Usb: що це таке, типи, формати та швидкості 【повне керівництво】 ⚡✔️

USB, універсальна послідовна шина для юристів - це класна дитина на дитячому майданчику сьогодні. Практично всі електронні пристрої мають щось із цим, і це, зрештою, ми використовуємо його майже для всього. Клавіатури, миші, зовнішні спогади, навушники, джойстики тощо. Сьогодні ми переглянемо дуже швидку історію, звідки ця красуня взялася, її формати, швидкість та інше. Почнемо!

Зміст індексу

Трохи контексту

У 1996 році USB народився в результаті співпраці дизайнера комп'ютерів Аджай В. Бхатта та корпорації Intel. Ця шина передає інформацію між комп'ютером та іншими підключеними до нього периферійними пристроями, згодом розширюючись майже до будь-якого іншого існуючого пристрою. Що призвело до того, що цей тип порту вибухнув і піднявся над рештою, - це його здатність служити з'єднанням для величезної кількості пристроїв.

Ставши стандартизованим роз'ємом, USB тепер є необхідним для виробників усіх видів продукції, а його швидкості та розміри портів повинні були адаптуватися до часу. Його універсальність зробила непотрібними порти, які раніше мали безперечне використання, наприклад, PS / 2 старих клавіатур та мишей.

Як працює USB

Ну а перед тим, як потрапити в сорочку з одинадцятьма стрижнями, почнемо з основ. Ми запевняємо вас, що тут ми постараємося звести технічні показники до мінімуму і зберегти зрозумілу для всіх аудиторію мову, не панікуйте!

USB-кабель

Щоб пояснити цей розділ, ми зробимо різницю між USB-кабелем і тим, що стане самим портом. Пристрій, з'єднаний USB через кабель, містить дві внутрішні розгалуження. Вони відомі як кабель із крученою парою . У цьому типі роз'ємів напруга становить 5 вольт, і залежно від версії, а також інших відмінностей у його виробництві може змінюватись його інтенсивність (сила струму):

• USB 1.0 - 2.0: Два кабелі можуть одночасно надсилати та приймати, але не одночасно. Це те, що ми знаємо як напівдуплекс . Інтенсивність його виходу становить 500 мАг. USB 3.0 і далі: кількість кабелів збільшується до чотирьох, і це дозволяє передавати та приймати дані одночасно: два для кожної функції. Це був би повний дуплекс . Його інтенсивність - 900 мАг.

USB-порт

Всередині роз'єму ми виявимо, що існують відмінності у кількості контактів та форматі контактів, які залежать від їх розміру та версії USB. Ми пояснимо це глибоко в розділі "Формати портів USB" після того, як розбили його функції.

Після підключення USB до нашого комп’ютера, телебачення або планшета система ідентифікує пристрій і (за потреби) дозволяє йому "встановити", шукаючи найбільш відповідний драйвер для його профілю (це відбувається, коли ми вперше підключаємо такі елементи, як миша, принтер або pendrive ). У рідкісних випадках, коли це не так, користувач повинен шукати та встановлювати необхідні драйвери вручну. Саме так створюється такий тип формату з'єднання, що генерує швидку та динамічну передачу інформації, яка не потребує вимкнення комп’ютера.

Версії USB

Прототипи в розробці

Як і всі продукти, USB проходив тестування та прототипування перед запуском, який складався з процесу розробки, поки ми не дійшли до версії 1.0, яка була остаточно випущена в 1996 році. Ці версії, які ми ніколи не використовували:

• USB 0.7 : випущено в листопаді 1994. USB 0.8 : випущено в грудні 1994. USB 0.9 : випущено в квітні 1995. USB 0.99 : випущено в серпні 1996.

Можна сказати, що це були його «попередні альфа-прототипи» і привели команду до остаточної версії, яку ми всі знаємо.

USB на ринку

USB 1.0, 1996

Далеко від того, про що ми всі могли подумати сьогодні, враховуючи, що багато хто в 90-х не помітив би різниці, USB був не в тому, що його вітали з розпростертими обіймами, коли потрапляли на ринок. З максимальною швидкістю передачі 1, 5 Мбіт / с (близько 188 кБ / с) ця перша модель була повільнішою, ніж у поганої коні. Незважаючи на теплий початок, цей порт в основному використовувався для повсякденних пристроїв, таких як клавіатури, миші, веб-камери або USB-палички . Незважаючи на свою швидкість, цей вступ ознайомив широку громадськість з його використанням та проклав шлях до того, що має бути.

USB 1.1, 1998

Версія, яка справді викликала проблему і розпочала гонку до слави USB. Десята частина може не здаватися великою різницею неозброєним оком, але я вже казав вам, що відмінності були чудовими. Швидкість передачі перейшла з 1, 5 Мбіт / с до 12 Мбіт / с. Як ви можете собі уявити, USB 1.1 виглядав як Формула-1 поруч зі своїм попередником і швидко набирав сили. Її використання продовжувало диверсифікуватися завдяки набутій популярності. USB міцно влаштувався на ринку.

USB 2.0, 2000

Тут з'явився винищувач, велика швидкість з великої літери, хоча це аспект, який не зупиниться в цій версії. З 12 Мбіт / с ми переходимо до 480 Мбіт / с. Це приблизно 60 мегабайт в секунду за оптимальних умов, хоча це було дещо обманом. Зазвичай ми виявляємо, що його реальна швидкість коливалася в межах 280 Мбіт / с.

USB 2.0 тут залишається з нами надовго, і це , головним чином, пов'язано з цифровою епохою нового століття. Дозвіл у форматі Full HD 1080p спричинив, що фільми, серіали чи фотографії стають важчішими, тому необхідно було збільшити швидкість передачі мультимедійних пристроїв, отже, швидкість збільшення майже в сорок разів порівняно з 1, 1.

USB 3.0, 2009

Минуло дев'ять років, щоб нова версія з'явилася на ринку. Якщо USB 2.0 вже здався нам швидким, як винищувачем, 3.0 - це космічна ракета. З швидкістю передачі до 4, 8 Гбіт / с (600 МБ / с) ця помилка вийшла на вулицю з частотою 2, 0. Впровадження цього порту співіснує на більшості ноутбуків, настільних ПК, USB-накопичувачів та зовнішніх жорстких дисків, хоча можна також знайти його в таких продуктах, як материнські плати.

Рекомендуємо прочитати: USB 3.0 проти USB 3.1 - Найважливіші відмінності.

Зазвичай ми можемо розрізнити його за стандартним розміром, оскільки внутрішня вкладка порту роз'єму зазвичай синя, а не чорна. У версії 3.0 і до появи USB 4.0 ми знаходимо два пізніші варіанти, відомі як SuperSpeed ​​або Super Speed:

• USB 3.1 SuperSpeed, 2013: Швидкість передачі збільшується з 4, 8 Гбіт / с (600 МБ / с) до 10 Гбіт / с (1, 25 ГБ / с). USB 3.2 SuperSpeed, 2019: Ми в 2019 році, але хоча USB 3.2 був оголошений на кінець року, він ще офіційно не запускається. Очікується, що вона досягне швидкості передачі до 20 Гбіт / с (2, 5 ГБ / с) і що ми зможемо знайти сумісні компоненти, периферійні пристрої та комп'ютери до 2020 року.

Пов’язаний з цим розділом може вас зацікавити: USB 3.1 Gen 1 проти USB 3.1 Gen 2 Усі відмінності між портами USB.

Формати портів

Добре, тепер, коли ми знаємо про версії, давайте розглянемо типи портів. Тут у нас ситуація схожа на ситуацію з HDMI. Тонкі формати змушують отримувати роз'єми зі зменшеною конструкцією для підключення кабелів до мобільних пристроїв, камер, ноутбуків, планшетів та інших. USB-файли не залишаються поза цією лігою, і оскільки завжди існує зламаність для копіювання, це їх формати:

Зображення: wikimedia commons

USB типу A

Роз'єми типу A - це модель, яка підключається безпосередньо до процесора. У межах цієї категорії ми можемо знайти такі розміри:

Стандартний USB A

Той, що все життя, ви знаєте, про який я говорю. Усі USB-накопичувачі , миші, клавіатури, телевізори та жорсткі диски використовують їх із подальшим списком інших пристроїв. Ми їх більше бачили, ніж комічні.

• Для USB типу A характерно наявність вкладки (чорна як правило, синя для версій 3.0), яка заважає нам з'єднувати їх назад. Контакт його чотирьох штифтів знаходиться в горизонтальній лінії.

Стандартний USB 3.0 тип A

USB 3.0 за замовчуванням поділяє всі структурні характеристики стандартного порту типу А, який використовуються його старшими братами, але додає п'ять внутрішніх штифтів для повного двостороннього двостороннього обміну даними, які ми пояснюємо в розділі про те, як працює USB.

USB 3.0 типу A і типу C

Мікро USB типу A

Ця версія Micro USB типу A застаріла і багатьма вважається застарілою. Всі чотири штифта все ще перебувають у горизонтальній лінії, а положення з'єднувача гарантується формою порту, а не використанням внутрішньої вкладки.

Додаткову інформацію можна знайти тут: Micro-USB: Що це таке і для чого він використовується зараз?

USB типу B

З'єднувачі типу B зазвичай призначені для периферійних пристроїв або обладнання з певними функціями. У межах цієї категорії ми можемо знайти такі розміри:

Стандартний USB B

• Як правило, це квадрати з двома закругленими кутами, щоб полегшити їх правильне з'єднання, шпильки розділені на дві протилежні пари.

Загальноприйнятим є такий тип роз'ємів для пристроїв або периферійних пристроїв, які повинні бути підключені до таких комп'ютерів, як певні принтери або касові апарати, серед інших.

Стандартний USB 3.0 тип B

Він є інструментом у швидкості передачі даних, оскільки додає свої п'ять штифтів для повного дуплексу. Його формат трохи товстіший, ніж у стандартного типу B.

Міні-USB типу B

У цих портах ми можемо знайти два варіанти підключення:

1. Міні-USB типу B 5-контактний. 8-контактний міні-USB типу B

Це тому, що для більшості телефонів, камер чи планшетів потрібні надзвичайно малі порти, але кількість необхідних контактних штифтів може змінюватися залежно від таких речей, як підсилювачі зарядного пристрою (наприклад).

Мікро USB типу B

Дотримуйтесь лінії Micro USB типу A і Mini USB типу B, це є ще однією альтернативою підключення тонких або маленьких пристроїв. Це той, який є у більшості наших мобільних пристроїв, камер або планшетів для таких функцій, як підключення зарядного пристрою.

Micro USB 3.0 тип B

Так само, як Micro USB типу B, але його формат дещо змінюється, щоб відповідати вимогам покращеної швидкості передачі.

USB Type-C

Це відносно недавній тип порту, який, на радість багатьом (в тому числі я), неправильно розміщений. Її роз'єми повністю симетричні, тому боротьба за те, щоб поставити USB у положення, яким воно має бути (що ніколи не є першою спробою), не існує. Зазвичай ми їх знаходимо на периферійних пристроях, таких як останні моделі моделей клавіатур або смартфонів .

Зображення: Niridya - Власна робота, заснована на: USB Type-C. З 2009 року Європейська комісія з питань єдиного ринку намагається встановити регламент, який би регулював велику кількість роз'ємів для мобільних зарядних пристроїв, які є на ринку, і об'єднав їх в єдину модель аналогічно, як у комп'ютерних зарядних пристроїв. портативний, хоча поки що не вдався. Останнім запропонованим кандидатом був USB Type C.

Порівняння швидкості

Тут ми пропонуємо гонку, щоб ви могли графічно перевірити різницю між різними версіями USB, існуючими на сьогоднішній день.

Як ви, можливо, зауважили, ми зупинилися для з'ясування аспектів швидкості передачі. Це тому, що еволюція завжди приносить з собою певні витрати, і це те, що найпоширенішим для пересічного користувача є не оновлювати своє обладнання так само, як ринок (що було б постійно).

Приїхали сюди, ми рекомендуємо: USB 2.0 проти USB 3.0 проти USB 3.1. і як BONUS: роз'єми для ПК

Все це призводить до того, що в даний час у нас є різні пристрої або порти USB з різними версіями, тому передача даних, яку ми можемо очікувати, не завжди зможе досягти максимальної швидкості, дозволеної. Найкращим прикладом цього є ефект вузького місця, який виникає, коли ми підключаємо наш pendrive 3.0 до ноутбука, порт якого становить 2, 0, щоб передавати фільм чи серію.

В даний час найбільшою проблемою для виробників є те, що технологія зробити пристрої швидшими вже є, але те, що користувач щодня справляється, "застаріло".

Висновки про USB

Будемо чесними, прихід USB був благом і змінив наше життя в тисячолітті, в якому цифрова епоха є вже чимось невпинним. Завдяки постійно зростаючим якостям зображення та роздільній здатності потрібен був тип універсального роз'єму, який відповідав необхідній швидкості передачі даних, і USB потрапляв у поле в потрібний час.

Ефективно ми помітимо різницю в швидкості в останніх версіях портів, які ми використовуємо, але є фактори, які ми повинні враховувати в існуючих версіях. Наявність зовнішнього жорсткого диска або флеш-накопичувача USB, який має 3.0, підключений до комп'ютера, порт якого становить 2, 0, не змусить нас позбутися ефекту вузького місця при передачі даних. Ми повинні враховувати версію як передавача, так і приймача, щоб гарантувати максимальну продуктивність.