23.12.202223.12.2022
Универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus - USB) встречается повсюду – в зарядных станциях, персональных компьютерах, бытовой технике и даже в микрокомпьютере «Raspberry Pis» - и оправдывает свое название. Существует более десяти различных версий USB, c различными вариациями разъемов, скоростями передачи данных и возможностями зарядки. Широкий выбор USB может сбить вас толку, особенно если вы не знаете, что конкретно вам нужно.
Если вы посмотрите на спецификацию одного из лучших игровых ноутбуков или лучших игровых ПК, вы увидите в ней указаны порт USB 4, порт USB 3.2 Gen 2 и два порта USB 2. Но что все это значит и для чего они предназначены? У нас есть ответы, которые помогут вам узнать, на что способен каждый тип USB-порта.Версии USB, их названия и скорости Если вы используете USB для передачи данных, а не только для зарядки, самое важное, что нужно знать, - это максимальная скорость вашего соединения. Ведь для копирования файлов на внешний SSD со скоростью до 10 Гбит/с необходимо, чтобы все звенья цепи поддерживали эту скорость: главный компьютер, кабель и сам накопитель.
Было бы неплохо, если бы на каждом USB-порту (или, по крайней мере, в спецификации) была указана его максимальная скорость. На самом деле, этого хотела бы и организация USB-IF (USB Implementer's Forum – форум разрабочиков USB), которая выпускает USB. Недавно организация ввела новую систему наименований, в которой каждый порт со скоростью передачи данных 5 Гбит/с и выше обозначается как USB 5 Гбит/с, USB 10 Гбит/с, USB 20 Гбит/с или USB 40 Гбит/с, без использования номеров версий. Производители, сертифицировавшие свои USB-продукты в USB-IF, получают логотипы с номерами скоростей USB, которые они могут указывать на упаковке. Однако большинство USB-устройств не проходят официальный процесс сертификации. Даже если устройство сертифицировано, все равно велика вероятность того, что на упаковке вы увидите величину скорости, а числовой номер версии - например, USB 3.2. Вы также можете найти USB-продукты, на которых указано Hi-Speed USB, SuperSpeed USB, SuperSpeed USB 10 Гбит/с или SuperSpeed USB 20 Гбит/с. Названия «SuperSpeed» устарели, но все еще встречаются на некоторых упаковках и в маркетинговых материалах.
На рынке представлено множество версий USB 3.x, поэтому мы сделали специальный обзор по USB 3.2 и USB 3.1, чтобы помочь вам разобраться в этих портах более подробно. Важно знать, что USB 3, 3.1 и 3.2 - это одно и то же соединение со скоростью 5 Гбит/с, которая увеличивается до 10 Гбит/с, когда в названии указано «Gen 2», и до 20 Гбит/с - при маркировке «Gen 2x2».
Существует более полудюжины распространенных разъемов USB, которые вы можете увидеть на устройстве. Некоторые из этих разъемов чаще встречаются на определенных типах устройств.
Разъем USB-A появился еще в 1990-х годах и до сих пор является самым распространенным разъемом USB. Он прямоугольный, плоский и предназначен для подключения кабеля к компьютеру только в одном направлении, что может быть неудобно, если вы подключаетесь к порту, который не видите. Порты USB Type-A можно найти на большинстве периферийных устройств и компьютеров, за исключением некоторых ультрабуков, которые слишком тонкие, чтобы их поддерживать. Разъемы USB Type-A могут поддерживать USB 1.1, USB 2 или USB 3.x со скоростью 5 или 10 Гбит/с, но все зависит от того, что поддерживает устройство или кабель. Порты USB 3.x иногда имеют синий цвет, а порты со скоростью 10 Гбит/с - красный.
USB-B в основном используется с самыми крупными периферийными устройствами, такими как принтеры. Его также можно встретить на USB-концентраторах или мониторах, в которые встроены USB-концентраторы, хотя порт B всегда является частью провода, соединяющего этот концентратор / монитор с вашим ПК.
Мини-USB
Мини-USB впервые появился на рубеже веков вместе со спецификацией USB 2.0 и сейчас в основном ушел в прошлое, будучи замененным на micro USB. Вы все еще можете встретить mini USB на некоторых старых игровых контроллерах или цифровых камерах. Технически существует как mini USB Type-A, так и mini USB Type-B, но по факту найти на рынке mini USB Type-B практически невозможно.
Несмотря на то, что USB-C - более новый и совершенный разъем примерно такого же размера - вы все равно встретите micro USB на множестве устройств, начиная от бюджетных планшетов Android и заканчивая Raspberry Pis, микроконтроллерами, цифровыми камерами, блоками питания и устройствами для «умного дома». Технически говоря, существует как micro USB Type-A, так и Type-B, но вы, скорее всего, найдете только Type-B.
Большинство новых компьютеров, поставляемых сегодня, оснащены как минимум одним портом USB-C (а некоторые - и большим количеством). Штекеры этих кабелей имеют продолговатую форму, и, в отличие от любого другого разъема USB, не имеет значения, какой стороной вы их подключаете.
Кабели USB-C могут передавать данные, видео и обеспечивать мощность (до 240 Вт). Однако не все кабели поддерживают все эти функции, поэтому необходимо проверить технические характеристики. Многие новые клавиатуры, мыши и почти все новые смартфоны и планшеты оснащены разъемом USB-C.
За исключением iPhone от Apple, практически все мобильные устройства заряжаются через USB. Вы также можете запитать от USB-соединения любой из лучших ультрабуков или лучших портативных мониторов. Но не все USB-порты и кабели выдают одинаковое количество энергии.
Некоторые из новейших USB-устройств могут иметь на упаковке логотип, где указано, какую мощность они могут выдавать, но сейчас это не очень распространено. Большинство современных зарядных устройств для телефонов и все зарядные устройства для ноутбуков используют тот или иной тип USB PD, но не все устройства USB-PD имеют одинаковую максимальную мощность, поэтому обязательно проверяйте зарядные устройства и кабели. Для ноутбуков наиболее распространенный минимум - 60 Вт, а те, которые превышают 100 Вт, встречаются реже, поскольку это более новый стандарт.
Альтернативный режим DisplayPort (Alt Mode) - это еще один способ упростить прокладку кабелей на современных ПК, особенно на ноутбуках. В режиме DisplayPort кабель USB-C может передавать сигналы, отличные от USB. В случае использования режима DisplayPort Alt Mode компьютер может передавать сигнал DisplayPort по кабелю USB-C.
Для настольных компьютеров это не имеет особого значения, но для ноутбуков это большое преимущество. Порт USB-C физически меньше, чем HDMI или DisplayPort, поэтому возможность передавать сигнал DisplayPort при небольших размерах ноутбука является преимуществом для их производителей.
К сожалению, обычно невозможно определить, может ли порт USB-C ноутбука передавать видео, просто взглянув на него. Вам нужно будет прочитать инструкцию по эксплуатации или спецификацию компьютера, или вы можете просто поэкспериментировать.
Новейшие порты USB4 на ноутбуках могут использовать DisplayPort Alt Mode 2.0, который поддерживает передачу видео с разрешением до 8K при 60 Гц и цвет HDR10. Хотя сам USB4 поддерживает скорость передачи данных до 40 Гбит/с, он может разгоняться до 80 Гбит/с данных с DisplayPort, поскольку он передает все данные только в одном направлении и может использовать все 8 каналов передачи.
Вы также можете выводить видео через порт USB 3.x или даже 2.0 Type-A, чисто теоретически. Не существует такого понятия, как режим USB alt через Type-A, но есть ряд док-станций и портативных мониторов, которые используют технологию DisplayLink. При установке соответствующих драйверов ваш компьютер будет сжимать видео и передавать его на док-станцию через стандартный сигнал USB.
Одна из лучших особенностей USB - его обратная совместимость. Вы можете взять совершенно новый твердотельный накопитель с интерфейсом USB 20 Гбит/с и подключить его к порту USB 1.1 1999 года, и он, скорее всего, будет работать. Однако любое соединение настолько быстро, насколько его самая медленная часть. Так, если к порту USB 40 Гбит/с на компьютере подключен накопитель с пропускной способностью 40 Гбит/с, но используется кабель, способный работать только со скоростью USB 5 Гбит/с, вы получите только 5 Гбит/с.
При покупке USB-кабелей особенно важно обращать внимание на максимальную номинальную скорость. Вы можете найти множество кабелей, которые оснащены USB-C на обоих концах и предлагают зарядку мощностью 60 Вт, но могут передавать данные только на скорости USB 2.0 (480 Мбит/с).
Сейчас в это трудно поверить, но технология USB существует уже более двух десятилетий. Истоки USB восходят к середине 1990-х годов, начиная со спецификации USB 1.0, которая была представлена в 1996 году. За ним последовали USB 1.1 в 1998 году, USB 2.0 в 2001 году и USB 3.0 в 2008 году. Через два десятилетия после выпуска USB 2.0, в конце 2022 года была объявлена версия USB4 2.0, которая еще больше увеличит скорость подключаемых [периферийных устройств.
USB 1.0/1.1 (1996-1998 гг.)
USB появился в то время, когда различные порты на задней панели компьютеров боролись за наше внимание. Существовало не только несколько последовательных портов, но и параллельный порт (для принтеров) и разъемы PS/2 для мышей и клавиатур. Если вы играли в игры, вам нужен был игровой порт для контроллера, а в бизнес-среде часто встречался разъем SCSI для внешних накопителей.
USB был разработан как "универсальная" замена всем этим портам, упрощающая подключение устройств за счет использования общего разъема.
USB 1.0 дебютировал в 1996 году с хорошо знакомым разъемом Type-A, который используется и по сей день. Стандарт USB 1.0 предлагал "низкоскоростную" передачу сигналов со скоростью 1,5 Мбит/с или "полноскоростную" передачу сигналов со скоростью 12 Мбит/с. Первый обновленный вариант зарождающегося стандарта - USB 1.1, появился в 1998 году.
USB 2.0 (2000 год)
Внедрение USB действительно начало ускоряться с появлением стандарта USB 2.0 в 2000 году, который значительно увеличил максимальную скорость передачи сигнала до 480 Мбит/с и получил название "High Speed".
В стандарте USB 2.0 также появилась спецификация USB On-The-Go, которая позволяет смартфонам и планшетам с разъемами USB подключать другие USB-устройства. Например, вы можете подключить мышь, флешку или цифровую камеру к USB-порту планшета Samsung или телефона Google Pixel.
USB 3.0 / 3.1 / 3.2 (2008 / 2013 / 2017)
В 2008 году USB-IF представила USB 3.0, который работал со скоростью 5 Гбит/с, обеспечивая примерно 10-кратное улучшение пропускной способности по сравнению с предшественником - USB 2.0. Даже сегодня это максимальная скорость, поддерживаемая большинством устройств. Фактически, большинству периферийных устройств требуется только скорость USB 2.0.
Однако в 2013 году USB-IF подняла скорость еще на одну ступень, представив USB 3.1, в результате чего скорость передачи данных удвоилась до 10 Гбит/с. Порты с первоначальной скоростью 5 Гбит/с были переименованы в USB 3.1, а USB 3.1 Gen 2 обозначала скорость 10 Гбит/с.
USB-C был представлен в 2014 году, но этот разъем имеет несколько версий, поскольку порт USB-C может работать только на скорости 2.0 или на скорости 20 или даже 40 Гбит/с.
С появлением USB 3.2 в 2017 году мы увидели еще один уровень скорости 10 Гбит/с и более быстрый уровень скорости 20 Гбит/с, оба с возможностью двухполосной передачи данных. Именно в это время USB-IF решила объединить все спецификации 3.x под USB 3.2, поэтому USB 3.2 (без Gen или Gen 1) - это 5 Гбит/с, USB 3.2 Gen 2 - 10 Гбит/с и USB 3.2 Gen 2x2 - 20 Гбит/с. Он называется Gen 2x2, потому что использует две полосы 10 Гбит/с.
USB4
USB4 был анонсирован в 2019 году как следующая эволюция стандарта USB и доступен исключительно с использованием разъема USB-C (вместо устаревшего разъема USB-A). Он может работать со скоростью 20 или 40 Гбит/с, последняя из которых эквивалентна Thunderbolt 3 или Thunderbolt 4, поскольку USB4 может быть совместим с Thunderbolt.
Данные передаются с использованием двух наборов из четырех двунаправленных полос.
Был добавлен режим DisplayPort Alt Mode 2.0, обеспечивающий поддержку разрешения 8K при 60 Гц с цветом HDR10. DisplayPort 2.0 может поддерживать скорость до 80 Гбит/с, поскольку все восемь каналов передачи могут использоваться для передачи данных в одном направлении на монитор.
USB4 версии 2.0 был впервые анонсирован летом 2022 года. Как и в случае с предыдущими скачками поколений, USB4 версии 2.0 снова удваивает пропускную способность, на этот раз с 40 Гбит/с до 80 Гбит/с. Это вдвое выше, чем даже у Thunderbolt 4, скорость которого ограничена 40 Гбит/с.
Скорость 80 Гбит/с достигается с помощью существующих пассивных кабелей 40 Гбит/с или новых активных кабелей USB Type-C, которые явно рассчитаны на более высокие скорости. Скорость туннелирования данных USB 3.2 теперь может превышать 20 Гбит/с, а USB4 версии 2.0 также совместим с последними стандартами PCIe и DisplayPort. Учитывая, что обратная совместимость всегда была отличительной чертой интерфейса USB, USB4 версии 2.0 совместим со всеми предыдущими версиями, начиная с USB 2.0, а также с Thunderbolt 3.
© ООО "ИБИК"
Использование материалов проекта разрешается только при указании ссылки на ресурс.