USB Type-C, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.2: Все о стандартах

Если хотите лучше понять такие термины, как USB Type-C, USB 3.0 или USB 3.2, то вам следует прочитать эту статью.

Какой разъем является самым популярным сегодня? Несомненно, это USB, который существует во многих стандартах. Порт USB позволяет передавать данные, заряжать устройства и соединять их между собой. За 30 лет своего существования разъем USB стал неотъемлемой частью многих устройств, а большое количество разновидностей дают пользователям и производителям оборудования все больше возможностей… и путаницы.

Мы настолько привыкли к этому, что воспринимаем как должное. Вы наверняка тоже использовали USB-устройства, хотя, возможно, на самом деле не знаете, что такое USB и как он работает. Вы наверняка слышали такие аббревиатуры, как USB Type C или USB 3, но, возможно, захотите узнать больше. В этой статье я объясню, что такое USB, расскажу вам немного об истории этого стандарта и о различиях между различными типами и версиями USB-портов.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Что означает USB?

2. Очень короткая история стандарта USB

3. Скорости и версии USB

4. Thunderbolt

5. Типы разъемов USB

6. USB Type C станет стандартом разъема в ЕС с 2024 года

7. Цвета USB разъемов и кабелей

8. Длина кабеля USB: есть ли здесь какие-то ограничения?

9. Быстрая зарядка с помощью USB Power Delivery с помощью USB Power Delivery

10. USB-порты для зарядки – Super Charger

11. USB Type-C vs USB Type-A: в чем разница?

11.1. Что такое USB-A?

11.2. Что такое USB Type-C?

11.3. Что такое USB 3.0 и выше?

11.4. USB-A против USB-C: так что же лучше?

12. Итоги

Что означает USB?

USB означает Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина) и представляет отраслевой стандарт для кабелей, разъемов и протоколов связи, которые предназначены для питания, соединения и связи между различными компьютерными устройствами. Он используется во многих устройствах, начиная от обычной клавиатуры и мыши и заканчивая камерами, принтерами, сканерами, флэш-накопителями, внешними накопителями, смартфонами, планшетами, телевизорами и т. д.

Универсальная последовательная шина – это интерфейс plug-and-play. Это означает, что вы можете подключить устройство с портом USB к своему компьютеру, и компьютер сможет автоматически обнаружить и установить устройство, хотя иногда вам придется предоставить необходимые драйверы для вашей операционной системы. USB может действовать как средство связи, передавать данные на подключенные устройства и, например, с компьютера на клавиатуру и обратно.

USB также может подавать питание на устройства. Это является одним из его самых полезных свойств, потому что не только позволяет устройствам обмениваться данными между собой, но и питать их, или заряжать их батареи. Например, смартфоны имеют USB-порт, который используется как для передачи данных, так и для зарядки аккумуляторов. Сейчас многие новые ноутбуки также заряжают свои батареи исключительно через порт USB и без использования отдельных адаптеров питания.

Если вам интересно, почему USB называют шиной, дело в том, что в старые времена вычислительной техники термин “шина” использовался для обозначения общей линии связи между различными аппаратными компонентами и компьютером. Вот почему USB называют шиной: потому что он позволяет нескольким устройствам сообщаться с вашим ПК.

Очень короткая история стандарта USB

Универсальная последовательная шина, или кратко USB, была разработана в 1996 году при содействии нескольких ключевых компаний: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nortel.

До изобретения USB компьютеры подключались к периферийным устройствам, таким как клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры и камеры, с помощью различных типов портов и соединений. Например, до появления USB клавиатуры и мыши обычно подключались через разъемы PS/2 или с помощью последовательных портов. Принтеры и сканеры делали то же самое через параллельные порты. И если вы в те времена были геймером, вам также нужен был игровой порт, чтобы играть в игры на компьютере с помощью джойстика или геймпада. Просто посмотрите примеры на картинке ниже:

Первые USB-порты не имели высокоскоростной передачи, поэтому производители оборудования изначально не приняли этот интерфейс. Но через несколько лет после того, как он был разработан, компании, которые его создали, доработали интерфейс USB и создали версию USB 2.0, которая была намного более быстрая. Благодаря этому после 2000 года USB-порт очень широко распространился, и сейчас его можно найти на всех типах устройств. С тех пор USB стал основным способом подключения устройств и передачи данных между ними.

Тоже интересно:

Скорости и версии USB

С момента первой разработки интерфейс USB с каждой версией становился все более быстрым. Вот основные ревизии или версии USB:

USB 1.0 и USB 1.1 были первыми итерациями интерфейса USB, выпущенными в 1996 и 1998 годах, они могли передавать данные со скоростью до 1,5 Мбит/с и 12 Мбит/с соответственно. В то время, когда они были разработаны, USB 1.0 также был известен как Low Speed USB, тогда как USB 1.1 назывался Full Speed USB.
USB 2.0, также известный как High Speed USB, был выпущен в апреле 2000 года, он поддерживает максимальную теоретическую скорость передачи данных до 480 Мбит/с. На самом деле, максимальная эффективная пропускная способность ограничена 280 Мбит/с или 35 Мбит/с. USB 2.0 обратно совместим с USB 1.0 и USB 1.1, то есть вы можете использовать старые устройства с портами USB 1.x для подключения к новым устройствам с портами USB 2.0.
USB 3.0 появился в ноябре 2008 года, его также называют SuperSpeed USB. Он может теоретически поддерживать скорость передачи данных до 5 Гбит/с, но реальная скорость, которую вы можете достичь, составляет около 3,2 Гбит/с или 400 МБ/с. Почему-то USB 3.0 также известен как USB 3.1 Gen 1 или USB 3.2 Gen 1×1, что еще больше добавляет путаницы, но это то, что есть, и мы здесь ничего не можем поделать.
USB 3.1 был выпущен в июле 2013 года и известен как SuperSpeed+USB или USB 3.2 Gen 2×1. Он теоретически способен передавать данные со скоростью 10 Гбит/с, что вдвое превышает скорость USB 3.0. На самом деле, максимально достижимая скорость передачи составляет 7,2 Гбит/с или 900 МБ/с. Стоит заметить: это последняя версия USB, которая совместима с разъемами USB Type A.
USB 3.2 также известен как SuperSpeed+USB dual-lane и обычно называется USB 3.2 Gen 2×2. Запущенный в августе 2017 года, он поддерживает как однополосный, так и двухполосный режимы, предлагая скорость до 10 Гбит/с и 20 Гбит/с соответственно. Кроме того, он требует использования разъемов Type C, что является обязательным, начиная с этой версии.
USB 4 появился в августе 2019 года. Он обеспечивает скорость до 40 Гбит/с в двухканальном режиме и может туннелировать трафик DisplayPort 1.4a и PCI Express с помощью протокола Thunderbolt 3.
USB 4 2.0 был анонсирован в сентябре 2022 года и предлагает огромную скорость до 120 Гбит/с.
Кликните для увеличения

Читайте также:

Thunderbolt

Разъем USB 4 иногда называют Thunderbolt 3. Поэтому я решил добавить некоторые разъяснения.

В отличие от стандарта USB, который известен своей универсальностью и признан как “стандарт”, Thunderbolt – это стандарт, разработанный и лицензированный Intel. Однако Thunderbolt 3 в основном был передан USB-IF и использовался для создания USB4, поэтому теперь связь между ними туманна. Это межплатформенный стандарт передачи данных и питания, но устройства должны быть сертифицированы для использования с этим стандартом, и стандарты Intel гораздо более строгие, чем стандарты USB-IF.

Протокол Thunderbolt часто встречается в ноутбуках, а иногда и в настольных компьютерах, и его можно использовать для подключения устройств, совместимых с DisplayPort, включая внешние мониторы, а также периферийных устройств PCI Express (PCIe), то есть внешних графических карт, жестких дисков, разъемов Wi-Fi или Ethernet через порт USB Type-C. Текущее поколение протокола – Thunderbolt 4 – поддерживает полосу пропускания до 40 Гбит/с. По сравнению с последним поколением Thunderbolt 3, новая версия обеспечивает улучшенную поддержку дисплеев 4K (от одного монитора 4K до двух), удвоенную пропускную способность PCIe и гарантирует пропускную способность 40 Гбит/с, которая была необязательной для Thunderbolt 3.

Итак, есть USB и Thunderbolt, а USB4 базируется на Thunderbolt 3, на смену которому пришел Thunderbolt 4. Возможно, вы сбиты с толку, это и неудивительно. Что вам нужно знать, так это то, что USB 4 не гарантирует высокую производительность, тогда как Thunderbolt 4 обещает больше. Хотя USB 4 основан на Thunderbolt 3, это не означает, что каждое устройство, порт и кабель USB 4 будет иметь те же функции и производительность, что и любое соединение Thunderbolt 3 или 4.

Следующее поколение Thunderbolt также уже на горизонте, и Thunderbolt 5 обещает увеличить пропускную способность до 80 Гбит/с, что вдвое больше, чем в вариантах Thunderbolt 4 и Thunderbolt 3 (40 Гбит/с). Однако 80 Гбит/с – это скорость для устройств, которым нужна одинаковая пропускная способность в обоих направлениях. Некоторые устройства могут иметь 120 Гбит/с пропускной способности в одном направлении и только 40 Гбит/с в другом, например USB 4 2.0. Это полезно для дисплеев и, возможно, даже для устройств хранения данных. Дата выпуска Thunderbolt 5 неизвестна на момент написания статьи, хотя запуск позже в 2023 или 2024 годах является вероятным.

Теперь, когда мы увидели, какие типы стандартов USB существуют, пришло время также взглянуть на типы портов и разъемов USB.

Типы разъемов USB

Варианты разъемов USB можно различить по нескольким признакам. Первый – это тип разъема, который определяет, как выглядит конец USB-кабеля или разъем на устройстве. Сегодня мы знаем три типа разъемов USB: A, B и C. Самым популярным остается разъем USB Type A, который можно встретить, например, во флэш-накопителях. USB Type B не приобрел такой популярности, тогда как самым распространенным разъемом на сегодня является USB Type-C. Благодаря небольшим размерам он идеально подходит для компактных устройств – смартфонов, беспроводных наушников или тонких ноутбуков. USB Type-C также можно считать отличным преемником miniUSB и microUSB.

Помимо нескольких типов штекеров и разъемов, USB имеет также много версий. Первые из них, то есть USB 1.0 и USB 1.1, отлично работали в 1990-х годах. Они были хорошей альтернативой последовательным и параллельным входам, но скорость передачи данных до 1,5 МБ/с быстро перестала быть достаточной. В конце 1998 года появилась спецификация USB 2.0, в которой скорость передачи достигала 60 МБ/с.

USB Type A (USB A – классический USB вход). Самый распространенный разъем, который до недавнего времени был стандартом. Используется для подключения клавиатуры, беспроводной мыши, модуля Bluetooth или флешки. Сегодня его постепенно заменяет USB Type-C. Разъем USB Type А также часто встречается в зарядных устройствах. USB Type A появился вместе с USB Type B, когда была выпущена первая спецификация USB в 1996 году.
USB Type B. Имеет почти квадратную форму. Иногда встречается как USB-разъем для принтера, а также для подключения монитора (тогда можно было использовать USB-концентратор – сегодня эту функцию перебрали на себя USB Type-C).
Mini USB – это уменьшенная версия разъемов USB Type A и USB Type B. Он был представлен в 2000 году. Однако разъемы Mini USB сегодня уже очень редки, поскольку они устарели и были заменены разъемами Micro USB.
Micro USB – даже меньше, чем разъем Mini USB, и также редко используется в наши дни. Представлен в 2007 году, и вы все еще можете найти эти разъемы на некоторых доступных смартфонах и камерах. Еще несколько лет назад разъем micro USB часто использовался в смартфонах, планшетах и других небольших устройствах. Однако его пропускная способность не очень велика.
USB Type-C. Новейший вид разъема, который постепенно становится самым популярным. Это самая новая версия разъема USB, выпущенная в 2014 году, которая имеет два преимущества: она маленькая и обратимая. Еще одним большим преимуществом является симметричность – вы можете подключать кабель “вверх ногами”, что сказывается на удобстве и продлевает срок службы коннекторов / кабелей. В ближайшее время он заменит все типы разъемов USB. USB Type Type-C обычно используется для портов USB 3.1, а для всех версий USB от USB 3.2 до USB 4 и более поздних он тоже нужен.

Интересно. Разъем USB Type C был создан примерно одновременно с выпуском USB 3.1, поэтому люди часто ошибаются, считая, что USB 3.1 и USB Type C – это одно и то же. На самом деле это не так, поскольку USB 3.1 – это протокол USB, а USB Type C – спецификация разъема. Кроме того, добавляет путаницы и то, что есть некоторые устройства (преимущественно смартфоны), которые поставляются с разъемами USB Type C, но поддерживают только USB 2.0.

USB Type C станет стандартом разъема в ЕС с 2024 года

Порт USB Type-C вскоре станет единственным принятым стандартом в Европейском Союзе. Новые правовые нормы ЕС будут требовать от производителей новых устройств использовать именно такой порт. Почему законодатель ЕС решился на такой шаг? Многочисленные исследования показывают, что зарядные устройства и кабели к купленным устройствам новые владельцы часто просто выбрасывают. Причина заключается в наличии дома достаточного количества такого оборудования. В общем ежегодно в мусорку выбрасывается более 10 тыс. тонн кабелей и зарядных устройств.

Помимо стандартизации разъемов в электронных устройствах, еще одним изменением станет избавление от кабелей в продажных наборах. Большинство пользователей все равно используют только один или два кабеля (например, дома и на работе), чтобы зарядить все свои устройства. При покупке нового устройства часто бывает, что используемый ранее кабель все еще исправен, поэтому новый не нужен. Избавление от зарядных устройств и кабелей также уменьшит размер упаковки, что положительно отразится на легкости и экологичности упаковки.

Стоит отметить, что пока только один производитель электроники использует разъем, отличный от USB Type-C. Конечно, речь идет об Apple, которая осенью 2024 года должна будет представить порт USB Type-C на своих устройствах.

Цвета USB разъемов и кабелей

Хотя это не обязательно, а скорее обычная практика, разные версии USB имеют цветовую кодировку. Поэтому просто посмотрите на заднюю панель компьютера или на конец кабеля, чтобы понять, с какой технологией вы имеете дело. Это особенно важно, когда вы хотите подключить несколько устройств к своему компьютеру.

Тогда стоит выбрать, когда медленного подключения достаточно (например, клавиатура, мышь, принтер), а что лучше подключить к современному быстрому USB-разъему. Поэтому для отдельных версий шины USB используются такие цветовые обозначения:

белый – USB 1.x
черный – USB 2.x
синий – USB 3.x
красный или оранжевый – USB-порт для зарядки, в этом случае можно будет зарядить подключенное устройство даже при выключенном питании
желтый – USB Power Delivery

Для разъема USB 4 пока еще нет цветовой кодировки. Это относится только к разъемам USB типа A. USB 4 всегда имеет разъем USB Type-C. Часто рядом с данным разъемом можно найти указание на тип USB. Разъем USB 4 также совместим с DisplayPort 2.0 и PCIe 5.

Длина кабеля USB: есть ли здесь какие-то ограничения?

В случае с разъемами USB подключение обычно осуществляется с помощью кабеля для передачи данных. Однако он не может быть бесконечно длинным, отдельные типы USB в своей спецификации имеют ограничение на максимальную длину кабеля. Самым длинным кабелем может быть USB 2.0 – он достигает 5 м. Для USB 1.x, а также USB 3.x максимальная длина кабеля составляет 3 м. Сверхбыстрый разъем USB 4, представленный в 2019 году, имеет самый короткий кабель. Он может достигать 80 см.

Быстрая зарядка с помощью USB Power Delivery с помощью USB Power Delivery

В случае с разъемами USB основным параметром считается пропускная способность. Он определяет скорость передачи данных через определенный разъем. Однако не менее важной является возможность заряжать устройства. Разъем USB и дополнительные технологии дают здесь массу возможностей. Уже для базовых USB 2.0 и USB 3.0 речь идет о возможностях зарядки мощностью 2,5 и 4,5 Вт соответственно, действительно быстрая зарядка возможна благодаря USB Power Delivery. Максимальная нагрузка разъема USB PD увеличивается до 100 Вт, хотя стоит добавить, что для мощности более 10 Вт необходимо использовать соответствующий кабель. Тогда разъем USB также должен иметь внешний источник питания.

Поэтому USB Power Delivery предназначен не только для передачи данных или подключения основных устройств (клавиатур, мышек, дополнительного диска). С помощью разъема USB PD мы можем зарядить ноутбук или подключенный к нему портативный монитор. Кроме того с помощью одного кабеля USB Power Delivery мы можем одновременно передавать изображение и питать дисплей.

USB-порты для зарядки – Super Charger

Порт USB для зарядки аккумулятора можно использовать для зарядки различных устройств, например, смартфона. Эта технология позволяет увеличить силу тока и быстро зарядить подключенное устройство. Иногда порт называют Super Charger или Charger+.

Возможности очень быстрой зарядки и ее растущую мощность можно увидеть на примере смартфонов. Там, подключив соответствующее зарядное устройство к разъему USB Type-C, мы можем рассчитывать на мощность зарядки в несколько десятков или даже более 100 Вт! Одним из рекордсменов является смартфон Vivo iQOO 10 Pro с зарядкой 200 Вт. Такая мощность позволяет зарядить аккумулятор емкостью 4700 мАч всего за 10 минут. Недавно я тестировал realme GT Neo 3 с зарядкой аккумулятора 150 Вт. Поверьте, действительно впечатляет, когда твой смартфон уже за 15 минут полностью зарядился. Другие производители тоже не отстают.

USB Type-C vs USB Type-A: в чем разница?

Это два самых распространенных типа разъемов, которые вы найдете на современных ПК. Но что объединяет и отличает USB Type-C и USB Type-A? Какие из них важнее и лучше? Именно эти вопросы возникают, когда наступает время покупать лучший ноутбук или лучший компьютер для ваших нужд.

Внешне USB Type-A и USB Type-C имеют разные типы разъемов. Первый имеет плоский прямоугольный горизонтальный разъем, а второй имеет меньший прямоугольный разъем с закругленными краями.

Эти различия означают, что каждый тип USB-кабеля имеет существенно отличающиеся возможности. Поэтому вот почему важно понимать эти различия. Таким образом, вы узнаете, совместимо ли ваше USB-устройство с портом, к которому вы хотите его подключить, и чего вы можете с ним достичь.

Предлагаю без лишних слов перейти к поэтапному анализу больших различий между USB Type-C и USB Type-A.

Что такое USB-A?

Следует заметить, что порты и кабели USB type-A существуют уже достаточно давно, поэтому большинство людей знакомы с ними. Разъемы USB Type-A имеют прямоугольный горизонтальный порт с контактными разъемами на нижней стороне. Такая конструкция означает, что соединение работает, только если кабель вставлен правильно. Если вы попытаетесь вставить кабель неправильно, вы столкнетесь с сопротивлением. Будьте внимательны и не пытайтесь силой вставить кабель в разъем.

USB Type-A начал терять относительную актуальность после появления USB Type-C в 2014 году, но многие современные устройства все еще имеют по крайней мере хотя бы один порт USB Type-A. Дело в том, что до сих пор существуют миллионы периферийных устройств и приборов, которые нуждаются именно в соединении USB Type-A. Это главная причина, почему USB type-A не скоро полностью исчезнет, несмотря на то, что это более старый тип подключения.

Что такое USB Type-C?

USB-C (или USB Type-C) постепенно становится стандартным портом для потребительских устройств. Почти каждый новый современный ноутбук, планшет или смартфон имеет подключение USB Type-C. Это потому, что этот тип подключения решает многие проблемы, связанные с USB Type-A. К тому же он также имеет много функций, которые даже превосходят своего предшественника.

Начнем с того, что порты USB Type-C меньше и тоньше USB Type-A. Благодаря симметричному дизайну разъема, вам не нужно беспокоиться о том, какой стороной вы вставите кабель в порт. Это очень практично и удобно! С адаптером USB Type-C обратно совместим с USB Type-A и различными типами подключения, включая HDMI.

Поддержка стандарта Power Delivery позволяет заряжать крупную электронику, например ноутбуки, через Type-C. Поддержка технологий SuperSpeed и SuperSpeed+ (через USB 3.0 и выше) обеспечивает более высокую скорость передачи данных. USB Type-C также совместим с Thunderbolt 3 и Thunderbolt 4, поэтому вы часто видите ноутбуки и настольные компьютеры с комбинированными портами USB-C/Thunderbolt 4 – порт поддерживает любой кабель.

Что такое USB 3.0 и выше?

USB 3.0 (он же USB 3.1), 3.2 и 4.0 – это протоколы данных для USB-соединений и касаются форматов данных, которые может обрабатывать порт. В целом, чем выше число, тем лучше, и вы сможете определить, какие версии поддерживает ваше USB-устройство, просмотрев упаковку и/или руководство.

Проще говоря, усовершенствованные версии протокола USB обеспечивают более быструю передачу данных и питание. Большинству из нас никогда не хватит внимательности, чтобы отличить USB 3.0 от USB 3.2, но приятно знать, как это все работает.

USB 3.0 может достигать скорости передачи до 5 Гбит/с, тогда как USB 3.1 уже может достигать скорости до 10 Гбит/с. Однако следующий USB 3.2 имеет две полосы 10 Гбит/с и, следовательно, способен достигать скорости передачи данных до 20 Гбит/с.

Оба порта USB-A и USB-C могут поддерживать USB 2.0 до 3.2, что делает все это несколько запутанным, поскольку USB-порт имеет как тип разъема (USB-C против USB-A, или округленный против прямоугольного), так и спецификацию USB, которая показывает, насколько это возможно.

Однако новейшая спецификация USB 4.0 может достигать 40 Гбит/с и доступна только в форме USB Type-C.

USB-A против USB-C: так что же лучше?

Этот вопрос постоянно всплывает, когда возникает вопрос об этих двух разных типах USB-соединений. Ответ на поверхности.

USB Type-C, несомненно, является лучшим типом подключения благодаря более высокой скорости передачи данных, возможности заряжать большую электронику и симметричному порту подключения. Вот почему он становится отраслевым стандартом и станет повсеместным в ближайшем будущем. Однако же, USB type-A не совсем бесполезен. Периферийные устройства и приборы все же выпускаются с ним. От этого никуда не деться. Не все производители готовы к полному переходу. Хотя в некоторых случаях вам может понадобиться только USB Type-C.

Существуют миллионы устройств, которые все еще используют порты USB-A. Машины без портов USB-A, такие как новый 14-дюймовый MacBook Pro и Dell XPS 13 Plus, могут поставить вас в невыгодное положение, если у вас нет адаптера. В конце концов, внешний жесткий диск или SSD с подключением USB Type-A не принесет вам никакой пользы, если вы не можете подключить его через USB Type-C. Кроме того, USB Type-A, предназначенного для USB 3.0, вполне достаточно для повседневной работы и даже для передачи больших фотографий или видео, если вы не против потратить время. Особенно если вы любите пользоваться USB-флешками.

Как насчет новой технологии, которая появляется на горизонте стандарта USB? USB 4 – это одна из последних разработок в технологии USB Type-C с большим потенциалом для инноваций. Это определенно самый быстрый стандарт USB с возможной скоростью передачи данных до 40 Гбит/с, хотя конкурирующий стандарт Thunderbolt 3 также такой же быстрый. Тем, кто ищет самую быструю производительность USB, стоит обратить внимание на USB4 и Thunderbolt 3 или 4 , которые вскоре, вероятно, станут более доступными.

Итак, хотя USB Type-C объективно лучше USB Type-A, последний все еще занимает свое место в мире компьютеров и может продержаться еще несколько лет. Но переход на USB Type-C неизбежен. Даже новые iPhone 15 в этом году полностью перейдут на этот новый тип USB-соединения. Потому что прогресс не остановить!

Итоги

Большинство из нас сегодня не могут представить жизнь без портов USB. Они используются для зарядки устройств и передачи данных между ними. Самыми главными преимуществами USB являются компактный размер (особенно в случае USB Type C), эффективная передача данных и возможность быстро заряжать другие устройства.

Каждое следующее поколение USB имеет все лучшие параметры, это стоит учитывать при выборе нового оборудования. К тому же USB Type C вскоре станет обязательным для многих новых электронных устройств, которые продаются в Европейском Союзе. Поэтому, покупая новый смартфон или ноутбук, следует выбирать устройства с новым поколением USB.