesť a jednoduchšia softvérová konfigurácia všetkých zariadení, ktoré sa môžu pripojiť cez USB, aby sa umožnila vyššia rýchlosť prenosu dát pre externé zariadenia a aby sa riešili problémy s použiteľnosťou existujúcich rozhrania. USB však nebol vynálezom jedného človeka. Išlo o skupinové úsilie, ktoré zahŕňalo celkovo sedem spoločností, konkrétne Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC a Nortel. Tím vedený Ajayom Bhattom pracoval na štandarde v Inteli a prvé integrované obvody podporujúce USB boli vyrobené v roku 1995.
USB 1.0
Prvá špecifikácia s názvom USB 1.0 debutovala v januári 1996 a ponúka rýchlosť prenosu dát 1,5 Mbps (nízka rýchlosť) a 12 Mbps (plná rýchlosť). Rozhodnutie pridať dvojrýchlostné konfigurácie bolo prijaté tak, aby mohlo podporovať vysokorýchlostné zariadenia, ako sú tlačiarne a diskové jednotky, ako aj lacné periférne zariadenia, ako sú klávesnice a myši. USB 1.1 bola v skutočnosti prvou široko používanou špecifikáciou, pretože sa prvýkrát objavila na Apple iMac v septembri 1998. Rôzni výrobcovia nasledovali Apple a začali vyrábať staršie počítače s portami USB.
USB 2.0 a USB 3.0
V apríli 2000 bola po získaní súhlasu oznámená špecifikácia USB 2.0 Fórum implementátorov USB (USB-IF). Sprístupnený bol v roku 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC a Philips presadzovali vyššie rýchlosti prenosu dát, kde nový štandard priniesol rýchlosť až 480 Mbps. V novembri sme potom videli zverejnenie USB 3.0. 12, 2008, aby sa ďalej zvýšila rýchlosť prenosu dát až na 5 Gbps, čo sa tiež nazývalo SuperSpeed. Nový štandard sa tiež zameral na zníženie spotreby energie, zvýšenie výkonu a poskytovanie spätná kompatibilita s USB 2.0. Prvá sada zariadení s USB 3.0 vyšla v januári 2010.
USB 3.1 Gen 1 a Gen 2
Špecifikácia USB 3.1 bola prvýkrát oznámená v júli 2013 a práve tu začali byť veci trochu mätúce. Bol uvedený na trh v dvoch verziách, USB 3.1 Gen 1 a USB 3.1 Gen 2. Zatiaľ čo prvý si zachoval prenosový režim USB 3.0 5 Gbps (SuperSpeed), Gen 2 zaviedla režim prenosu SuperSpeed+ s maximálnou rýchlosťou prenosu dát až 10 Gbps. V septembri 2017 bola zverejnená špecifikácia USB 3.2, ktorá opäť priniesla zmenu v schéme pomenovania. USB 3.2 Gen 1 bol vlastne rovnaký ako USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 bol nový USB 3.1 Gen 2 a USB 3.2 Gen 2x2 bol najnovší a najrýchlejší ponúka rýchlosť až 20 Gb/s.
USB4 a USB4 verzie 2.0
Najnovší štandard sa oficiálne nazýva USB4 (z akéhokoľvek dôvodu nie USB 4) a bol predstavený v roku 2019 s prvým zariadenia USB4 príchod v rokoch 2021 a 2022. Veci sú dosť mätúce s USB 3.1 a 3.2 a celou terminológiou Gen 1 a Gen 2 a USB-IF sa snaží zvrátiť to pomocou USB4, ktorého marketing bude závisieť od rýchlosti prenosu dát a nie od verzie. USB4 prichádza v dvoch variantoch: 20Gbps a 40Gbps a USB-IF dúfa, že výrobcovia budú označovať svoje USB zariadenia rýchlosťami a nie len USB4.
Prvé zariadenia USB4 2.0 budú dostupné najskôr koncom roka 2023.
USB4 má ešte jeden bod navyše: Thunderbolt. Základom USB4 je starý protokol Thunderbolt 3 od Intelu a samozrejme, USB4 je do istej miery kompatibilný s Thunderbolt – dôraz na trochu. Zariadenia a káble USB4 môžu mať rýchlosť 20 Gbps alebo 40 Gbps, zatiaľ čo Thunderbolt 4 vyžaduje 40 Gbps, takže nie všetky porty a káble USB4 môžu byť ekvivalentné Thunderboltu.
Špecifikácia USB4 verzie 2.0 bola vydaná koncom roka 2022 (čo robí USB ešte viac mätúce pre každého) a zvyšuje šírku pásma USB4 od 40 do 80 Gb/s, s voliteľným režimom 120 Gb/s, ktorý funguje iba jedným smerom, pričom druhým smerom zostáva len 40 Gb/s šírku pásma. Tento režim 120 Gbps je užitočný v situáciách, keď jedna strana pripojenia potrebuje prijímať oveľa viac dát ako ten druhý, napríklad používanie displeja s vysokým rozlíšením, ktorý potrebuje veľa údajov na zobrazenie úplne detailného obrazu. Keďže špecifikácia vyšla len nedávno, prvé zariadenia USB4 2.0 budú dostupné najskôr koncom roka 2023.
Thunderbolt
Na rozdiel od štandardu USB, ktorý sa pýši univerzálnosťou a akceptáciou ako „štandard“, Thunderbolt je štandard, ktorý vyvinula a poskytla licencia Intel. Thunderbolt 3 bol však v podstate daný USB-IF a bol použitý na vytvorenie USB4, takže teraz je vzťah medzi nimi nejasný. Ide o medziplatformový štandard prenosu údajov a energie, ale zariadenia musia byť na používanie s týmto štandardom certifikované a štandardy Intelu sú oveľa prísnejšie ako štandardy USB-IF.
Protokol Thunderbolt sa často nachádza v prenosných počítačoch a niekedy aj v stolných počítačoch a možno ho použiť na pripojenie DisplayPort-kompatibilné zariadenia vrátane externých monitorov, ako aj periférnych zariadení PCI Express (PCIe) vrátane externých grafických kariet, pevných diskov, konektorov Wi-Fi alebo Ethernet cez port USB-C. Aktuálna generácia protokolu – Thunderbolt 4 – podporuje upstream alebo downstream šírky pásma až 40 Gbps. V porovnaní s minulou generáciou Thunderbolt 3 prináša nová verzia vylepšenú podporu 4K displeja (z jedného 4K monitor na dva), zdvojnásobí šírku pásma PCIe a zaručuje šírku pásma 40 Gbps, čo bolo voliteľné pre Thunderbolt 3.
Ďalšia generácia Thunderboltu je na obzore.
Takže je tu USB a Thunderbolt a USB4 je založený na Thunderbolt 3, ktorý bol nahradený Thunderboltom 4. Ak ste zmätení, neobviňujeme vás. Čo potrebujete vedieť je, že USB4 nezaručuje veľa výkonu, zatiaľ čo Thunderbolt 4 sľubuje viac. Aj keď je USB4 založené na Thunderbolt 3, neznamená to, že každé USB4 zariadenie, port a kábel budú mať rovnaké funkcie a výkon ako akékoľvek pripojenie Thunderbolt 3 alebo 4.
Na obzore je aj ďalšia generácia Thunderboltu a Thunderbolt 5 má za cieľ zvýšiť šírku pásma na 80 Gbps, čo je dvojnásobok oproti Thunderbolt 4 a Thunderbolt 3 variantu 40 Gbps. 80 Gbps je však rýchlosť pre zariadenia, ktoré potrebujú rovnakú šírku pásma v oboch smeroch. Niektoré zariadenia by mohli mať šírku pásma 120 Gbps v jednom smere výmenou za to, že majú iba 40 v druhom, ako napríklad USB4 2.0. To je užitočné pre displeje a možno aj úložné zariadenia. Thunderbolt 5 nemá v čase písania správy žiadny dátum vydania, hoci spustenie neskôr v roku 2023 alebo 2024 je pravdepodobné.
USB konektory a porty
Predtým, ako si povieme niečo o rôznych typoch USB portov a konektorov, povedzme si niečo o rozdiele medzi konektorom a portom. Port je to, čo máte na svojom zariadení, ako je smartfón alebo počítač. Je to miesto, kde pripojíte kábel alebo externé zariadenie, povedzme flash disk. Konektor je zvyčajne viditeľný na samotnom kábli, ktorý sa zapája do portu. To znamená, že na pripojenie konektora potrebujete zodpovedajúci port. Treba tiež pochopiť, že štandard USB závisí od kombinácie konektora a portu. Čím novší port/konektor, tým novší štandard môže prijať. Napriek tomu existujú prípady, keď výrobcovia implementujú staršie štandardy USB do novších portov / konektorov, aby ušetrili náklady.
USB-A
Úplne prvý plochý, obdĺžnikový konektor je stále bežným javom na zariadeniach, ako sú počítače, herné konzoly, televízory atď. V priebehu rokov dobre slúžil na efektívny prenos dát a napájania a v súčasnosti ponúka štandard USB 3.2. Došlo k modernizácii, pokiaľ ide o autobusové pruhy a prenosové rýchlosti, ale celkovo zostal dizajn rovnaký.
USB-B
USB-B už nie je taký bežný, ale tento port môžete stále vidieť na veľkých zariadeniach, ako sú skenery alebo tlačiarne, ako aj na niektorých zvukových zariadeniach. Port má štvorcový vzhľad, zatiaľ čo na druhej strane kábla by bol s najväčšou pravdepodobnosťou port USB-A na pripojenie k počítaču.
Mini-USB
Teraz to bol menší port, ale bol založený na porte USB-B. Primárne sa používal na nabíjanie a prenos údajov zo zariadení, ako sú fotoaparáty a prehrávače MP3, aj keď to už nie je bežné. Existovala aj verzia typu A, ale obe boli čoskoro prevzaté menšou verziou, micro-USB.
Micro-USB
Micro-USB bol jedným z najpopulárnejších portov USB vďaka jeho prijatiu do smartfónov, tabletov a rôznych iných prenosných zariadení a príslušenstva. Aj keď sa postupne vyraďuje v prospech portu USB-C, stále môžete nájsť rôzne zariadenia, ktoré sa stále spoliehajú na port.
USB-C
Toto je súčasný štandard a je to konečne prvý port USB, ktorý môžete správne pripojiť jedným ťahom, pretože je reverzibilný. Okrem toho, že ponúka vyššiu rýchlosť prenosu dát a energie, ponúka aj pripojenie displeja, čo z neho robí dokonalý univerzálny port. Tento port môžete vidieť takmer na každom zariadení novej doby od smartfónov, notebookov, tabletov, slúchadiel atď. Má potenciál poskytnúť výkon 100 W, vďaka čomu je vhodný na nabíjanie širokej škály zariadení vrátane notebookov. Toto je tiež nový konektor pre štandard Thunderbolt, ktorý ponúka 40 Gbps a 4K video výstup.
Dodávka energie
Teraz sa okrem prenosu dát USB používa aj na nabíjanie zariadení. Až do USB 3.1 bol maximálny výkon 5V/900mA cez USB Type-A. Nasledovalo USB Fast Charge, nový štandard, ktorý zvýšil rýchlosť na 5V/1,5A. Tieto rýchlosti nabíjania boli vhodné aj pre malé zariadenia a niektoré smartfóny. S vylepšeniami technológie a požiadavkou na oveľa vyššiu rýchlosť nabíjania batérie však USB-IF predstavilo USB Power Delivery, teraz verziu 3.1. Stala sa priemyselnou štandardnou otvorenou špecifikáciou, ktorá dokáže poskytnúť vysokorýchlostné nabíjanie s výkonom až 240 wattov s najnovšou aktualizáciou 3.1 v závislosti od zariadenie. To sa dá použiť na nabíjanie čohokoľvek od smartfónov po notebooky pomocou konektora USB-C na oboch koncoch.
Port USB konečne robí čest svojmu názvu. Po tom, čo sme v priebehu roka prešli rôznymi revíziami z hľadiska hardvéru a softvéru, môžeme teraz povedať, že USB (vďaka typu C) je skutočne všeobecne akceptovaným štandardom. Nielen, že dokáže dodávať dáta a výkon pri vysokých rýchlostiach, dá sa dokonca použiť na vstup alebo výstup videa. Niet divu, že aj Apple sa pomaly vzďaľuje a nahrádza svoj Lightning konektor USB Type-C.