USB หรือบัสอนุกรมสากลเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมที่กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับสายเคเบิลและขั้วต่อบนอุปกรณ์
USB หรือ 'Universal Serial Bus' เป็นหนึ่งในอินเทอร์เฟซที่เก่าแก่และเป็นที่นิยมมากที่สุดในปัจจุบัน แม้ว่าในตอนแรกจะมีการแนะนำเป็นพอร์ตคอมพิวเตอร์ แต่ตอนนี้พบเห็นได้ในเทคโนโลยีเกือบทุกชิ้น รวมถึงสมาร์ทโฟน คอนโซลเกม กล้อง ฯลฯ ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งหรืออย่างอื่น วัตถุประสงค์หลักของการสร้าง USB คือเพื่อให้การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงกับพีซีเป็นมาตรฐาน วันนี้ยูเอสบี ย่อมาจากชื่อของมัน ต้องขอบคุณการยอมรับอย่างกว้างขวางและฮาร์ดแวร์ที่รองรับที่หลากหลายและ ซอฟต์แวร์. เรามาดูประวัติโดยย่อของ USB รวมถึงรายการตัวเชื่อมต่อและมาตรฐานประเภทต่างๆ ทั้งหมด
USB เกิดขึ้นได้อย่างไร?
การพัฒนา USB เริ่มขึ้นในปี 1994 โดยมีเป้าหมายเพื่อสร้างตัวเชื่อมต่อเดี่ยวที่โดยทั่วไปสามารถแทนที่ตัวเชื่อมต่อจำนวนหนึ่งที่เห็นบนพีซี จุดประสงค์ของ USB ก็เพื่อนำมาซึ่ง การกำหนดค่าซอฟต์แวร์ที่เรียบง่ายยิ่งขึ้นของอุปกรณ์ทั้งหมดที่สามารถเชื่อมต่อผ่าน USB เพื่อให้อัตราข้อมูลเร็วขึ้นสำหรับอุปกรณ์ภายนอก และเพื่อแก้ไขปัญหาการใช้งานที่มีอยู่ อินเทอร์เฟซ USB ไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ของคนคนเดียว เป็นความพยายามของกลุ่มที่รวมบริษัททั้งหมด 7 แห่ง ได้แก่ Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC และ Nortel ทีมงานที่นำโดย Ajay Bhatt ทำงานเกี่ยวกับมาตรฐานที่ Intel และวงจรรวมชุดแรกที่รองรับ USB ผลิตขึ้นในปี 1995
ยูเอสบี 1.0
ข้อมูลจำเพาะแรกที่เรียกว่า USB 1.0 เปิดตัวในเดือนมกราคม พ.ศ. 2539 โดยมีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล 1.5 Mbps (ความเร็วต่ำ) และ 12 Mbps (ความเร็วเต็ม) การตัดสินใจเพิ่มการกำหนดค่าความเร็วสองระดับเกิดขึ้นเพื่อให้สามารถรองรับทั้งอุปกรณ์ความเร็วสูง เช่น เครื่องพิมพ์และดิสก์ไดรฟ์ รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงราคาประหยัด เช่น คีย์บอร์ดและเมาส์ จริงๆ แล้ว USB 1.1 เป็นคุณสมบัติแรกที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยปรากฏครั้งแรกบน Apple iMac ในเดือนกันยายน 1998 ผู้ผลิตหลายรายติดตาม Apple และเริ่มผลิตพีซีแบบรุ่นเก่าที่มีพอร์ต USB
ยูเอสบี 2.0 และยูเอสบี 3.0
ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2543 มีการประกาศข้อกำหนด USB 2.0 หลังจากได้รับความยินยอมจาก ฟอรัมผู้ใช้ USB (USB-IF) วางจำหน่ายในปี พ.ศ. 2544 Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC และ Philips ผลักดันให้มีอัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่สูงขึ้น โดยที่มาตรฐานใหม่นี้ทำให้มีความเร็วเพิ่มขึ้นถึง 480Mbps จากนั้นเราเห็น USB 3.0 เผยแพร่เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน เมื่อวันที่ 12 กันยายน 2551 เพื่อเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลเป็น 5Gbps ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า SuperSpeed มาตรฐานใหม่ยังมุ่งเน้นไปที่การลดการใช้พลังงาน การเพิ่มกำลังไฟฟ้า และการจัดหา ความเข้ากันได้ย้อนหลังกับ USB 2.0 อุปกรณ์ชุดแรกที่มี USB 3.0 เปิดตัวในเดือนมกราคม 2010.
ยูเอสบี 3.1 เจนเนอเรชั่น 1 และเจนเนอเรชั่น 2
ข้อมูลจำเพาะ USB 3.1 ได้รับการประกาศครั้งแรกในเดือนกรกฎาคม 2013 และนี่คือจุดที่สิ่งต่างๆ เริ่มสับสนเล็กน้อย เปิดตัวมาด้วยกัน 2 เวอร์ชั่น คือ USB 3.1 Gen 1 และ USB 3.1 Gen 2 ในขณะที่อันแรกยังคงโหมดการถ่ายโอน 5Gbps (SuperSpeed) ของ USB 3.0 ไว้ Gen 2 ได้แนะนำโหมดการถ่ายโอน SuperSpeed+ พร้อมอัตราการส่งสัญญาณข้อมูลสูงสุดที่ 10Gbps ในเดือนกันยายน 2017 ข้อมูลจำเพาะ USB 3.2 ได้รับการเผยแพร่ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการตั้งชื่ออีกครั้ง จริงๆ แล้ว USB 3.2 Gen 1 นั้นเหมือนกับ USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 เป็น USB 3.1 Gen 2 ใหม่ และ USB 3.2 Gen 2x2 เป็นรุ่นใหม่ล่าสุดที่มีความเร็วสูงสุดที่ 20Gbps
USB4 และ USB4 เวอร์ชัน 2.0
มาตรฐานล่าสุดมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า USB4 (ไม่ใช่ USB 4 ไม่ว่าด้วยเหตุผลใดก็ตาม) และเปิดตัวในปี 2019 โดยเป็นครั้งแรก อุปกรณ์ USB4 มาถึงในปี 2021 และ 2022 สิ่งต่าง ๆ ค่อนข้างสับสนกับ USB 3.1 และ 3.2 และคำศัพท์ Gen 1 และ Gen 2 ทั้งหมด และ USB-IF กำลังพยายาม เพื่อยกเลิกสิ่งนั้นด้วย USB4 ซึ่งการตลาดจะขึ้นอยู่กับความเร็วการถ่ายโอนข้อมูล ไม่ใช่เวอร์ชันใด USB4 มีสองรสชาติ: 20Gbps และ 40Gbps และ USB-IF หวังว่าผู้ผลิตจะสร้างแบรนด์อุปกรณ์ USB ของตนด้วยความเร็วมากกว่าแค่ USB4
อุปกรณ์ USB4 2.0 แรกจะไม่ออกจนกว่าจะถึงปลายปี 2023 อย่างเร็วที่สุด
มีอีกจุดหนึ่งสำหรับ USB4: Thunderbolt รากฐานของ USB4 คือโปรโตคอล Thunderbolt 3 เก่าของ Intel และโดยธรรมชาติแล้ว USB4 ค่อนข้างเข้ากันได้กับ Thunderbolt โดยเน้นที่ ค่อนข้าง. อุปกรณ์และสายเคเบิล USB4 สามารถมีความเร็ว 20Gbps หรือ 40Gbps ในขณะที่ Thunderbolt 4 ต้องการ 40Gbps ดังนั้นพอร์ตและสายเคเบิล USB4 ทั้งหมดอาจไม่เทียบเท่ากับ Thunderbolt
ข้อมูลจำเพาะของ USB4 เวอร์ชัน 2.0 เปิดตัวในช่วงปลายปี 2565 (ทำให้ USB สับสนมากขึ้นสำหรับทุกคน) และเพิ่มแบนด์วิดท์ของ USB4 ตั้งแต่ 40 ถึง 80Gbps พร้อมโหมดเสริม 120Gbps ที่ทำงานเฉพาะในทิศทางเดียว เหลืออีกทิศทางด้วยความเร็วเพียง 40Gbps แบนด์วิธ โหมด 120Gbps นี้มีประโยชน์สำหรับสถานการณ์ที่การเชื่อมต่อด้านใดด้านหนึ่งจำเป็นต้องรับข้อมูลมากขึ้น กว่าอย่างอื่น เช่น การใช้จอแสดงผลความละเอียดสูงที่ต้องการข้อมูลจำนวนมากเพื่อแสดงภาพที่มีรายละเอียดครบถ้วน เนื่องจากสเปกเพิ่งออกมาไม่นานนี้ อุปกรณ์ USB4 2.0 ตัวแรกจะยังไม่ออกจนกว่าจะถึงปลายปี 2023 อย่างเร็วที่สุด
สายฟ้า
ต่างจากมาตรฐาน USB ซึ่งภาคภูมิใจในความเป็นสากลและการยอมรับว่าเป็น "มาตรฐาน" Thunderbolt เป็นมาตรฐานที่พัฒนาและได้รับอนุญาตจาก Intel อย่างไรก็ตาม โดยพื้นฐานแล้ว Thunderbolt 3 มอบให้กับ USB-IF และใช้เพื่อสร้าง USB4 ดังนั้นตอนนี้ความสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองจึงมืดมน เป็นมาตรฐานการถ่ายโอนข้อมูลและพลังงานข้ามแพลตฟอร์ม แต่อุปกรณ์ต้องได้รับการรับรองเพื่อใช้กับมาตรฐานนี้ และมาตรฐานของ Intel ก็เข้มงวดกว่า USB-IF มาก
โปรโตคอล Thunderbolt มักพบในแล็ปท็อปและเดสก์ท็อปบางครั้ง และสามารถใช้เชื่อมต่อได้ ดิสเพลย์พอร์ต- อุปกรณ์ที่รองรับ รวมถึงจอภาพภายนอก รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วง PCI Express (PCIe) รวมถึงการ์ดกราฟิกภายนอก ฮาร์ดไดรฟ์ ขั้วต่อ Wi-Fi หรืออีเธอร์เน็ต ผ่านพอร์ต USB-C โปรโตคอลรุ่นปัจจุบัน – Thunderbolt 4 – รองรับแบนด์วิดท์อัปสตรีมหรือดาวน์สตรีมสูงสุด 40Gbps เมื่อเทียบกับ Thunderbolt 3 รุ่นล่าสุด เวอร์ชันใหม่นำเสนอการรองรับการแสดงผล 4K ที่ได้รับการปรับปรุง (จาก 4K หนึ่งอัน ตรวจสอบเป็นสอง) เพิ่มแบนด์วิดท์ PCIe เป็นสองเท่า และรับประกันแบนด์วิธ 40Gbps ซึ่งเป็นทางเลือกสำหรับ Thunderbolt 3.
Thunderbolt รุ่นต่อไปอยู่บนขอบฟ้า
ดังนั้นจึงมี USB และ Thunderbolt และ USB4 นั้นใช้ Thunderbolt 3 ซึ่งสืบทอดมาจาก Thunderbolt 4 หากคุณสับสนเราไม่โทษคุณ สิ่งที่คุณต้องรู้ก็คือ USB4 ไม่ได้รับประกันประสิทธิภาพมากนัก ในขณะที่ Thunderbolt 4 ให้คำมั่นสัญญามากกว่านั้น แม้ว่า USB4 จะใช้ Thunderbolt 3 แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าอุปกรณ์ พอร์ต และสายเคเบิล USB4 ทุกตัวจะมีคุณสมบัติและประสิทธิภาพเหมือนกันกับการเชื่อมต่อ Thunderbolt 3 หรือ 4
Thunderbolt รุ่นต่อไปก็อยู่บนขอบฟ้าเช่นกัน สายฟ้า 5 ตั้งเป้าที่จะเพิ่มแบนด์วิธเป็น 80Gbps ซึ่งเป็นสองเท่าของรุ่น Thunderbolt 4 และ Thunderbolt 3 ที่มีความเร็ว 40Gbps อย่างไรก็ตาม 80Gbps คือความเร็วสำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการแบนด์วิธเท่ากันในทั้งสองทิศทาง อุปกรณ์บางตัวอาจมีแบนด์วิดธ์ 120Gbps ในทิศทางเดียวโดยแลกกับการมีแบนด์วิธเพียง 40 ในอีกทิศทางหนึ่ง เช่น USB4 2.0 นั่นมีประโยชน์สำหรับจอแสดงผลและแม้กระทั่งอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล Thunderbolt 5 ไม่มีวันวางจำหน่ายในขณะที่เขียน แม้ว่าจะเปิดตัวในปี 2023 หรือ 2024 ก็เป็นไปได้ก็ตาม
ขั้วต่อ USB และพอร์ต
ก่อนที่เราจะพูดถึงพอร์ต USB และตัวเชื่อมต่อประเภทต่างๆ เรามาพูดถึงความแตกต่างระหว่างตัวเชื่อมต่อและพอร์ตกันก่อน พอร์ตคือสิ่งที่คุณมีในอุปกรณ์ของคุณ เช่น สมาร์ทโฟนหรือพีซี เป็นที่ที่คุณเสียบสายเคเบิลหรืออุปกรณ์ภายนอก เช่น ธัมบ์ไดรฟ์ โดยปกติจะเห็นขั้วต่อบนสายเคเบิลที่เสียบเข้ากับพอร์ต ซึ่งหมายความว่าคุณต้องมีพอร์ตที่ตรงกันสำหรับตัวเชื่อมต่อเพื่อเสียบปลั๊ก เราต้องเข้าใจด้วยว่ามาตรฐาน USB อาศัยตัวเชื่อมต่อและพอร์ตรวมกัน ยิ่งพอร์ต/ตัวเชื่อมต่อใหม่เท่าไร ก็ยิ่งสามารถใช้มาตรฐานใหม่ได้มากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีหลายกรณีที่ผู้ผลิตนำมาตรฐาน USB รุ่นเก่าไปใช้กับพอร์ต/ตัวเชื่อมต่อรุ่นใหม่เพื่อประหยัดค่าใช้จ่าย
ยูเอสบี-เอ
ขั้วต่อทรงสี่เหลี่ยมแบนตัวแรกสุดยังคงเป็นสิ่งที่เห็นได้ทั่วไปบนอุปกรณ์ต่างๆ เช่น พีซี คอนโซลเกม ทีวี ฯลฯ เป็นเวลาหลายปีในการถ่ายโอนข้อมูลและพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ และปัจจุบันมีมาตรฐาน USB 3.2 ได้เห็นการอัพเกรดในแง่ของช่องทางเดินรถและความเร็วในการถ่ายโอน แต่โดยรวมแล้ว การออกแบบยังคงเหมือนเดิม
USB-B
USB-B นั้นไม่ธรรมดาอีกต่อไป แต่คุณอาจยังเห็นพอร์ตนี้บนอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น เครื่องสแกนหรือเครื่องพิมพ์ รวมถึงบนอุปกรณ์เสียงบางประเภท พอร์ตมีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยม ในขณะที่อีกด้านของสายเคเบิลมักจะมีพอร์ต USB-A เพื่อเชื่อมต่อกับพีซี
มินิ USB
นี่เป็นพอร์ตที่เล็กกว่าแต่ใช้พอร์ต USB-B ใช้สำหรับชาร์จและถ่ายโอนข้อมูลจากอุปกรณ์เช่นกล้องและเครื่องเล่น MP3 เป็นหลัก แม้ว่าจะไม่ธรรมดาอีกต่อไปแล้วก็ตาม มีเวอร์ชัน Type-A ด้วยเช่นกัน แต่ในไม่ช้าทั้งคู่ก็ถูกแทนที่โดยเวอร์ชันที่เล็กกว่า นั่นคือ micro-USB
ไมโคร-USB
Micro-USB เป็นหนึ่งในพอร์ต USB ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากมีการใช้งานในสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ที่หลากหลาย แม้ว่าจะมีการเลิกใช้พอร์ต USB-C แทน แต่คุณยังคงพบอุปกรณ์หลากหลายที่ยังคงต้องใช้พอร์ตดังกล่าว
USB-C
นี่คือมาตรฐานปัจจุบันและในที่สุดก็เป็นพอร์ต USB แรกที่คุณสามารถเสียบได้อย่างถูกต้องในครั้งเดียวเนื่องจากสามารถเสียบกลับด้านได้ นอกเหนือจากการนำเสนอข้อมูลที่เร็วขึ้นและความเร็วในการส่งพลังงานแล้ว ยังมีการเชื่อมต่อจอแสดงผล ทำให้เป็นพอร์ตอเนกประสงค์ที่สมบูรณ์แบบ คุณสามารถเห็นพอร์ตนี้ได้บนอุปกรณ์ยุคใหม่เกือบทุกรุ่นตั้งแต่สมาร์ทโฟน แล็ปท็อป แท็บเล็ต หูฟัง และอื่นๆ มีศักยภาพในการจ่ายไฟ 100w ทำให้เหมาะสำหรับชาร์จอุปกรณ์ได้หลากหลายรวมถึงแล็ปท็อป นี่เป็นตัวเชื่อมต่อยุคใหม่สำหรับมาตรฐาน Thunderbolt ที่ให้เอาต์พุตวิดีโอ 40Gbps และ 4K
การจ่ายพลังงาน
นอกเหนือจากการถ่ายโอนข้อมูลแล้ว USB ยังใช้สำหรับชาร์จอุปกรณ์อีกด้วย จนถึง USB 3.1 พลังงานสูงสุดที่สามารถรับได้คือ 5V/900mA ผ่าน USB Type-A ตามมาด้วย USB Fast Charge มาตรฐานใหม่ที่เพิ่มความเร็วเป็น 5V/1.5A ความเร็วในการชาร์จเหล่านี้เหมาะสำหรับอุปกรณ์ขนาดเล็กและสมาร์ทโฟนบางรุ่นเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีและข้อกำหนดสำหรับความเร็วในการชาร์จแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นมาก USB-IF ได้เปิดตัว USB Power Delivery ซึ่งปัจจุบันเป็นเวอร์ชัน 3.1 กลายเป็นสเปคเปิดมาตรฐานอุตสาหกรรมที่สามารถชาร์จความเร็วสูงได้ถึง 240 วัตต์ พร้อมอัพเดต 3.1 ล่าสุด ขึ้นอยู่กับ อุปกรณ์. สามารถใช้ชาร์จอะไรก็ได้ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงแล็ปท็อปโดยใช้ขั้วต่อ USB-C ที่ปลายทั้งสองข้าง
ในที่สุดพอร์ต USB ก็ใช้งานได้ตามชื่อของมัน หลังจากผ่านการแก้ไขต่างๆ ตลอดทั้งปีในด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ตอนนี้เราสามารถพูดได้ว่า USB (ต้องขอบคุณ Type-C) ที่เป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลจริงๆ ไม่เพียงแต่สามารถส่งข้อมูลและพลังงานด้วยความเร็วที่รวดเร็วเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เพื่ออินพุตหรือเอาต์พุตวิดีโอได้อีกด้วย ไม่น่าแปลกใจเลยที่ Apple จะค่อย ๆ เคลื่อนตัวออกไปและเปลี่ยนขั้วต่อ Lightning เป็น USB Type-C