USB ali univerzalno serijsko vodilo je industrijski standard, ki določa specifikacije za kable in priključke na napravah.
USB ali 'Universal Serial Bus' je danes eden najstarejših in najbolj priljubljenih vmesnikov. Čeprav je bil sprva predstavljen kot računalniška vrata, je zdaj viden na skoraj vseh posameznih kosih tehnologije, vključno s pametnimi telefoni, igralnimi konzolami, kamerami itd. v takšni ali drugačni obliki. Glavni cilj izdelave USB je bil zagotoviti standardizirano povezavo perifernih naprav z osebnimi računalniki. Danes USB ostaja zvest svojemu imenu, zahvaljujoč svoji široki sprejemljivosti in široki paleti podprte strojne opreme in programsko opremo. Oglejmo si kratko zgodovino USB-ja in naštejmo vse različne vrste priključkov in standardov.
Kako je nastal USB?
Razvoj USB-ja se je začel leta 1994 z namenom izdelave enega konektorja, ki bi v bistvu lahko nadomestil številne konektorje na osebnih računalnikih. Namen USB je bil tudi prinesti a enostavnejša konfiguracija programske opreme za vse naprave, ki se lahko povežejo prek USB-ja, da se omogoči hitrejši prenos podatkov za zunanje naprave in odpravi težave z uporabnostjo obstoječih vmesniki. Vendar USB ni bil izum enega človeka. Šlo je za skupinsko prizadevanje, ki je vključevalo skupno sedem podjetij, in sicer Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC in Nortel. Ekipa, ki jo je vodil Ajay Bhatt, je delala na standardu pri Intelu in prva integrirana vezja, ki podpirajo USB, so bila proizvedena leta 1995.
USB 1.0
Prva specifikacija, imenovana USB 1.0, je bila predstavljena januarja 1996 in je ponujala hitrost prenosa podatkov 1,5 Mbps (nizka hitrost) in 12 Mbps (polna hitrost). Odločitev o dodajanju dvohitrostnih konfiguracij je bila sprejeta tako, da lahko podpira tako hitre naprave, kot so tiskalniki in diskovni pogoni, kot tudi nizkocenovne periferne naprave, kot so tipkovnice in miške. USB 1.1 je bila pravzaprav prva široko uporabljena specifikacija, saj se je prvič pojavila na Apple iMac septembra 1998. Različni proizvajalci so sledili Applu in začeli izdelovati osebne računalnike brez podedovanja z vrati USB.
USB 2.0 in USB 3.0
Aprila 2000 je bila objavljena specifikacija USB 2.0 po pridobitvi soglasja od Forum izvajalcev USB (USB-IF). Na voljo je bil leta 2001. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC in Philips so si prizadevali za višje hitrosti prenosa podatkov, kjer je novi standard prinesel hitrosti do 480 Mbps. Nato smo videli, da je USB 3.0 objavljen novembra. 12, 2008, za nadaljnje povečanje hitrosti prenosa podatkov na do 5 Gbps, kar se imenuje tudi SuperSpeed. Novi standard se je osredotočil tudi na zmanjšanje porabe energije, povečanje izhodne moči in zagotavljanje združljivost nazaj z USB 2.0. Prvi sklop naprav z USB 3.0 je izšel januarja 2010.
USB 3.1 Gen 1 in Gen 2
Specifikacija USB 3.1 je bila prvič objavljena julija 2013 in tu so stvari postale nekoliko zmedene. Predstavljen je bil v dveh različicah, USB 3.1 Gen 1 in USB 3.1 Gen 2. Medtem ko je prvi ohranil način prenosa 5 Gbps (SuperSpeed) USB 3.0, je Gen 2 uvedel način prenosa SuperSpeed+ z največjo hitrostjo prenosa podatkov do 10 Gbps. Septembra 2017 je bila objavljena specifikacija USB 3.2, ki je ponovno prinesla spremembo v shemi poimenovanja. USB 3.2 Gen 1 je bil pravzaprav enak USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 je bil novi USB 3.1 Gen 2 in USB 3.2 Gen 2x2 je bil najnovejši in najhitrejši, ki ponuja hitrosti do 20 Gbps.
USB4 in USB4 različica 2.0
Najnovejši standard se uradno imenuje USB4 (ne USB 4 iz katerega koli razloga) in je bil predstavljen leta 2019 s prvim naprave USB4 prihaja v letih 2021 in 2022. Stvari so postale precej zmedene z USB 3.1 in 3.2 ter celotno terminologijo Gen 1 in Gen 2, USB-IF pa poskuša da to razveljavite z USB4, katerega trženje bo odvisno od njegove hitrosti prenosa podatkov in ne od različice. USB4 je na voljo v dveh različicah: 20 Gbps in 40 Gbps, USB-IF pa upa, da bodo proizvajalci svoje naprave USB označili s hitrostmi in ne le z USB4.
Prve naprave USB4 2.0 bodo na voljo šele konec leta 2023.
USB4 ima še eno dodatno točko: Thunderbolt. Osnova USB4 je Intelov stari protokol Thunderbolt 3 in seveda je USB4 nekoliko združljiv s Thunderboltom – poudarek na nekoliko. Naprave in kabli USB4 imajo lahko 20 Gbps ali 40 Gbps, medtem ko Thunderbolt 4 zahteva 40 Gbps, zato niso vsa vrata in kabli USB4 enakovredni Thunderboltu.
Specifikacija USB4 različice 2.0 je bila izdana konec leta 2022 (zaradi česar je USB še bolj zmeden za vse) in povečuje pasovno širino USB4 od 40 do 80 Gbps, z izbirnim načinom 120 Gbps, ki deluje samo v eno smer, drugo smer pa zapusti s samo 40 Gbps pasovna širina. Ta način 120 Gbps je uporaben v primerih, ko mora ena stran povezave prejeti veliko več podatkov kot drugi, kot je uporaba zaslona z visoko ločljivostjo, ki potrebuje veliko podatkov za prikaz popolnoma podrobne slike. Ker je specifikacija izšla šele pred kratkim, bodo prve naprave USB4 2.0 na voljo šele konec leta 2023.
strela
Za razliko od standarda USB, ki se ponaša z univerzalnostjo in sprejemljivostjo kot "standard", je Thunderbolt standard, ki ga je razvil in licenciral Intel. Vendar pa je bil Thunderbolt 3 v bistvu dan USB-IF in je bil uporabljen za ustvarjanje USB4, tako da je zdaj razmerje med obema nejasno. To je standard za prenos podatkov in energije med platformami, vendar morajo biti naprave certificirane za uporabo s tem standardom, Intelovi standardi pa so veliko strožji od standardov USB-IF.
Protokol Thunderbolt pogosto najdemo v prenosnih in včasih namiznih računalnikih in se lahko uporablja za povezovanje DisplayPort-združljive naprave, vključno z zunanjimi monitorji in perifernimi napravami PCI Express (PCIe), vključno z zunanjimi grafičnimi karticami, trdimi diski, priključki Wi-Fi ali Ethernet, preko vrat USB-C. Trenutna generacija protokola – Thunderbolt 4 – podpira pasovne širine navzgor ali navzdol do 40 Gbps. V primerjavi z zadnjo generacijo Thunderbolt 3 nova različica prinaša izboljšano podporo za prikaz 4K (od enega 4K monitor na dva), podvojite pasovno širino PCIe in zagotavlja 40 Gbps pasovne širine, kar je bilo izbirno za Thunderbolt 3.
Naslednja generacija Thunderbolta je na obzorju.
Tu sta torej USB in Thunderbolt, USB4 pa temelji na Thunderbolt 3, ki ga je nasledil Thunderbolt 4. Če ste zmedeni, vam ne zamerimo. Vedeti morate, da USB4 ne zagotavlja veliko zmogljivosti, medtem ko Thunderbolt 4 obljublja več. Čeprav USB4 temelji na Thunderbolt 3, to ne pomeni, da bodo imele vse naprave, vrata in kabli USB4 enake funkcije in zmogljivost kot katera koli povezava Thunderbolt 3 ali 4.
Na obzorju je tudi naslednja generacija Thunderbolta in Thunderbolt 5 želi povečati pasovno širino na 80 Gbps, kar je dvakrat več kot pri različici Thunderbolt 4 in Thunderbolt 3 s 40 Gbps. Vendar pa je 80 Gbps hitrost za naprave, ki potrebujejo enako količino pasovne širine v obe smeri. Nekatere naprave bi lahko imele 120 Gbps pasovne širine v eni smeri v zameno za samo 40 Gbps v drugi, na primer USB4 2.0. To je uporabno za zaslone in morda celo naprave za shranjevanje. Thunderbolt 5 v času pisanja nima datuma izdaje, čeprav je izstrelitev pozneje leta 2023 ali 2024 verjetna.
USB priključki in vrata
Preden govorimo o različnih vrstah vrat in priključkov USB, se pogovorimo o razliki med priključkom in vrati. Vrata so tisto, kar imate na svoji napravi, kot je pametni telefon ali osebni računalnik. Tam priključite kabel ali zunanjo napravo, recimo pogon. Priključek je običajno viden na samem kablu, ki se priključi na vrata. To pomeni, da potrebujete ustrezna vrata za priključek za vtič. Razumeti je treba tudi, da standard USB temelji na kombinaciji priključka in vrat. Novejša kot so vrata/priključek, novejši standard lahko sprejme. Kljub temu obstajajo primeri, ko proizvajalci uporabljajo starejše standarde USB za novejša vrata/konektorje, da prihranijo stroške.
USB-A
Prvi ploski, pravokotni konektor je še vedno pogost pojav na napravah, kot so osebni računalniki, igralne konzole, televizorji itd. V preteklih letih je dobro služil pri učinkovitem prenosu podatkov in energiji in trenutno ponuja standard USB 3.2. Doživel je nadgradnje v smislu avtobusnih pasov in hitrosti prenosa, vendar je na splošno zasnova ostala enaka.
USB-B
USB-B ni več tako pogost, vendar boste ta vrata morda še vedno videli na velikih napravah, kot so optični bralniki ali tiskalniki, pa tudi na nekaterih zvočnih napravah. Vrata so kvadratnega videza, medtem ko bi druga stran kabla najverjetneje imela vrata USB-A za povezavo z osebnim računalnikom.
Mini-USB
To so bila manjša vrata, vendar so temeljila na vratih USB-B. Uporabljali so ga predvsem za polnjenje in prenos podatkov iz naprav, kot so kamere in MP3 predvajalniki, čeprav ni več zelo pogost. Obstajala je tudi različica Type-A, vendar je obe kmalu prevzela manjša različica, micro-USB.
Mikro-USB
Micro-USB je bil eden najbolj priljubljenih vrat USB, zahvaljujoč njegovi uporabi v pametnih telefonih, tabličnih računalnikih in številnih drugih prenosnih pripomočkih in dodatkih. Medtem ko se postopoma opušča v korist vrat USB-C, lahko še vedno najdete različne naprave, ki so še vedno odvisne od vrat.
USB-C
To je trenutni standard in končno prva vrata USB, ki jih lahko pravilno priključite naenkrat, saj so reverzibilna. Poleg tega, da ponuja hitrejše prenose podatkov in hitrost prenosa energije, ponuja tudi povezljivost zaslona, zaradi česar je popolna univerzalna vrata. Ta vrata lahko vidite na skoraj vseh novodobnih napravah od pametnih telefonov, prenosnikov, tablic, slušalk itd. Ima potencial za zagotavljanje 100 W moči, zaradi česar je primeren za polnjenje številnih naprav, vključno s prenosniki. To je tudi novodobni priključek za standard Thunderbolt, ki ponuja 40 Gbps in video izhod 4K.
Dostava moči
Zdaj se USB poleg prenosa podatkov uporablja tudi za polnjenje naprav. Do USB 3.1 je bila največja moč, ki jo je bilo mogoče doseči, 5 V/900 mA prek USB Type-A. Temu je sledilo USB Fast Charge, nov standard, ki je povečal hitrost na 5 V/1,5 A. Te hitrosti polnjenja so bile primerne tudi za majhne naprave in nekatere pametne telefone. Z izboljšavami v tehnologiji in zahtevo po veliko višjih hitrostih polnjenja baterije pa je USB-IF uvedel USB Power Delivery, zdaj različico 3.1. Postala je odprta specifikacija industrijskega standarda, ki lahko z najnovejšo posodobitvijo 3.1 zagotavlja hitro polnjenje do 240 vatov, odvisno od napravo. To lahko uporabite za polnjenje česar koli, od pametnih telefonov do prenosnih računalnikov z uporabo priključka USB-C na obeh koncih.
Vrata USB končno upravičujejo svoje ime. Po različnih revizijah strojne in programske opreme v tem letu lahko rečemo, da je USB (zahvaljujoč Type-C) res univerzalno sprejet standard. Ne le, da lahko prenaša podatke in moč pri visokih hitrostih, lahko ga uporabite celo za vhod ali izhod videa. Ni čudno, da se tudi Apple počasi odmika in svoj Lightning konektor zamenjuje z USB Type-C.