Який роз’єм сьогодні є найпопулярнішим? Безсумнівно, це USB, що існує в багатьох стандартах. Порт USB дозволяє передавати дані, заряджати пристрої та сполучати їх між собою. За 30 років свого існування роз’єм USB став невід’ємною частиною багатьох пристроїв, а велика кількість різновидів дають користувачам і виробникам обладнання все більше можливостей… і плутанини.
Що означає USB?
USB означає Universal Serial Bus (універсальна послідовна шина) і представляє галузевий стандарт для кабелів, роз’ємів і протоколів зв’язку, які призначені для з’єднання, зв’язку та живлення між різними комп’ютерними пристроями. Він використовується у багатьох пристроях, починаючи від звичайної клавіатури та миші та закінчуючи камерами, принтерами, сканерами, флеш-накопичувачами, зовнішніми накопичувачами, смартфонами, планшетами, телевізорами тощо.
Універсальна послідовна шина — це інтерфейс plug-and-play. Це означає, що ви можете під’єднати пристрій з портом USB до свого комп’ютера, і комп’ютер зможе автоматично виявити та встановити пристрій, хоча іноді вам доведеться надати необхідні драйвери для вашої операційної системи. USB може діяти як засіб зв’язку, передавати дані на під’єднані пристрої та, наприклад, з комп’ютера на клавіатуру та навпаки.
USB також може подавати живлення на пристрої. Ця функція є однією з його найкорисніших властивостей, тому що вона не тільки дозволяє пристроям обмінюватися даними між собою, але й дозволяє живити їх, або заряджати їхні батареї. Наприклад, смартфони мають USB-порт, який використовується як для передачі даних, так і для зарядки акумуляторів. Зараз багато нових ноутбуків також заряджають свої батареї виключно через порт USB і без використання окремих адаптерів живлення.
Чому USB називають шиною? Річ у тім, що в старі часи обчислювальної техніки термін «шина» використовувався для позначення спільної лінії зв’язку між різними апаратними компонентами в комп’ютер. Ось чому USB називають шиною: оскільки він дозволяє кільком пристроям спілкуватися з вашим ПК.
Дуже коротка історія стандарту USB
Універсальна послідовна шина, або коротко USB, була розроблена в 1996 році за сприяння кількох ключових компаній: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC і Nortel.
До винаходу USB комп’ютери підключалися до периферійних пристроїв, таких як клавіатури, миші, принтери, сканери та камери, за допомогою різних типів портів і з’єднань. Наприклад, до появи USB клавіатури та миші зазвичай підключалися через роз’єми PS/2 або за допомогою послідовних портів. Принтери та сканери робили те саме через паралельні порти. І якщо ви у ті часи були геймером, вам також потрібен був ігровий порт, щоб грати в ігри на комп’ютері за допомогою джойстика чи геймпада. Просто подивіться приклади на зображенні нижче:
Перші USB-порти не мали високошвидкісної передачі, тому виробники обладнання не прийняли цей інтерфейс спочатку. Але через кілька років після того, як він був розроблений, компанії, які його створили, доопрацювали інтерфейс USB і створили версію USB 2.0, яка була набагато швидшою. Завдяки цьому після 2000 року USB-порт дуже поширився, і зараз його можна знайти на всіх типах пристроїв. Відтоді USB став основним способом підключення пристроїв і передачі даних між ними.
Швидкості та версії USB
З моменту першої розробки інтерфейс USB з кожною версією ставав усе більш швидким. Ось основні ревізії або версії USB:
- USB 1.0 і USB 1.1 були першими ітераціями інтерфейсу USB, випущеними у 1996 і 1998 роках, вони могли передавати дані зі швидкістю до 1,5 Мбіт/с і 12 Мбіт/с відповідно. У той час, коли вони були розроблені, USB 1.0 також був відомий як Low Speed USB, тоді як USB 1.1 мав назву Full Speed USB.
- USB 2.0, також відомий як High Speed USB, був випущений у квітні 2000 року, він підтримує максимальну теоретичну швидкість передачі даних до 480 Мбіт/с. Насправді, максимальна ефективна пропускна здатність обмежена 280 Мбіт/с або 35 Мбіт/с. USB 2.0 зворотно сумісний з USB 1.0 і USB 1.1, тобто ви можете використовувати старі пристрої з портами USB 1.x для підключення до нових пристроїв з портами USB 2.0.
- USB 3.0 з’явився у листопаді 2008 року, його також називають SuperSpeed USB. Він може теоретично підтримувати швидкість передачі даних до 5 Гбіт/с, але реальна швидкість, яку ви можете досягти, становить близько 3,2 Гбіт/с або 400 МБ/с. Чомусь USB 3.0 також відомий як USB 3.1 Gen 1 або USB 3.2 Gen 1×1, що ще додає плутанини, але це те, що є, і ми тут нічого не можемо вдіяти.
- USB 3.1 був випущений у липні 2013 року і відомий як SuperSpeed+USB або USB 3.2 Gen 2×1. Він теоретично здатний передавати дані зі швидкістю 10 Гбіт/с, що вдвічі перевищує швидкість USB 3.0. Насправді, максимально досяжна швидкість передачі становить 7,2 Гбіт/с або 900 МБ/с. Варто зауважити: це остання версія USB, яка сумісна з роз’ємами USB Type A.
- USB 3.2 також відомий як SuperSpeed+USB dual-lane і зазвичай називається USB 3.2 Gen 2×2. Запущений у серпні 2017 року, він підтримує як односмуговий, так і двосмуговий режими, пропонуючи швидкість до 10 Гбіт/с і 20 Гбіт/с відповідно. Крім того, він вимагає використання роз’ємів Type C, що є обов’язковим, починаючи з цієї версії.
- USB 4 з’явився в серпні 2019 року. Він забезпечує швидкість до 40 Гбіт/с у двоканальному режимі та може тунелювати трафік DisplayPort 1.4a та PCI Express за допомогою протоколу Thunderbolt 3.
- USB 4 2.0 був анонсований у вересні 2022 року і пропонує величезну швидкість до 120 Гбіт/с.
Thunderbolt
На відміну від стандарту USB, який відомий своєю універсальністю та визнаний 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 пристроїв, сумісних з DisplayPort, включно з зовнішніми моніторами, а також периферійних пристроїв PCI Express (PCIe), тобто зовнішніх графічних карт, жорстких дисків, роз’ємів Wi-Fi або Ethernet через порт USB Type-C. Поточне покоління протоколу – Thunderbolt 4 – підтримує смугу пропускання до 40 Гбіт/с. Порівняно з останнім поколінням Thunderbolt 3, нова версія забезпечує покращену підтримку дисплеїв 4K (від одного монітора 4K до двох), подвоєну пропускну здатність PCIe та гарантує пропускну здатність 40 Гбіт/с, яка була необов’язковою для Thunderbolt 3.
Отже, є USB і Thunderbolt, а USB4 базується на Thunderbolt 3, на зміну якому прийшов Thunderbolt 4. Можливо, ви спантеличені, це й не дивно. Що вам потрібно знати, так це те, що USB 4 не гарантує високу продуктивність, тоді як Thunderbolt 4 обіцяє більше. Хоча USB 4 базується на Thunderbolt 3, це не означає, що кожен пристрій, порт і кабель USB 4 матиме ті самі функції та продуктивність, що й будь-яке з’єднання Thunderbolt 3 або 4.
Наступне покоління Thunderbolt також вже на горизонті, і Thunderbolt 5 обіцяє збільшити пропускну здатність до 80 Гбіт/с, що вдвічі більше, ніж у варіантах Thunderbolt 4 і Thunderbolt 3 (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 і лише 40 Гбіт/с в іншому, як-от USB 4 2.0. Це корисно для дисплеїв і, можливо, навіть для пристроїв зберігання даних. Дата випуску Thunderbolt 5 невідома на момент написання статті, хоча запуск пізніше у 2023 або 2024 роках є ймовірним.
Тепер, коли ми побачили, які типи стандартів USB існують, настав час також поглянути на типи портів і роз’ємів USB.
Типи роз’ємів USB
Варіанти роз’ємів USB можна розрізнити за кількома ознаками. Перший – це тип роз’єму, який визначає, як виглядає кінець USB-кабелю або роз’єм на пристрої. Сьогодні ми знаємо три типи роз’ємів USB: A, B і C. Найпопулярнішим залишається роз’єм USB Type A, який можна зустріти, наприклад, у флеш-накопичувачі. USB Type B не набув такої популярності, тоді як найпоширенішим роз’ємом на сьогодні є USB Type-C. Завдяки невеликим розмірам він ідеально підходить для компактних пристроїв – смартфонів, бездротових навушників або тонких ноутбуків. USB Type-C також можна вважати відмінним наступником miniUSB і microUSB.
Окрім кількох типів штекерів і роз’ємів, USB має також багато версій. Перші з них, тобто USB 1.0 і USB 1.1, відмінно працювали в 1990-х роках. Вони були хорошою альтернативою послідовним і паралельним входам, але швидкість передачі даних до 1,5 МБ/с швидко перестала бути достатньою. Наприкінці 1998 року з’явилась специфікація USB 2.0, в якій швидкість передачі досягала 60 МБ/с.
USB Type A (USB A – класичний USB вхід). Найпоширеніший роз’єм, який донедавна був стандартом. Використовується для підключення клавіатури, бездротової миші, модуля Bluetooth або флешки. Сьогодні його поступово замінює USB Type-C. Роз’єм USB Type А також часто зустрічається в зарядних пристроях. USB Type A з’явився разом із USB Type B, коли була випущена перша специфікація USB у 1996 році.
USB Type B. Має майже квадратну форму. Іноді зустрічається як USB-роз’єм для принтера, а також для підключення монітора (тоді можна було використовувати USB-концентратор – сьогодні цю функцію перебрали на себе USB Type-C).
Mini USB – це зменшена версія роз’ємів USB Type A і USB Type B. Він був представлений у 2000 році. Однак роз’єми Mini USB сьогодні вже дуже рідкісні, оскільки вони застаріли та були замінені роз’ємами Micro USB.
Micro USB – навіть менший, ніж роз’єм Mini USB, і також рідко використовується в наші дні. Представлений в 2007 році, і ви все ще можете знайти ці роз’єми на деяких доступних смартфонах і камерах. Ще кілька років тому роз’єм micro USB часто використовувався в смартфонах, планшетах та інших невеликих пристроях. Однак його пропускна здатність не дуже велика.
USB Type-C. Новітній вид роз’єму, який поступово стає найпопулярнішим. Це найновіша версія роз’єму USB, випущена в 2014 році, яка має дві переваги: вона маленька і оборотна. Ще однією великою перевагою є симетричність – ви можете підключати кабель «догори дриґом», що позначається на зручності та подовжує термін служби конекторів / кабелів. Найближчим часом вони замінять усі типи роз’ємів USB. USB Type Type-C зазвичай використовується для портів USB 3.1, а для всіх версій USB від USB 3.2 до USB 4 і пізніших він теж потрібен.
Цікаво. Роз’єм USB Type C був створений приблизно одночасно з випуском USB 3.1, тому люди часто помиляються, вважаючи, що USB 3.1 і USB Type C – це одне й те саме. Насправді це не так, оскільки USB 3.1 — це протокол USB, а USB Type C — специфікація роз’єму. Крім того, додає плутанини й те, що є деякі пристрої (переважно смартфони), які постачаються з роз’ємами USB Type C, але підтримують лише USB 2.0.
USB Type C стане стандартом роз’єму в ЄС з 2024 року
Порт USB Type-C незабаром стане єдиним прийнятним стандартом у Європейському Союзі. Нові правові норми ЄС вимагатимуть від виробників нових пристроїв використовувати саме такий порт. Чому законодавець ЄС зважився на такий крок? Численні дослідження показують, що зарядні пристрої та кабелі до куплених пристроїв нові власники часто просто викидають. Причина полягає в наявності вдома достатньої кількості такого обладнання. Загалом, щорічно у смітник викидається понад 10 тис. тон кабелів і зарядних пристроїв.
Крім стандартизації роз’ємів в електронних пристроях, ще однією зміною стане позбавлення від кабелів в продажних наборах. Більшість користувачів все одно використовують лише один або два кабелі (наприклад, вдома та на роботі), щоб зарядити всі свої пристрої. При покупці нового пристрою часто буває, що використовуваний раніше кабель все ще справний, тому новий не потрібен. Позбавлення від зарядних пристроїв і кабелів також зменшить розмір пакування, що позитивно вплине на легкість та екологічність упаковки.
Варто зазначити, що наразі лише один виробник електроніки використовує роз’єм, відмінний від USB Type-C. Звичайно, мова йде про Apple, яка восени 2024 року повинна буде представити порт USB Type-C на своїх пристроях.
Кольори USB роз’ємів і кабелів
Хоча це не є обов’язковим, а скоріше звичайною практикою, різні версії USB мають кольорове кодування. Тому просто подивіться на задню панель комп’ютера або на кінець кабелю, щоб зрозуміти, з якою технологією ви маєте справу. Це особливо важливо, коли ви хочете підключити кілька пристроїв до свого комп’ютера.
Тоді варто вибрати, коли повільного підключення достатньо (наприклад, клавіатура, миша, принтер), а що краще підключити до сучасного швидкого USB-роз’єму. Тому для окремих версій шини USB використовуються такі кольорові позначки:
- білий – USB 1.x
- чорний – USB 2.x
- синій – USB 3.x
- червоний або помаранчевий – USB-порт для зарядки, в цьому випадку можна буде зарядити підключений пристрій навіть при вимкненому живленні
- жовтий – USB Power Delivery
Для роз’єму USB 4 ми ще не маємо кольорового кодування. Це відбувається лише з роз’ємами USB типу A. USB 4 завжди має роз’єм USB Type-C. Часто поруч з даним роз’ємом можна знайти його опис із зазначенням типу USB. Роз’єм USB 4 також сумісний з DisplayPort 2.0 і PCIe 5.
Довжина кабелю USB: чи є тут якісь обмеження?
У випадку з роз’ємами USB підключення зазвичай здійснюється за допомогою кабелю для передачі даних. Однак він не може бути нескінченно довгим, окремі типи USB у своїй специфікації мають максимальну довжину кабелю. Найдовшим кабелем може бути USB 2.0 – він досягає 5 м. Для USB 1.x, а також USB 3.x максимальна довжина кабелю становить 3 м. Надшвидкий роз’єм USB 4, представлений у 2019 році, має найкоротший кабель. Він може досягати 80 см.
Швидка зарядка за допомогою USB Power Delivery
У випадку з роз’ємами USB основним параметром вважається пропускна здатність. Він визначає швидкість передачі даних через певний роз’єм. Однак не менш важливою є можливість заряджати пристрої. Роз’єм USB і додаткові технології дають тут масу можливостей. Уже для базових USB 2.0 і USB 3.0 мова йде про можливості зарядки (потужність 2,5 і 4,5 Вт відповідно), дійсно швидка зарядка можлива завдяки USB Power Delivery. Максимальне навантаження роз’єму USB PD збільшується до 100 Вт, хоча варто додати, що для потужності більше 10 Вт необхідно використовувати відповідний кабель. Тоді роз’єм USB також повинен мати зовнішнє джерело живлення.
Тож USB Power Delivery призначений не лише для передачі даних чи підключення основних пристроїв (клавіатур, мишок, додаткового диска). За допомогою роз’єму USB PD ми можемо зарядити ноутбук або підключений до нього портативний монітор. Крім того за допомогою одного кабелю USB Power Delivery ми можемо одночасно передавати зображення та живити дисплей.
USB
-порти для зарядки – Super Charger
Порт USB для зарядки акумулятора можна використовувати для зарядки різних пристроїв, наприклад, смартфона. Ця технологія дозволяє збільшити силу струму і швидко зарядити підключене обладнання. Іноді порт називають Super Charger або Charger+.
Можливості дуже швидкої зарядки та її зростаючу потужність можна побачити на прикладі смартфонів. Там, підключивши відповідний зарядний пристрій до роз’єму USB Type-C, ми можемо розраховувати на потужність зарядки в кілька десятків або навіть понад 100 Вт! Одним із рекордсменів є смартфон Vivo iQOO 10 Pro із зарядкою 200 Вт. Така потужність дозволяє зарядити акумулятор ємністю 4700 мАгод всього за 10 хвилин. Інші виробники теж не відстають.
Підсумки
Більшість з нас сьогодні не можуть уявити життя без портів USB. Вони використовуються для зарядки пристроїв і передачі даних між ними. Найбільшими перевагами USB є компактний розмір (особливо у випадку USB Type C), ефективна передача даних і можливість швидко заряджати інші пристрої.
Кожне наступне покоління USB має все кращі параметри, це варто враховувати при виборі нового обладнання. До того ж USB Type C незабаром стане обов’язковим для багатьох нових електронних пристроїв, які продаються в Європейському Союзі. Тому, купуючи новий смартфон чи ноутбук, слід вибирати пристрої з новим поколінням USB.
БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО: