Новый стандарт со скоростью 20 ГБ/с называется USB 3.2 Gen 2×2 и нарушает предсказуемую последовательность. Конечно, это 2 x 2, поскольку имеется два канала 10 Гбит/с. В названии есть логика, но оно запутанное, и вам нужно понять материал, чтобы разобраться в нем.
Гид по usb разъемам и usb кабелям
USB (Universal Serial Bus) — разработана в 1990 году для облегчения подключения периферийных устройств к компьютерам. Он был популярен благодаря совместимости со многими платформами и операционными системами, а также низкой стоимости и простоте использования. Большинство современных компьютеров имеют несколько портов USB, а также большинство бытовых и офисных устройств, таких как принтеры, камеры, модемы и портативные накопители.
Стандарт USB разрабатывается и поддерживается отраслевой организацией USB Implementation Forum. Первоначальные спецификации разделяли USB только на два типа креплений — A и B. Изменения в спецификациях и требованиях производителей расширили диапазон связей, используемых для USB-устройств, хотя в большинстве USB-продуктов по-прежнему используются связи A и B. .
Выберите разъем USB, о котором хотели бы узнать больше:
USB тип A
Звено типа А, установленное в центральных аудиторах и компьютерных дистрибьюторах, представляет собой плоский, прямоугольный интерфейс. Это соединение удерживается на месте за счет трения, что позволяет легко устанавливать и разъединять его. Вместо круглых клемм в соединении используются плоские клеммы, которые хорошо выдерживают постоянное подключение и отключение. Связи типа А обеспечивают нисходящее соединение, предназначенное для использования только с центральными ревизорами и узлами. Он не предназначен для передачи информации с устройства на компьютер. Это важно, поскольку хост-контроллер или дистрибьютор рассчитан на подачу постоянного тока 5 В на одну из клемм USB. Кабель A-alpha может использоваться для подключения USB-устройства к разъему на компьютере или другому USB-устройству или для передачи данных между двумя компьютерами.
ПРИМЕЧАНИЯ. Кабели A-A обычно не используются для соединения двух компьютеров или для подключения USB-распределителей между двумя компьютерами. Это может привести к непоправимому повреждению компьютера или возгоранию. Перед использованием кабеля A-A для передачи данных проконсультируйтесь с производителем.
Штекеры Micro-USB специально разработаны для современных портативных устройств, таких как смартфоны и камеры, которые намного тоньше старых устройств. Ссылка Micro-USB почти в два раза толще ссылки Mini-USB.
Что такое USB?
Когда в конце 1990-х годов была представлена универсальная последовательная шина (USB), стало проще подключаться к компьютерам с помощью небольшого и недорогого интерфейса — порта/разъема USB A (USB-A). Сегодня используются миллиарды USB-устройств, и USB является доминирующим проводным интерфейсом для ноутбуков, планшетов и мобильных телефонов.
USB развивался через серию стандартов (см. таблицу), которые определяют тип проводки, обмен данными и питание для компьютеров, мобильных устройств и периферийных устройств. Последний стандарт, USB4, и предыдущие версии представляют собой еще один шаг в направлении скорости передачи данных, видеоанализа и мощности.
Типы USB-портов и разъемов
Как правило, каждый компьютер, планшет или периферийное устройство имеет один из этих трех различных типов USB-портов. Новые устройства, благодаря своим меньшим размерам и более высокой скорости передачи данных, чаще сталкиваются с Type USB C из-за его способности управлять мощностью до 100 Вт. Кабели USB Type C также могут передавать видео высокого разрешения 4K и 8K. Разъем Lightning работает аналогично разъему типа C, но использует другой штекер.
Чтобы понять скорость передачи данных по USB, необходимо ознакомиться с конструкцией соединений USB-C. USB-канал Type C имеет четыре набора клемм, известных как «корневые» клеммы передачи (TX) и приема (RX) данных (см. клеммы, обозначенные на рисунке 1 ниже). USB 3.0 (5 Гбит/с) и USB 3.1 (10 Гбит/с) используют широковещательные полосы и полосы съемки, в зависимости от ориентации разъема. USB 3.2 использует все четыре полосы для достижения скорости передачи данных 20 ГБ/с.
 |
| Рисунок 1: Распиновка разъема USB-C |
Договорные соглашения, принятые для USB 3.2, включают зоны ритма. Например, USB 3.2 Gen 1×2 означает 5 ГБ/с x 2 полосы со скоростью соединения 10 ГБ/с.
Критерии.
Скорость передачи данных / лента
Общая пропускная способность
Спецификации USB4 Gen 2×2 (под торговым названием USB4 20GBPS) и USB 3.2 Gen 2×2 обеспечивают скорость соединения 20 Гбит/с. Скорость USB4 Gen 3×2 (USB4 40GB/s) достигает 20GB/s и 40GB/s на полосу в двухзонном режиме с использованием различных схем кодирования данных.
Критерии.
Скорость передачи данных / лента
Общая пропускная способность
Что нового в USB4?
USB 4 (официально «USB4» без пробелов) — это важное обновление не только из-за новых функций, но и потому, что оно устраняет путаницу, связанную с названием USB 3.x, и предоставляет пользователям предсказуемое и понятное название. Для протокола USB4 требуется кабель USB-C USB-C.
Скорость передачи данных до 40 Гбит/с: устройства USB4 должны поддерживать скорость 20 Гбит/с (2,4 Гбит/с). Дополнительная поддержка 40 Гбит/с (4,8 Гбит/с) возможна, если устройство использует меньший 3-метровый кабель Gen.
Несколько протоколов передачи данных и изображений: USB4 поддерживает USB 3.2, PCIE и DisplayPort 1.4A, используя метод, называемый протоколом. DisplayPort 3 и Thunderbolt 3 также поддерживаются в альтернативных режимах.
Обратная совместимость с USB 3.2, USB 2.0 и Thunderbolt 3 сохраняет совместимость с предыдущими версиями спецификации USB и, благодаря базе Thunderbolt 3, также поддерживает альтернативный TB3.
Оптимизированные ленты для видео и данных: USB 3.2 обеспечивает фиксированную пропускную способность для данных или видео, в то время как альтернатива DP обеспечивает 100% пропускную способность для видео. USB4 динамически распределяет пропускную способность видео и данных в соответствии с реальными потребностями.
Зарядка 100 Вт: все устройства USB4 поддерживают питание от USB. Когда устройство подключено к порту USB4, USB PD расторгает «контракт» на питание и безопасно обеспечивает до 100 Вт (5a / 20V).
Что такое туннелирование протоколов? Когда устройства общаются друг с другом, они используют определенный протокол. Если оба устройства обмениваются данными и понимают один и тот же протокол, создается соединение. По сути, туннели протоколов создают «канал» с протоколом, который используется для отправки данных другому протоколу. Туннель протокола USB4 создает туннель USB-C, который может передавать данные DisplayPort или PCIE. Протокол USB4 аналогичен альтернативным операциям, но не требует наличия контроллера DP или PCIE.
Что такое ткань USB4? Термин «ткань» — это специфический phor, используемый для описания сети взаимосвязанных устройств, таких как Transacle. На изображении перекрывающиеся устройства напоминают структуру ткани. Этот термин был принят Форумом разработчиков USB (USB-IF) для описания того, как туннель архитектуры USB4 динамически управляет соединениями между маршрутизаторами USB4, позволяя нескольким протоколам одновременно использовать ресурсы коммутатора.
Будет ли Apple поддерживать USB4? Высказывались опасения по поводу поддержки USB4 в новых MacBook и Mac Mini от Apple, поскольку в них впервые будут использоваться кремниевые процессоры на базе ARM. Однако Apple смогла обеспечить поддержку как USB4, так и Thunderbolt 3 до момента выпуска продуктов.
В качестве промышленного стандарта кабели USB используются для соединения настольных компьютеров или ноутбуков с внешним оборудованием, таким как клавиатуры, мыши, флеш-накопители, принтеры и устройства управления игрушками.
Питание USB разъёмов
Номинальная мощность гнезда USB и подключенного к нему устройства составляет 2,5 Вт и 4,5 Вт (для версии 3). Исходя из этого, все версии USB-разъемов требуют напряжения 5 В. Ток составляет максимум 0,5 А, для третьей версии — 0,9 А.
Современные высокоскоростные внешние диски и диски типа SSD в основном все оснащены каналами связи, которые характеризуются высокой скоростью передачи данных.
USB 3.1 Type-C
- Скорость передачи данных до 10 GBps
- Возможность запитывания от порта устройств с потребляемой мощностью вплоть до 100Вт
- Размеры коннектора сравнимые с micro-USB
- Симметричность разъёма — у него не существует верха и низа, а значит нет ключа, который часто приводит к повреждениям как самих разъёмов, так и подключаемых через них гаджетов
- С помощью данного интерфейса можно запитывать устройства с напряжением вплоть до 20 вольт
- Больше не существует разных типов коннекторов — А и В. На обоих концах кабеля стоят совершенно одинаковые разъёмы. Как данные так и питающее напряжение могут передаваться через один и тот же разъём в обоих направлениях. В зависимости от ситуации каждый разъём может выступать в роли ведущего или ведомого
- Нам обещают, что конструкция разъёма способна выдерживать до 10 000 подключений
- Возможно использование этого интерфейса для непосредственного подключения вместо некоторых других широко распространённых интерфейсов для быстрого обмена данными.
- Стандарт совместим сверху вниз как c обычным USB 3 интерфейсом, так и с его младшими братьями. Конечно не на прямую, но с помощью переходника через него возможно подключение скажем USB 2.0 диска
Соединение USB Type-C немного больше, чем обычный USB 2.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A, который значительно меньше близнеца USB 3.0 Micro-B. Размеры Link (8,34 x 2,56 мм) делают его удобным для использования со всеми категориями устройств, включая смартфоны и планшеты.
Раньше USB было легко найти — выбирайте USB 3.0 вместо USB 2.0 и будьте готовы. Но теперь вам необходимо понять различия между USB 3.2 Gen 1, Gen 2 и Gen 2 x 2, а также различные типы SuperSpeed.
USB 3.0
USB 3.0, выпущенный 12 ноября 2008 года, произвел революцию в отрасли. В нем появился гораздо более быстрый канал со скоростью до 5 Гбит/с (в дополнение к существующим транспортным скоростям) и более высокая выходная мощность (900 мА по сравнению с 500 мА в предыдущих версиях). Кроме того, теперь он совместим с USB 2.0, что обеспечивает совместимость. Эта версия USB известна как SuperSpeed.
Стандарт USB 3.0 был заменен на USB 3.1 в 2014 году; скорость передачи данных USB 3.1Gen 2 (SuperSpeed +) увеличилась до 10 Гбит/с. Одним из ключевых изменений, внесенных в USB 3.1, стала замена наиболее эффективных вариантов кодирования 128B/132B и 64B/66B (преобразование 64-битных данных в 66-битные линейные коды) предыдущей системы кодирования 8B/10B. Это значительно снижает нагрузку на кодирование и приводит к относительно высокой фактической скорости передачи данных.
Следующий стандарт USB 3.2 был выпущен в 2017 году. Как и ожидалось, он представил новый, гораздо более быстрый транспортный режим, сохранив при этом все существующие функции. Это позволило кабелям USB-C (поддерживаемым в версии 3.1) работать на удвоенной скорости (в два раза быстрее для кабелей USB-C 3.1 Gen 1 и 10 Гбит/с — 20 Гбит/с, чем для кабелей Gen 2). Подробнее о кабелях USB-C позже.
USB4 или USB 4.0
Новейшие стандарты USB и USB 4 (или USB 4) расширяют существующие функциональные возможности кабелей USB-C, обеспечивая самый высокий диапазон зон USB. Он основан на протоколе Thunderbolt и предлагает такие передовые функции, как двусторонняя передача данных (отправка и прием данных на обоих концах), передача данных по двойному протоколу и передача видео с низким разрешением по одному кабелю.
USB4 совместим с Thunderbolt 3, а задняя часть совместима со спецификациями USB 2.0 и USB 3.2. Он поддерживает максимальную скорость передачи данных 40 Гбит/с. В существующих кабелях USB-C такие скорости достигаются за счет двухполосной функции, когда две полосы кабеля передают данные одновременно.
Базовый процессор Intel 11-го поколения Tiger Lake — первый, поддерживающий USB 4 или Thunderbolt 4.
Типы USB-кабелей в зависимости от их физической структуры
Почти все электронные устройства, от смартфонов и небольших портативных устройств до компьютеров всех типов, имеют порты USB или поддержку USB. Однако физические характеристики USB-дверей и линков различаются в разных категориях продуктов.
Кабели USB можно разделить на три типа в зависимости от их физической функции или расположения (USB-A, USB-B и USB-C).
Раньше USB было легко найти — выбирайте USB 3.0 вместо USB 2.0 и будьте готовы. Но теперь вам необходимо понять различия между USB 3.2 Gen 1, Gen 2 и Gen 2 x 2, а также различные типы SuperSpeed.
Что такое USB 3.1?
USB 3.0 и USB 3.1 — это протоколы передачи данных для USB-соединений. Эти условия не упоминаются в физическом описании ссылки. Они относятся к тому, насколько быстро устройство может передавать данные.
Стандарт USB 3.0 положил начало целой цепи значительных изменений. Во-первых, дизайн Type A пришлось изменить, чтобы улучшить возможности подключения (что привело к появлению стандарта USB-C). Последующие изменения в основном касались скорости передачи данных.
USB 3.1 и USB-C разрабатывались параллельно, поэтому USB-C — это всегда USB 3.1 (хотя технически возможно использование USB 2.0; см. ниже). В настоящее время существует два поколения USB 3.1: USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2. Второй расширяет начальную функциональность USB-C, обеспечивая, например, скорость передачи данных до 10 Гбит/с.
Порты USB-A и USB-C могут поддерживать различные протоколы, от USB 2.0 до USB 3.1 Gen 2. Обычно эта информация указывается в технических характеристиках устройства. Однако, чтобы усложнить ситуацию, производители используют разные названия протоколов, что иногда приводит к путанице: USB 3.1Gen 1 ошибочно называют USB 3.0.
USB 3.1 совместим с другими USB-соединениями. Если порт вашего ноутбука поддерживает USB 3.1, вы можете подключать старые флеш-устройства с интерфейсом USB 2.0. Однако есть и оттенки серого. Для использования разъема Type C может потребоваться адаптер, а максимальная скорость передачи данных возможна только при условии поддержки USB-кабеля и подключенного устройства.
