Вы когда-нибудь хотели, чтобы все USB-порты были описаны в одном простом и удобном месте? Это статья для вас. К концу у вас должно быть подробное представление о различных стандартах USB и о том, какую разницу они имеют по спецификациям.
Мы рассмотрим различные форм-факторы, а также различные поколения и увеличения скорости, предлагаемые различными формами USB.
Без дальнейших церемоний, давайте погрузимся прямо в это!
Основы USB
Сначала поговорим об основах стандарта USB.
USB является сокращением от Universal Serial Bus и дебютировал в 1996 году в качестве предполагаемого универсального стандарта для подключения периферийных устройств к ПК.
До появления USB на рынке широко использовались выделенные последовательные и параллельные порты, но с тех пор эти старые стандарты портов, в значительной степени, уступили место USB. Например, параллельные порты, которые мы использовали для подключения принтеров, в наши дни заменены USB или даже Wi-Fi.
USB существует уже более 20 лет и уже давно стал стандартом де-факто для… почти всего. После своего первоначального использования для периферийных устройств настольных ПК, USB продолжает применяться практически везде в бытовой электронике.
Иногда USB-разъём используется даже не для передачи данных, а только для питания, как в случае с большинством зарядных устройств для смартфонов.
Форм-факторы портов USB: история и обзор
Несмотря на стандартизацию USB в отрасли, на самом деле не существует стандартного универсального разъема USB.
За прошедшие годы было много форм-факторов USB, и ниже я расскажу о наиболее известных из них и вариантах их использования. После этого я подробно расскажу о каждом поколении USB и расскажу о предлагаемых ими скоростях и функциях.
USB тип А
Практически стандартный форм-фактор USB. Знакомая прямоугольная форма USB Type A сохраняется почти во всех поколениях USB. Скорее всего, он сохранится как мысленный образ «USB» по умолчанию на долгие годы.
Однако, разъём типа A фактически устарел с USB 3.1 и далее в пользу USB Type-C, поэтому, несмотря на то, что он был стандартом де-факто в течение многих лет, Type-A больше не является «основной» версией USB.
Конечно, это устаревание началось около десяти лет назад на момент написания (2022 г.), и есть вероятность, что USB 3.1 и более ранние версии будут поддерживаться основными вычислительными устройствами ещё, как минимум, пять лет, даже если только для устаревшего оборудования.
USB тип B
Существует немного другая версия этого разъёма с поддержкой USB 3.0/3.1 (SuperSpeed Type B), но все версии USB Type-B устарели с 2017 года, как и USB-A. По моему опыту, USB Type-B обычно используется с такими устройствами, как сканеры и факсимильные аппараты.
С моей текущей настройкой ПК единственное оборудование, которое фактически использует разъём типа B, – это мой ИБП (источник бесперебойного питания), но даже здесь USB-A на другом конце.
USB mini-А
Используется для небольших устройств, таких как смартфоны и КПК. Устарел и заменён стандартом Micro USB-A в 2008 году.
USB micro-А
USB micro-А – замена стандарта USB Mini-A, также предназначенная для небольших устройств. В основном используется для зарядных устройств смартфонов, по крайней мере, по моему опыту.
Несмотря на то, что на момент выпуска он был частью того же поколения, в аналогичных случаях использования он был в значительной степени затмлён USB Micro-B.
USB mini-B
Более распространенный стандарт «Mini» USB использовался для различных MP3-плееров, камер и других небольших устройств, пока он был известен.
Также широко использовался для зарядных устройств телефонов, но был быстро заменён на USB Micro-B.
USB Micro-B
Наиболее часто используемый стандарт «Micro USB». Был очень распространён на смартфонах, зарядных устройств, игровых контроллерах и многих других небольших устройств до выпуска USB Type-C.
Официально объявлен устаревшим в 2017 году вместе с USB-A, но перестал широко использоваться задолго до этого.
USB Type-С
Самый последний, лучший стандарт USB де-факто.
Что касается USB 4, это теперь единственный USB-разъём, который фактически поддерживается устройствами текущего поколения, хотя это не мешает производить большинство современных ПК и ноутбуков с портами Type-A .
Уникальность USB Type-C по сравнению с другими форм-факторами USB заключается в том, что его можно подключать в любом положении.
Другие разъёмы USB требуют строгой ориентации для подключения, но Type-C является цельным и зеркальным сверху и снизу.
Поколения портов USB: скорость и наименование
USB 1.0 и 1.1
Хотя существовало несколько предварительных версий USB, основная версия USB 1.0 была выпущена в январе 1996 года и поддерживала скорость 12 мегабит в секунду.
USB 1.1 был запущен несколько лет спустя, но включал низкоскоростной режим, который был ограничен 1,5 мегабитами в секунду.
Эта базовая версия USB в большинстве сценариев отличается белым портом USB. Однако, более 15 лет назад он выпал из мейнстрима, в значительной степени замененный USB 2.0 в качестве недорогого варианта USB.
USB 2.0
USB 2.0, выпущенный в апреле 2000 года, был запущен с новым «высокоскоростным» режимом USB. В дополнение к обратной совместимости с портами и устройствами USB 1, высокоскоростной режим предлагал скорость до 480 мегабит в секунду для поддерживаемых устройств.
Это сделало USB 2.0 первым жизнеспособным стандартом USB для внешних устройств хранения данных, таких как флэш-накопители USB и внешние жёсткие диски USB.
USB Type-C также дебютировал в эпоху USB 2.0, но не получил широкого распространения до USB 3.0 и более поздних версий.
Порты USB 2.0 обычно имеют чёрный цвет вместо белого.
USB 3.0, 3.1 и 3.2
Ох, уж этот USB 3.0. Или я должен был сказать USB 3.2 Gen 1? Здесь начинается небольшой беспорядок.
В любом случае, первоначальная версия USB 3.0, выпущенная в ноябре 2008 года, может похвастаться поддержкой «SuperSpeed USB» в дополнение к обратной совместимости.
SuperSpeed USB работает со скоростью пять гигабит в секунду, что, примерно, в 10 раз больше, чем в последнем стандарте. Неплохо!
Некоторые другие важные функции, такие как быстрая зарядка USB, также дебютировали с USB 3.0.
Хотя технически Type-C не дебютировал с USB 3.0, это был первый стандарт, в котором заметно отличался форм-фактор. С тех пор, как Type-C стал массовым с версией 3.0, он стал «основной» версией USB, отказавшись от всех портов «Mini» и «Micro», начиная с версии 3.0 и выше.
Что касается USB 3.2 и USB 4, Type-C полностью вытеснил Type-A в качестве доминирующего разъёма, а Type-A и другие разъёмы больше не поддерживаются.
Что происходит с USB 3.1 и 3.2? На данный момент воспринимайте их как дальнейшие улучшения «SuperSpeed» версии 3.0.
- 3.1 поддерживает SuperSpeed+ USB, который работает со скоростью 10 гигабит в секунду.
- 3.2 удваивает этот показатель, делая SuperSpeed+ двухполосным (получившим название USB 3.2 2×2), что даёт хорошие 20 гигабит в секунду.
Это делает и без того высокий уровень USB 3 намного выше скоростей, необходимых для внешних жёстких дисков, а также внешних твердотельных накопителей уровня SATA.
Тем не менее, USB 3 и его варианты по-прежнему значительно медленнее, чем их конкуренты Thunderbolt, выпущенные в то же время.
Подробнее о взаимосвязи между Thunderbolt и USB можно прочитать в разделе часто задаваемых вопросов.
Как ни странно, USB 3.2 и USB 3.1 были переименованы задним числом. По состоянию на 2022 год настоящим названием стандарта является USB 3.2, при этом 3.0 переименовывается в «3.2 Gen 1», а 3.1 переименовывается в «3.2 Gen 2». Если это звучит запутанно и бессмысленно, это потому, что оно так и есть.
Кроме того, USB 3.0, 3.1 и 3.2 можно отличить по портам с синим или красным цветом в качестве доминирующего.
USB 4
Последний стандарт USB был запущен в августе 2019 года и поддерживает только USB-C.
Несмотря на то, что на момент написания статьи ему было уже несколько лет, он ещё не получил широкого распространения.
Он может похвастаться хорошей скоростью 40 гигабит в секунду при работе в двухканальном режиме и предлагает улучшенную поддержку сигналов DisplayPort и PCI Express. Он также дополнительно улучшает функции подачи питания USB 3.X.
Если число «40 гигабит в секунду» кажется вам знакомым, это может быть потому, что вы знаете его как скорость, с которой работает Thunderbolt 3. Подробнее о взаимосвязи Thunderbolt и USB!
USB 4 2.0
Второе поколение USB 4 снова удваивает пропускную способность до 80 гигабит в секунду. В дополнение к более высокой пропускной способности также была улучшена подача энергии, что обеспечивает более высокий уровень производительности.
Цвета USB-портов
Вы, наверное, заметили, что порты USB Type A на защитной панели ввода-вывода вашей материнской платы или на корпусе вашего ПК имеют разные цвета. Это не только для того, чтобы они выглядели красиво, но и для того, чтобы указать, какую версию USB и скорость поддерживает указанный порт.
Вот обзор всех цветов USB-порта типа A:
Порты USB Type C не имеют такой цветовой индикации, и, в основном, они просто чёрные. Вам нужно будет обратиться к руководству по эксплуатации вашей материнской платы или корпуса ПК, чтобы узнать, насколько они быстры.
Часто задаваемые вопросы о портах USB
Что такое USB SuperSpeed?
Если вы обратили внимание, вы заметите, что прозвище SuperSpeed дебютировало с USB 3.0 и его более высокими скоростями.
Однако, знаете ли вы, что помимо USB-A и Type-C есть разъёмы SuperSpeed? Во всяком случае, до USB 3.1.
По сути, Micro-A, Micro-B и Micro-AB имеют версии USB 3.0/3.1.
У них также есть другие разъёмы, которые выглядят как оригиналы, но с… дополнительной частью.
Сравните Micro-B, рассмотренный ранее, с Micro-B SuperSpeed, представленным ниже.
Честно говоря, один взгляд на порты Micro и Mini SuperSpeed может сказать вам всё, что вам нужно знать о том, почему они не стали более распространенными. Помимо добавления неуклюжести форм-факторам, предназначенным для небольших устройств, он также выглядит… просто некрасиво.
Совместим ли Thunderbolt с USB?
У USB и Thunderbolt довольно интересные отношения.
Thunderbolt – это конкурирующий проприетарный стандарт Intel, и исторически он всегда был значительно быстрее, чем USB.
Однако, начиная с USB 3, устройства Thunderbolt начали использовать порты USB Type-C. И теперь USB 4, в основном, представляет собой переименованный Thunderbolt 3.
Thunderbolt 4 предлагает ту же пропускную способность, что и Thunderbolt 3, но принудительно поддерживает стандартную совместимость с USB 4 и имеет лучшую поддержку таких функций, как DisplayPort и PCI Express. Он также использует разъём Type-C.
В этой статье я объяснил почти всё, что вам нужно знать об USB в наши дни. Я надеюсь, что всё это было удобоваримым и охватило все вопросы, которые у вас могли возникнуть!
