USB або універсальна послідовна шина є галузевим стандартом, який встановлює специфікації для кабелів і роз’ємів на пристроях.
USB або «універсальна послідовна шина» є одним із найстаріших і найпопулярніших інтерфейсів сьогодні. Хоча спочатку він був представлений як порт для комп’ютера, зараз його можна побачити майже на кожній техніці, включаючи смартфони, ігрові консолі, камери тощо. в тій чи іншій формі. Основною метою створення USB було забезпечення стандартизованого підключення периферійних пристроїв до ПК. Сьогодні USB відповідає своїй назві завдяки широкому визнанню та різноманітності підтримуваного обладнання та програмне забезпечення. Давайте поглянемо на коротку історію USB, а також перерахуємо всі різні типи роз’ємів і стандартів.
Як виник USB?
Розробка USB почалася в 1994 році з метою створення єдиного роз’єму, який міг би фактично замінити ряд роз’ємів на ПК. Метою USB також було принести a Простіша конфігурація програмного забезпечення для всіх пристроїв, які можуть підключатися через USB, щоб забезпечити більш високу швидкість передачі даних для зовнішніх пристроїв і вирішити проблеми зручності використання існуючих інтерфейси. Однак USB не був винаходом однієї людини. Це була спільна робота семи компаній, а саме Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC і Nortel. Команда під керівництвом Аджая Бхатта працювала над стандартом в Intel, і перші інтегральні схеми, що підтримують USB, були виготовлені в 1995 році.
USB 1.0
Перша специфікація під назвою USB 1.0 дебютувала в січні 1996 року, пропонуючи швидкість передачі даних 1,5 Мбіт/с (низька швидкість) і 12 Мбіт/с (повна швидкість). Рішення додати двошвидкісні конфігурації було прийнято, щоб вони могли підтримувати як високошвидкісні пристрої, такі як принтери та дисководи, так і недорогі периферійні пристрої, такі як клавіатури та миші. USB 1.1 був фактично першою широко використовуваною специфікацією, оскільки вона вперше з’явилася на Apple iMac у вересні 1998 року. Численні виробники пішли за Apple і почали виробляти комп’ютери без застарілих версій із портами USB.
USB 2.0 і USB 3.0
У квітні 2000 року специфікація USB 2.0 була оголошена після отримання згоди від Форум розробників USB (USB-IF). Він став доступним у 2001 році. Hewlett-Packard, Intel, Lucent Technologies (Nokia), NEC і Philips наполягали на підвищенні швидкості передачі даних, де новий стандарт приніс швидкість до 480 Мбіт/с. Потім ми побачили публікацію USB 3.0 у листопаді. 12, 2008, для подальшого збільшення швидкості передачі даних до 5 Гбіт/с, що також називається SuperSpeed. Новий стандарт також зосереджувався на зниженні енергоспоживання, збільшенні вихідної потужності та забезпеченні зворотна сумісність з USB 2.0. Перший набір пристроїв із USB 3.0 вийшов у січні 2010.
USB 3.1 Gen 1 і Gen 2
Специфікація USB 3.1 була вперше оголошена в липні 2013 року, і тут все почало трохи заплутуватися. Він був запущений у двох версіях: USB 3.1 Gen 1 і USB 3.1 Gen 2. У той час як перший зберіг режим передачі USB 3.0 5 Гбіт/с (SuperSpeed), Gen 2 представив режим передачі SuperSpeed+ із максимальною швидкістю передачі даних до 10 Гбіт/с. У вересні 2017 року було опубліковано специфікацію USB 3.2, яка знову внесла зміни в схему іменування. USB 3.2 Gen 1 був фактично таким самим, як USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 2 був новим USB 3.1 Gen 2, а USB 3.2 Gen 2x2 був найновішим і найшвидшим, пропонуючи швидкість до 20 Гбіт/с.
USB4 та USB4 версії 2.0
Останній стандарт офіційно називається USB4 (з якоїсь причини не USB 4) і був представлений у 2019 році з першим пристрої USB4 надходження в 2021 і 2022 роках. З USB 3.1 і 3.2 і всією термінологією Gen 1 і Gen 2 все стало досить заплутаним, і USB-IF намагається щоб скасувати це за допомогою USB4, маркетинг якого залежатиме від його швидкості передачі даних, а не від версії. USB4 доступний у двох варіантах: 20 Гбіт/с і 40 Гбіт/с, і USB-IF сподівається, що виробники будуть позначати свої USB-пристрої на швидкості, а не просто на USB4.
Перші пристрої USB4 2.0 з’являться не раніше кінця 2023 року.
У USB4 є ще одна перевага: Thunderbolt. Основою USB4 є старий протокол Intel Thunderbolt 3, і, природно, USB4 певною мірою сумісний із Thunderbolt — акцент на дещо. Пристрої та кабелі USB4 можуть мати швидкість 20 Гбіт/с або 40 Гбіт/с, тоді як Thunderbolt 4 вимагає 40 Гбіт/с, тому не всі порти та кабелі USB4 можуть бути еквівалентними Thunderbolt.
Специфікація USB4 версії 2.0 була випущена наприкінці 2022 року (що робить USB ще більш заплутаним для всіх) і збільшує пропускну здатність USB4 від 40 до 80 Гбіт/с із додатковим режимом 120 Гбіт/с, який працює лише в одному напрямку, залишаючи в іншому напрямку лише 40 Гбіт/с пропускна здатність. Цей режим 120 Гбіт/с корисний у ситуаціях, коли одній стороні з’єднання потрібно отримати набагато більше даних ніж інші, як-от використання дисплея з високою роздільною здатністю, якому потрібна велика кількість даних для відображення повністю деталізованого зображення. Оскільки специфікація була опублікована нещодавно, перші пристрої USB4 2.0 з’являться не раніше кінця 2023 року.
громовиця
На відміну від стандарту USB, який пишається своєю універсальністю та визнанням як «стандарт», Thunderbolt — це стандарт, розроблений і ліцензований Intel. Однак Thunderbolt 3 в основному був переданий USB-IF і використовувався для створення USB4, тому тепер зв’язок між ними є туманним. Це міжплатформний стандарт передачі даних і живлення, але пристрої мають бути сертифіковані для використання з цим стандартом, і стандарти Intel набагато суворіші, ніж стандарти USB-IF.
Протокол Thunderbolt часто зустрічається в ноутбуках, а іноді й у настільних комп’ютерах, і його можна використовувати для підключення DisplayPort- сумісні пристрої, включаючи зовнішні монітори, а також периферійні пристрої PCI Express (PCIe), включаючи зовнішні графічні карти, жорсткі диски, роз’єми Wi-Fi або Ethernet через порт USB-C. Поточне покоління протоколу – Thunderbolt 4 – підтримує смугу пропускання до 40 Гбіт/с. У порівнянні з останнім поколінням Thunderbolt 3, нова версія забезпечує покращену підтримку дисплея 4K (з одного 4K монітора на два), подвоїть пропускну здатність PCIe та гарантує пропускну здатність 40 Гбіт/с, яка була необов’язковою для Thunderbolt 3.
Наступне покоління Thunderbolt вже на горизонті.
Отже, є USB і Thunderbolt, а USB4 базується на Thunderbolt 3, на зміну якому прийшов Thunderbolt 4. Якщо ви заплуталися, ми не звинувачуємо вас. Що вам потрібно знати, так це те, що USB4 не гарантує багато продуктивності, тоді як Thunderbolt 4 обіцяє більше. Хоча USB4 базується на Thunderbolt 3, це не означає, що кожен пристрій, порт і кабель USB4 матиме ті самі функції та продуктивність, що й будь-яке з’єднання Thunderbolt 3 або 4.
Наступне покоління Thunderbolt також на горизонті, і Thunderbolt 5 має на меті збільшити пропускну здатність до 80 Гбіт/с, що вдвічі більше, ніж у варіанті Thunderbolt 4 і Thunderbolt 3 зі швидкістю 40 Гбіт/с. Однак 80 Гбіт/с — це швидкість для пристроїв, яким потрібна однакова пропускна здатність в обох напрямках. Деякі пристрої можуть мати 120 Гбіт/с пропускної здатності в одному напрямку в обмін на лише 40 Гбіт/с в іншому, як-от USB4 2.0. Це корисно для дисплеїв і, можливо, навіть для пристроїв зберігання даних. Thunderbolt 5 не має дати випуску на момент написання статті, хоча запуск пізніше у 2023 або 2024 роках є ймовірним.
USB роз'єми і порти
Перш ніж говорити про різні типи USB-портів і роз’ємів, давайте поговоримо про різницю між роз’ємом і портом. Порт – це те, що є на вашому пристрої, наприклад на смартфоні чи ПК. Тут ви підключаєте кабель або зовнішній пристрій, скажімо, флешку. Роз’єм зазвичай видно на самому кабелі, який підключається до порту. Це означає, що вам потрібен відповідний порт для підключення роз’єму. Потрібно також розуміти, що стандарт USB залежить від комбінації роз’єму та порту. Чим новіший порт/роз’єм, тим новіший стандарт він може прийняти. Зважаючи на це, є випадки, коли виробники застосовують старіші стандарти USB до нових портів/роз’ємів, щоб заощадити кошти.
USB-A
Найперший плоский прямокутний роз’єм все ще є звичайним явищем на таких пристроях, як ПК, ігрові консолі, телевізори тощо. Протягом багатьох років він добре служив для ефективної передачі даних і живлення, і наразі пропонує стандарт USB 3.2. Його було оновлено з точки зору автобусних смуг і швидкості пересадки, але в цілому дизайн залишився тим самим.
USB-B
USB-B уже не такий поширений, але ви все ще можете бачити цей порт на великих пристроях, як-от сканери чи принтери, а також на певних аудіопристроях. Порт має квадратну форму, тоді як інша сторона кабелю, швидше за все, матиме порт USB-A для підключення до ПК.
Міні-USB
Тепер це був менший порт, але він базувався на порту USB-B. В основному він використовувався для заряджання та передачі даних із таких пристроїв, як камери та MP3-плеєри, хоча це вже не дуже поширене. Була також версія Type-A, але незабаром обидва були замінені меншою версією, micro-USB.
Micro-USB
Micro-USB був одним із найпопулярніших USB-портів завдяки його застосуванню в смартфонах, планшетах і ряді інших портативних гаджетів і аксесуарів. Хоча він поступово припиняється на користь порту USB-C, ви все ще можете знайти різноманітні пристрої, які все ще покладаються на порт.
USB-C
Це поточний стандарт і, нарешті, перший USB-порт, який можна правильно підключити за один раз, оскільки він оборотний. Крім високої швидкості передачі даних і живлення, він також пропонує підключення дисплея, що робить його ідеальним універсальним портом. Ви можете побачити цей порт майже на кожному новому пристрої: смартфонах, ноутбуках, планшетах, навушниках тощо. Він має потужність 100 Вт, що робить його придатним для заряджання широкого діапазону пристроїв, включаючи ноутбуки. Це також сучасний роз’єм для стандарту Thunderbolt, який пропонує 40 Гбіт/с і вихід відео 4K.
Електропостачання
Тепер, крім передачі даних, USB також використовується для зарядки пристроїв. До USB 3.1 максимальна потужність, яку можна було отримати, становила 5 В/900 мА через USB Type-A. Після цього з’явився новий стандарт USB Fast Charge, який збільшив швидкість до 5 В/1,5 А. Ці швидкості заряджання підходили також для невеликих пристроїв і деяких смартфонів. Проте з удосконаленням технології та вимогою до значно вищої швидкості заряджання акумулятора USB-IF представив USB Power Delivery, тепер версії 3.1. Це стало галузевим стандартом відкритої специфікації, яка може забезпечити високу швидкість заряджання до 240 Вт з останнім оновленням 3.1, залежно від пристрій. Це можна використовувати для зарядки будь-чого, від смартфонів до ноутбуків, використовуючи роз’єм USB-C на обох кінцях.
Порт USB нарешті виправдовує свою назву. Після різноманітних переглядів апаратного та програмного забезпечення протягом року ми можемо сказати, що USB (завдяки Type-C) справді є загальновизнаним стандартом. Він не тільки може передавати дані та потужність на високій швидкості, його можна навіть використовувати для введення або виведення відео. Не дивно, що навіть Apple повільно відходить і замінює свій роз’єм Lightning на USB Type-C.