USB означает универсальную последовательную шину, и это стандартный тип подключения для компьютеров и большинства технических устройств с 1998 года, когда Apple приняла смелое решение использовать его на своем революционном оригинальном iMac.
До USB существовало несколько типов соединений, от ADB до FireWire и SCSI, все со своими вариациями. Как и в случае с большинством технических стандартов, с тех пор USB становится быстрее, новые версии выходят каждые несколько лет и делают скачок вперед по скорости и функциональности.
Несмотря на то, что они «универсальны», в настоящее время существует множество различных типов USB, хотя, к счастью, некоторые из них постепенно выводятся из употребления на всех устройствах, кроме самых дешевых.
Прежде чем объяснять скорости USB, мы рассмотрим различные типы USB.
- USB-A является наиболее распространенным и по-прежнему основным для ПК и устройств с прямоугольным разъемом.
- USB-B предпочитали в основном производители принтеров, которым понравилась его туннельная форма. Есть также USB-B Mini, который все еще появляется то здесь, то там.
- Micro-USB (на самом деле USB-B Micro) — это неудобный маленький разъем, используемый в старых и более дешевых гаджетах, который всегда кажется неправильным каждый раз, когда вы пытаетесь его вставить. Есть несколько умных кабелей Micro-USB, которые делают его обратимым.
- Существует также тип USB-B Micro Super Speed, часто встречающийся на внешних жестких дисках. Он имеет 10 контактов по сравнению с 5 контактами Micro-USB.
- USB-C преодолел разочаровывающую односторонность USB-A и Micro-USB, будучи обратимым, поэтому вы можете поместить его симметричный продолговатый разъем в любую сторону вверх.
Большинство современных ноутбуков, планшетов и телефонов (кроме iPhone с поддержкой Lightning) перешли на USB-C, и мы все должны быть благодарны за это. Более быстрые варианты USB-C включают Thunderbolt 3 и 4, а также USB4 — подробнее о них позже.
Действительно, современные ноутбуки часто оснащены только портами USB-C или Thunderbolt, а это означает, что вам понадобится док-станция USB-C, док-станция Thunderbolt или концентратор USB-C для подключения устройств с другими разъемами.
USB-C меньше, чем USB-A, отличается высокой скоростью передачи данных и мощностью до 100 Вт. Он может отправлять сигналы DisplayPort по тому же кабелю и разъему, что и сигналы USB, поэтому пользователи могут подключать к нему внешние дисплеи, если их компьютеры это поддерживают.
Альтернативный режим USB-C (он же «Альтернативный режим») для видео позволяет адаптерам выводить видео с порта USB-C на HDMI, DisplayPort, VGA и другие типы видеоразъемов на дисплеях, телевизорах и проекторах. Многие современные мониторы теперь даже имеют собственные порты USB-C, поэтому их можно подключать напрямую с помощью кабеля USB-C.
Компьютеры Mac в основном ограничены одним внешним дисплеем через USB-C, потому что они не поддерживают многопотоковый транспорт (MST). Видео 4K через USB-C также ограничено частотой экрана 30 Гц. Есть исключения, такие как использование док-станции Caldigit USB-C SOHO, которая использует отдельные полосы для видео и USB и поэтому может достигать 60 Гц.
Thunderbolt 3 и 4 (см. ниже) позволяют использовать более одного внешнего дисплея на компьютерах Mac и Windows, а также 4K с частотой 60 Гц.
USB-C также поддерживает USB Power Delivery (USB PD). Там, где USB 3.1 может поддерживать всего 15 Вт (достаточно для подзарядки телефона, но жалко при попытке включить ноутбук), USB PD может обеспечить мощность до 100 Вт.
Если вам интересно узнать о разъеме Apple Lightning, он похож на USB и является обратимым, как USB-C, но встречается только на устройствах Apple и аксессуарах, сделанных для них.
Скорость USB от 12 Мбит/с до 40 000 Мбит/с
Типы USB довольно легко понять, поскольку они выглядят по-разному. Скорости USB начинались довольно легко для понимания. Помните, что мегабайт (МБ) в восемь раз больше, чем мегабит (Мб). Чтобы упростить сравнение, мы указали скорости USB в мегабитах в секунду, мегабайтах в секунду и гигабитах в секунду.
- USB 1.1 (он же Full-Speed) может достигать 12 мегабит в секунду (12 Мбит/с). Это эквивалентно 0,125 мегабайт в секунду (МБ/с).
- USB 2.0 (также известный как Hi-Speed) превзошел все ожидания со скоростью 480 Мбит/с или 60 Мбит/с. Эта спецификация до сих пор широко используется в устройствах и док-станциях.
- USB 3.0 (также известный как SuperSpeed) поднял скорость до 5 гигабит в секунду (5 Гбит/с), что соответствует 625 Мбит/с или 5000 Мбит/с.
К сожалению, USB 3.0 диверсифицировался и превратился в путаницу многих вариантов 3.x. Версия 3.1 стала ужасно грязной.
USB 3.1, выпущенный в июле 2013 года, имел два варианта: USB 3.1 Gen 1, который был таким же, как USB 3.0 SuperSpeed, со скоростью 5 Гбит/с; и USB 3.1 Gen 2, получивший название SuperSpeed+ со скоростью 10 Гбит/с (1250 Мбит/с = 10 000 Мбит/с).
Версия 10 Гбит/с была известна одновременно как «USB 3.1 Rev 2», «USB 3.1 Gen 2», «SuperSpeed USB 10 Гбит/с» и «SuperSpeed+».
Типы и скорости USB 3.2
Чтобы разобраться в этой запутанной неразберихе, появился USB 3.2, но, честно говоря, и это не супер понятно!
USB 3.2 предназначен только для USB-C, а не USB-A, который застрял в соглашениях об именах USB 3.1 и имеет максимальную скорость 10 Гбит/с.
Более поздние версии USB часто более функциональны и обеспечивают более эффективное управление питанием.
Но здесь мы подробно расскажем о скоростях USB 3.2.
Спецификация USB 3.2 вобрала в себя все предыдущие спецификации 3.x и определяет три скорости передачи:
- USB 3.2 Gen 1 × 1 (обычно просто называется USB 3.2 Gen 1): сверхскоростной USB со скоростью 5 Гбит/с.
- USB 3.2 Gen 2×1 (обычно называемый просто USB 3.2 Gen 2): SuperSpeed+ USB со скоростью 10 Гбит/с
- USB 3.2 Gen 2×2: SuperSpeed+ USB со скоростью 20 Гбит/с (2500 МБ/с). 2×2 означает, что у автобуса две полосы движения, а не одна — отсюда удвоенная скорость.
Разъем USB-C имеет четыре пары контактов, известных как «дорожки», которые передают и получают данные. USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и USB 3.2 Gen 2 (10 Гбит/с) используют одну полосу передачи и одну полосу приема. USB 3.2 Gen 2×2 использует все четыре линии для достижения скорости передачи данных 20 Гбит/с.
В сентябре 2022 года Форум разработчиков USB представил новые логотипы для портов, зарядных устройств и кабелей для ноутбуков, включающие новую спецификацию мощности USB-PD 3.1 240 Вт USB-C.
Различные спецификации USB определяются их скоростью в Гбит/с, а характеристики зарядки определяются их мощностью.
Один вопрос без ответа: будут ли эти кабели поддерживать протоколы Thunderbolt, DisplayPort или USB4.
Thunderbolt 3, Thunderbolt 4 и USB4
Игнорируя Thunderbolt 1.0 и Thunderbolt 2, в которых использовались разъемы mini-DisplayPort, Thunderbolt 3 и 4 и USB4 выглядят точно так же, как USB-C, но намного быстрее на скорости 40 Гбит/с (= 5 Гбит/с = 5000 Мбит/с = 40 000 Мбит/с) и выше.
Thunderbolt (TB) обеспечивает данные PCI Express для жестких дисков, твердотельных накопителей и видеокарт, а также функции DisplayPort по одному кабелю.
Он также является одноранговым, а не хост-пользовательским (USB), что позволяет вам последовательно подключать более одного периферийного устройства к существующему соединению.
И Thunderbolt 4 уже на сцене. Пользователи Mac не заметят большой разницы между TB3 и TB4, поскольку он не обновляет функции или спецификации, но мир Windows был склонен к ограниченным версиям T3, которые новая сертификация TB4 искоренит.
Например, гарантия скорости означает, что все устройства, совместимые с TB4, должны поддерживать как минимум два внешних дисплея с разрешением 4K или один дисплей с разрешением 8K.
TB4 позволяет использовать более длинные кабели (максимальная длина T3 составляет около 1 м до потери пропускной способности, в то время как TB4 поддерживает полную скорость с кабелями длиной до 2 м) и некоторые другие полезные функции, такие как выход из спящего режима и защита данных с прямым доступом к памяти (DMA).
Системы TB3 должны были поддерживать только 16 Гбит/с для соединений PCIe, поскольку это была максимальная скорость, которую можно было достичь для внешних устройств SSD. Сертификация Thunderbolt 4 требует удвоения пропускной способности PCIe до 32 Гбит/с.
Thunderbolt 3 позволяет подключать несколько устройств Thunderbolt в длинную цепочку, но если удалить любое из них (кроме последнего устройства в цепочке), все остальные станут непригодными для использования.
Thunderbolt 4 привносит что-то под названием Hubbbing, где вы можете иметь до четырех портов Thunderbolt в концентраторе или док-станции — каждый из них является отдельной «ветвью», которую можно отключить, не затрагивая другие устройства Thunderbolt, подключенные к другим портам.
Что такое USB4?
USB4 (отсутствие разрыва между USB и 4, возможно, тщетная попытка остановить существование USB 4.1 и т. д.) основан на спецификации протокола Thunderbolt 3, которая поддерживает пропускную способность до 40 Гбит/с. Он выглядит точно так же, как USB-C, USB 3.2 и Thunderbolts 3 и 4.
Его минимальные характеристики: 20 Гбит/с, один дисплей 4K, подача питания 7,5 Вт, но он может обрабатывать до 40 Гбит/с, два дисплея и PD 100 Вт. Но, конечно, есть варианты.
- USB4 Gen 2×2 имеет пропускную способность 20 Гбит/с.
- USB4 Gen 3×2 достигает 40 Гбит/с. Это самый быстрый USB-порт, и, как и для Thunderbolt 3, требуется более короткий кабель длиной 0,8 м.
- USB4 совместим с Thunderbolt 3 и обратно совместим с USB 3.2 и даже с USB 2.0.
Он может обеспечивать мощность не менее 15 Вт для аксессуаров и поддерживать два дисплея 4K или один дисплей 8K.
В то время как USB 3.2 выделяет фиксированную полосу пропускания для данных или видео или — в альтернативном режиме DP — отдает 100% видео, USB4 может динамически и разумно распределять полосу пропускания для видео и данных в зависимости от реальных потребностей.
Кабели USB4
Какой бы ни была скорость вашего соединения, вам необходимо убедиться, что ваши кабели работают как минимум так же быстро, и они должны поддерживать как зарядку, так и передачу данных с требуемой скоростью зарядки.
При подключении устройств с разными версиями USB скорость передачи данных ограничивается самым медленным из подключенных устройств, поэтому устройство USB 3.1, подключенное к устройству или кабелю USB 2.0, будет ограничено скоростью USB 2.0 до 480 Мбит/с.
При покупке кабелей USB-C проверьте поддерживаемую мощность зарядки и скорость передачи данных USB. Некоторые кабели на самом деле будут отмечены их рейтингом скорости, но ни в коем случае не все.
Зарядный кабель с поддержкой USB 2.0 может быть длиннее, чем кабели USB 3.x и USB4, но ограничен скоростью передачи данных 480 Мбит/с и не поддерживает альтернативные режимы.
Кабель Thunderbolt 3 или 4 с логотипом Thunderbolt обратно совместим со всеми скоростями USB-C, но вам может понадобиться специальный кабель, чтобы получить максимальную отдачу от соединения USB-C со скоростью 10 Гбит/с или 20 Гбит/с.
Кабели Thunderbolt 4 и USB4 взаимозаменяемы и обратно совместимы. Кабели Thunderbolt 3 также будут работать с соединениями Thunderbolt 4 и USB4.
Кабели Thunderbolt 4 обеспечивают совместимость со всеми версиями USB-C, включая USB 2.0, 3.0, 3.2 и 4, независимо от длины кабеля.
Если вы покупаете кабели USB-C, ищите сертификацию USB4, чтобы защитить свою покупку в будущем, или Thunderbolt 4, чтобы поддерживать все. Для более длинных кабелей TB4 вам нужен «активный» кабель с активным набором микросхем повторителя для усиления сигнала.
