В начале 2000-х годов USB зарекомендовал себя как формат портов и кабелей, используемых для передачи данных в вычислительной технике. С тех пор стандарт развился до такой степени, что стал довольно сложным для соблюдения.
Прежде всего, необходимо пояснить, что USB является отраслевым стандартом, регулируемым USB-IF (форум разработчиков USB). Эта группа отвечает за руководство проектной работой по развитию стандарта и форматов, а также за их продвижение. Также эта группа будет сертифицировать продукцию и проверять её соответствие стандартам.
USB 2.0, 3.0, 3.2, USB4 – разные поколения
У USB было много версий, и, как и у Wi-Fi, иногда бывает сложно ориентироваться. Производители часто не помогают с задачей.
Вот краткий обзор различий, которые вы должны знать между версиями.
| Максимальный поток | |
|---|---|
| USB 2.0 | 480 Мбит/с |
| USB 3.0 (USB 3.2 Gen 1×1) | 5 Гбит/с |
| USB 3.1 (USB 3.2 Gen 2×1) | 10 Гбит/с |
| USB 3.2 (USB 3.2 Gen 2×2) | 20 Гбит/с |
| USB4 | 40 Гбит/с |
USB 2.0
От USB 1.x мы довольно быстро перешли к USB 2.0, который теперь представляет собой минимум на наших устройствах. Для него характерна скорость, ограниченная 480 Мбит/с (60 МБ/с).
Как правило, USB 2.0 ограничен напряжением 5В и током 500 мА, то есть мощностью зарядки всего 2,5 Вт. Этого более чем достаточно для USB-адаптера или доступа к периферийным устройствам.
USB 3.0 – USB 3.1 Gen 1 или USB 3.2 Gen 1
С USB 3.0 всё становится немного сложнее, поскольку USB-IF счёл целесообразным изменить название по спецификациям USB. Поэтому мы можем так же легко говорить о SuperSpeed USB, USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 или USB 3.2 Gen 1 для обозначения одного поколения.
В любом случае речь идёт о скорости передачи данных, которая возрастает до 5 Гбит/с (625 МБ/с), а максимальная интенсивность возрастает до 900 мА для мощности 4,5 Вт. Эта дополнительная мощность позволила появиться более прожорливым периферийным устройствам с автономным питанием, таким как внешние жесткие диски или внешние твердотельные накопители.
USB 3.1 и USB 3.1 Gen 2 + USB 3.2 Gen 2
Появившийся в 2013 году, USB 3.1 можно найти под другими названиями: SuperSpeed+ USB, USB 3.1 Gen 2 или USB 3.2 Gen 2.
Скорость увеличивается до 10 Гбит/с.
USB 3.2 и USB 3.2 Gen 2×2
С появлением USB-C консорциум начал работу над новой версией стандарта. USB 3.2 или USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивают максимальную пропускную способность 20 Гбит/с. Это новейший протокол, позволяющий использовать разъёмы USB Type-A и Type-B.
USB4 (USB4.0)
USB4 (да, между USB и 4 нет пробела) – это последняя версия стандарта USB. Эта версия направлена на упрощение стандарта и обновление услуг, связанных с USB. Основанный на Intel Thunderbolt 3, USB4 предлагает более высокую пропускную способность на уровне 40 Гбит/с и требует разъёма USB-C и USB Power Delivery.
Как и Thunderbolt 3, USB4 может передавать видео по стандарту DisplayPort и выступать в качестве моста с PCI Express, позволяя использовать внешние видеокарты.
USB4 изначально поддерживается Windows 11, macOS Big Sur и Linux 5.6. Обратите внимание, что спецификации Thunderbolt 4 требуют совместимости с USB4, а не наоборот. Поэтому многие производители предпочитают рекламировать порты Thunderbolt 4, если они соблюдают обязательства Intel.
USB Type-C, Type-A или Type-B – разъёмы
USB Type-A
Это исторический разъём USB, который уже всем известен. Он по-прежнему широко используется на ПК, особенно на настольных компьютерах, но теперь он имеет синий цвет и дополнительные контакты от USB 3.0. Это прямоугольный порт размером 12×4,5 мм.
Легенды гласят, что нужно трижды повернуть кабель, чтобы найти правильное направление соединения.
USB Type-B
Другой исторический формат USB, который обычно используется на периферийных устройствах. Обычно он располагается сзади экранов или принтеров и помогает понять, что мы имеем дело с периферийным устройством, для работы которого требуется хост-компьютер.
В отличие от USB Type-A, его форма изменилась с переходом на USB 3.0, поэтому вы не можете подключить кабель 3.0 к порту Type-B 2.0.
MiniUSB и MicroUSB
В обоих случаях стандарт остаётся прежним, но порт миниатюризируется для интеграции в калькуляторы, камеры или внешние жёсткие диски, прежде чем он был массово принят смартфонами.
С появлением USB 3.0 и необходимостью дополнительных контактов USB-IF меняет формат micro USB-B на очень сложный в использовании формат. Его можно найти на внешних жёстких дисках, но он никогда не имел такого успеха, как micro USB-B USB 2.0.
USB-C
Формат USB-C продвигается USB-IF с середины 2000-х годов. Цель: объединить все форматы и разъёмы потребительских устройств на одном порту с компактной и двусторонней формой. Больше не нужно проверять направление перед подключением кабеля.
Следует понимать, что USB-C обозначает формат порта, а не технологию, предлагаемую кабелем или портом. Вы можете иметь порт USB Type-C USB 2.0 со скоростью 480 Мбит/с, как и порт USB Type-C USB4 со скоростью 40 Гбит/с, то есть почти в 100 раз быстрее.
Одна из особенностей USB-C также заключается в том, что он открыт для других протоколов благодаря альтернативным режимам. Таким образом, можно передавать аудиосигнал через протоколы USB-C или HDMI и DisplayPort. У вас также может быть кабель, предназначенный только для электрической зарядки. Thunderbolt 3 и Thunderbolt 4 используют USB-C как единственный возможный разъём.
По умолчанию максимальная мощность зарядки, связанная с USB-C, составляет 15 Вт или 3В для 5А.
Power Delivery, Wireless – дополнительные функции USB
Доставка энергии по USB
С ростом популярности мобильных устройств, таких как смартфоны, USB становился всё более популярным методом зарядки. Стандарт изначально не предназначался для такого использования, именно здесь в игру вступил Power Delivery.
USB Power Delivery позволил стандартизировать зарядку, и, в частности, быструю зарядку, на всех устройствах.
С Power Delivery напряжение и ток становятся предметом переговоров между зарядным устройством и устройством, чтобы соответствовать требуемой мощности зарядки. Вместо 5В стандарта USB мы переходим к настраиваемому напряжению до 20 В. Точно так же интенсивность может достигать 5А. Таким образом, мы получаем максимально возможную мощность 100 Вт. После этого становится возможным не только быстро зарядить смартфонов, но и заряжать более требовательные устройства, такие как ноутбуки или портативные консоли.
В 2021 году, с принятием USB-C 2.1, USB-IF также предоставил подробную информацию о новой версии Power Delivery с расширенным диапазоном мощности или EPR. На этот раз речь идёт о мощности до 240 Вт или 48В при 5А. С таким уровнем мощности становится возможным заряжать все ноутбуки на рынке, даже самые мощные.
Как распознать кабель, способный заряжаться на 240 Вт
Запомните следующие числа:
- USB Type-C: 7,5 или 15 Вт (5В при 1,5А или 5В при 3А).
- USB Power Delivery: до 100 Вт (20В при 5А).
- USB Power Delivery с расширенным диапазоном мощности: до 240 Вт (48В при 5А).
Беспроводной USB – когда USB хочет конкурировать с Bluetooth
Представленный в середине 2000-х, Wireless USB был попыткой USB-IF найти новое беспроводное использование для своего стандарта. Этот стандарт, ограниченный скоростью 480 Мбит/с и дистанцией до трёх метров, был разработан для передачи данных на очень короткие расстояния внутри дома.
Эта попытка не имела такого же успеха, как физический USB, в условиях уже хорошо зарекомендовавших себя Wi-Fi и Bluetooth. Через несколько лет он был заброшен.
