Что такое USB Type-C: история, преимущества и недостатки. Что такое USB Type-C: история, преимущества и недостатки Какие телефоны поддерживают usb 3 1

Новый стандарт USB Type-C до сих пор недостаточно широко развит на рынке, однако производители постепенно принимают свежую технологию. В смартфоностроении USB-C уже можно назвать новым трендом, потому что это не только усовершенствованный разъем для зарядки, но и средство для отказа от традиционного 3,5-миллиметрового порта для наушников. Сегодня мы более детально поговорим о USB Type-C, и данная статья расскажет вам, что это такое.

Сегодня практически все электронные устройства оснащаются разъемом USB. От настольных компьютеров до смартфонов и разнообразных накопителей с ноутбуками. USB является повсеместным стандартом, когда дело доходит до подключения периферии или передачи данных между устройствами. Последнее крупное обновление USB вышло в 2013 году с выходом USB 3.1, сопровождающегося релизом нового разъема Type-C. Как видите, с тех пор прошло уже почти 4 года, а Type-C так и не прижился.

В настоящее время на рынке можно по пальцам пересчитать устройства, использующие технологию USB Type-C. Среди компьютеров это последние ноутбуки от Apple, от Google, линейка от Samsung и еще несколько гибридных устройств. Среди смартфонов - в основном флагманы уходящего года: , и .

Так почему USB Type-C лучше, чем предшественники? Давайте выясним.

Что такое USB Type-C

USB Type-C - это новый и в настоящее время активно развивающийся отраслевой стандарт передачи данных для компьютеров и мобильных устройств. Главным и самым значительным нововведением Type-C является измененный разъем - универсальный, симметричный, способный работать любой стороной. Разъем USB-C был придуман USB Implementers Forum - группой компаний, которая разработала и сертифицировала новый стандарт USB. В нее также входят крупнейшие технологические компании, а именно Apple, Samsung, Dell, HP, Intel и Microsoft. К слову, это важно знать, ведь поэтому USB Type-C был легко принят большинством производителей ПК.

USB-C - это новый стандарт

В первую очередь нужно знать, что USB Type-C является новым стандартом для индустрии. Точно так же, как когда-то ими были USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 или самый последний USB 3.1. Только предыдущие поколения USB больше были сосредоточены на увеличении скорости передачи данных и различных других улучшениях, тогда как Type-C с физической точки зрения меняет конструкцию разъема аналогично модификациям технологии - MicroUSB и MiniUSB. Однако, решающее различие в данном случае заключается в том, что, в отличие от MicroUSB и MiniUSB, Type-C направлен на замену абсолютно всех стандартов, причем с обеих сторон (пример USB-MicroUSB).

Основные характеристики:

• 24 сигнальных вывода
• Поддержка USB 3.1
• Альтернативный режим для реализации сторонних интерфейсов
• Скорость до 10 Гбит/с
• Передача энергии до 100 Вт
• Габариты: 8,34х2,56 мм

USB Type-C и USB 3.1

Одним из возможных вопросов незнающих о USB Type-C может быть нечто подобное: какое отношение USB 3.1 имеет к USB Type-C? Дело в том, что USB 3.1 является основным протоколом передачи данных для Type-C. Скорость версии 3.1 составляет 10 Гбит в секунду - в теории это в 2 раза быстрее, чем USB 3.0. Еще USB 3.1 может быть представлен в оригинальном формате разъема - такой порт называется USB 3.1 Type-A. Но сегодня гораздо проще встретить USB 3.1 с универсальным разъемом нового типа Type-C.

Версии USB

Чтобы лучше понять, почему Type-C станет заменой традиционным версиям USB, в первую очередь необходимо понимать разницу между ними. Существуют различные версии USB, а также даже разные коннекторы - например, Type-A и Type-B.

Версии USB относятся к общему стандарту, но их различие состоит в максимальной скорости передачи данных и мощности работы. Конечно, есть и многие другие факторы.

USB 1.1
Хотя USB 1.0 технически является первой версией USB, она не смогла полноценно выйти на рынок. Вместо нее была выпущена новая версия USB 1.1 - как раз она стала первым стандартом, к которому мы все привыкли. USB 1.1 может передавать данные на скорости 12 Мбит в секунду и максимально потребляет 100 мА тока.

USB 2.0
Вторая версия USB была представлена в апреле 2000 года. Она обеспечила стандарт значительным приростом в максимальной скорости передачи данных - до 480 Мбит в секунду. Также USB 2.0 стал мощнее, потребляя 1,8А на 2,5В.

USB 3.0
Выход USB 3.0 принес с собой не только ожидаемые улучшения в скорости передачи данных и мощности, но и новые типы разъемов. Более того, USB 3.0 даже получил свой цвет - новую версию стандарта обозначили синим, чтобы доблестно отличать его от старых поколений USB. USB 3.0 может работать со скоростью до 5 Гбит в секунду, беря для своего функционирования 5В на 1,8А. Кстати, эту версию представили в ноябре 2008 года.

USB 3.1
Новейшая и самая лучшая версия USB была выпущена в июле 2013 года, хотя до сих пор она не используется повсеместно. USB 3.1 может обеспечить пользователей пропускной способностью до 10 Гбит в секунду с максимальным потреблением энергии в 5В/1А, либо опционально 5А/12В (60 Вт) или 20В (100 Вт).

Type-A
Type-A является классическим интерфейсом USB. Короткий и прямоугольный штепсель стал оригинальным дизайном для USB и по сей день остается стандартным разъемом для использования в конце хоста USB-кабеля. Есть также некоторые вариации Type-A - Mini Type-A и Micro Type-A, но они никогда не были широко принятыми общественностью в связи со сложнохарактерным гнездом. В настоящее время обе эти вариации Type-A признаны устаревшими.

Type-B
Если Type-A стал одной стороной привычного для нас USB-кабеля, то Type-B является другой. Оригинальный Type-B - это высокий разъем со скошенными верхними углами. Обычно встречается на принтерах, хотя сам по себе является расширением стандарта USB 3.0 для введения новых возможностей соединения. Классические MiniUSB и MicroUSB тоже есть в версии Type-B, наряду с абсолютно неуклюжим MicroUSB 3.0, в котором используются дополнительные штекеры.

Type-C
Таким образом, спустя Type-A и Type-B мы подошли, очевидно, к новейшему Type-C. Версии Type-A и Type-B должны были работать совместно друг с другом посредством обратной совместимости, однако прибытие Type-C полностью разрушило эти планы, поскольку USB-C предполагает полную замену устаревших технологий USB-соединения. Также Type-C был разработан специальным образом, чтобы дополнительные варианты типа Mini или Micro не понадобилось выпускать вообще. Это, опять же, связано с намерениями заменить все нынешние разъемы на USB Type-C.

Главной особенностью стандарта Type-C является универсальность или симметричность разъема. USB-C можно использовать обеими сторонами подобно технологии Apple Lightning - больше никаких специальных сторон для соединения, которые к тому же еще и в темноте сложно найти. Также версия Type-C основана на USB 3.1, что означает поддержку всех преимуществ последней версии, включая высочайшую скорость.

USB-C по-прежнему является обратно совместимым с существующими вариантами USB, но для такого сценария использования, конечно, понадобятся адаптеры.

Недостатки USB Type-C

Проблемы у нового стандарта USB Type-C, естественно, тоже имеются. Одним из главных и самых серьезных опасений последней версии технологии называют физическую конструкцию разъема - она очень хрупкая ввиду симметричного дизайна. Apple, несмотря на такую же универсальность своего Lightning, использует прочный металлический штекер, который является гораздо более устойчивым к внешним воздействиям.

Еще более актуальной и вызывающей значительное беспокойство проблемой USB Type-C является нерегулируемая работа коннектора, что привело к ряду опасных поступающих в продажу аксессуаров. Некоторые из таких аксессуаров за счет использования неподдерживаемых уровней напряжения способны «поджарить» подключенное устройство. Например, так было с великолепным на старте флагманом , который впоследствии начал сперва воспламеняться, а потом и вовсе взрываться в руках, брюках, машинах и квартирах своих владельцев.

Данная проблема привела к очевидному и единственному решению - массовому запрету на производство и продажу неоригинальных аксессуаров с поддержкой USB Type-C. Так, если аксессуар не будет соответствовать стандартным спецификациям USB Implementers Forum Inc., то продукт не будет допущен к продаже. Также для проверки рабочего состояния и подлинности различных сторонних аксессуаров компания USB-IF представила защищенное 128-битным шифрованием ПО, которое позволит устройствам с данным разъемом осуществлять автоматическую проверку подключенного устройства или аксессуара с USB-C.

Минусы:

• Конструкция. Дизайн USB Type-C хорош, но пострадала конструкция - она довольно хрупкая. Apple в своем Lightning использует цельнометаллический штекер, когда в Type-C используется овальная форма с размещением сигнальных выводов в центральной части.
• Работа коннектора. Если позволить USB Type-C работать с неподдерживаемыми уровнями напряжения, то, вероятнее всего, кабель и/или устройство подвергнется возгоранию.
• Совместимость. USB Type-C - это инновации в мире USB, но новейшее поколение оставляет в прошлом старые устройства, поскольку не поддерживает работу с ними.
• Переходники. Для полноценной работы с USB Type-C на старых устройствах придется докупать переходники. Это дополнительная трата денег.

Преимущества USB Type-C

Несмотря на все вышенаписанное, USB Type-C можно уверенно назвать шагом вперед для индустрии. Установка данного разъема позволит производителям делать более тонкие компьютеры и мобильные устройства с меньшим количеством портов, высочайшей скоростью передачи данных и в наушники. В будущем, если USB Type-C выбьется в массы, разъему удастся заменить не только порт 3,5 мм для наушников, но и HDMI - интерфейс, используемый для передачи видео. Так USB Type-C заменит привычные сегодня разъемы и станет универсальным стандартом в любой ситуации.

Плюсы:

• Симметричность. USB Type-C позволяет забыть о ситуациях, когда приходится вспоминать, с какой стороны вставлять кабель в разъем. Также отныне можно не бояться не найти нужную сторону USB в темноте.
• Компактность. Габариты USB Type-C составляют 8,4х2,6 мм - это позволяет производителям делать компьютеры и мобильные устройства значительно тоньше.
• Универсальность. Благодаря интеграции единого разъема станет возможной зарядка одним кабелем как ноутбука, так и планшета или смартфона.

Что такое USB 3.1 Gen 1 (USB 3.0)?

USB 3.0, третья полноценная версия стандарта Universal Serial Bus (USB), которая была переименована в USB 3.1 Gen 1 организацией USB Implementers Forum (USB-IF). При этом технические характеристики не изменились. USB 3.1 Gen 1 (USB 3.0) обеспечивает простоту использования и подключения без необходимости дополнительной настройки конфигурации, как и предыдущие поколения технологии USB, и при этом отличается в десять раз более высокой скоростью работы и оптимизированным управлением электропитанием. Для пользователей USB 3.1 (SuperSpeed USB) функции подключения устройств к ПК или ноутбукам не отличаются от функций USB 2.0 (Hi-Speed USB).

Какую скорость обеспечивает USB 3.1 Gen 1 (USB 3.0)?

Технология USB 3.1 Gen 1 значительно повышает скорость работы и позволяет осуществлять многопотоковую передачу данных; пиковая пропускная способность достигает 5Гбит/с по сравнению с 480Мбит/с для USB 2.0. Несмотря на то, что в технических характеристиках указана скорость 5Гбит/с, скорость передачи зависит от контроллера и конфигурации флеш-памяти NAND.

В настоящее время в накопителях USB 3.1 Gen 1 используются различные варианты архитектуры и каналов. Чем больше количество каналов, тем выше скорость передачи данных.

Сравнение USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2

Организация USB-IF предложила новую спецификацию SuperSpeed USB 10 Gbps под названием USB 3.1 Gen 2. Эта спецификация повышает скорость передачи данных до теоретически доступной скорости 10Гбит/с (или 1,2ГБ/с).

Зачем нужна такая большая скорость?

Накопители USB 3.1 экономят время, передавая файлы быстрее, чем накопители USB 2.0. Разница во времени зависит от количества каналов, скорости передачи и типа передаваемых файлов.

Рис. 1: Сравнение передачи данных при использовании хост-устройства USB 3.1 Gen 1 (USB 3.0) относительно USB 2.0

Зачем мне нужен накопитель USB 3.1, если я использую только разъемы USB 2.0?

Из-за широкой распространенности на рынке устройств USB 2.0 устройства USB 3.1 должны иметь обратную совместимость. При использовании накопителей USB 3.1 с хост-устройствами USB 2.0 все равно будет наблюдаться повышение производительности.

Рис. 2: Сравнение HyperX Savage USB с DTSE9 (USB 2.0)

Накопители USB 3.1 Gen 2 имеют обратную совместимость с портами и разъемами USB 3.0/3.1 Gen 1 и USB 2.0. Даже при использовании накопителей USB 3.1 с хост-устройствами USB 2.0 вы все равно экономите время.

ОГОВОРКИ ОБ ОТКАЗЕ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
*Информация может быть изменена без предварительного уведомления. На основании внутреннего тестирования. Скорости могут отличаться. Накопители отформатированы под NTFS.

БВ чем разница между USB 3.1 и Type-C?

Разница в том, что один является стандартом (USB 3.1), а второй - типом разъема (Type-C). Сейчас постоянно используется несколько стандартных USB-разъемов: Type-A, Mini-B и Micro-B. Такие разъемы есть везде: от ПК и смартфонов до камер GoPro®. Используемый ими стандарт (USB 2.0, USB 3.1 и т.д.) показывает, насколько быстро эти устройства могут передавать файлы.

Вам приходилось встречать человека, который с восторгом говорил: «В моем смартфоне есть Type-C»?

Дебаты о современности и пользе нового интерфейса ведутся достаточно долго. Одни считают его будущим, другие - утопией. Вся беда в том, что обе стороны имеют весомые доказательства своей правоты. Чтобы разобраться в ситуации, необходимо всесторонне изучить вопрос.

Развитие

Не все помнят первый разъем USB Type-A, который по сей день используется в новейших компьютерах, ноутбуках и планшетах. В далеких 90-х годах он имел такую же физическую форму, но другой стандарт - USB 1.1. Если говорить более подробно, были ограничения по скорости передачи данных.

В 2001 году был разработан стандарт 2.0, который является самым распространенным на сегодняшний день. Он обеспечил скорость передачи данных до 480 Мбит/с. В этот момент началась эпоха создания универсального и скоростного разъема для подключения.

Первым общепринятым разъемом, получившим большую популярность и распространение, стал Type-B Mini. Он успешно применяется в телефонах, фотоаппаратах, видеокамерах и позволяет подключить устройства к компьютеру. Однако не стоит считать это большим прорывом, так изменилась только форма, стандарт остался прежним - USB 2.0. Другими словами, скорость передачи не увеличилась.

Стремление минимизировать габариты гаджетов привело к созданию нового Type-B Micro. Он продолжает оставаться главным героем подавляющего количества современной техники, но не может предложить пользователям больших преимуществ.

Настоящим прорывом стала спецификация USB 3.0, которая кардинально поменяла взгляд на многие вещи. Новый интерфейс позволил увеличить скорость передачи данных до 5 Гбит/с. Изменения коснулись и внутреннего строения. В новом 3.0 представлена 9-контактная группа (в 2.0 было всего 4 контакта).

Последним шагом на пути к появлению Type-C стало принятие стандарта 3.1, который остается самым быстрым и эффективным в наши дни. Пользователи получили возможность передавать данные со скоростью до 10 Гбит/с. Новый стандарт также позволяет передавать заряд мощностью в 100 Вт.

Стандарт состоит из 24 пинов: два ряда по 12 штук. 8 пинов интерфейса USB 3.1 применяются для обмена данными с высокой скоростью. Пины B8 и A8 (SUB1 и 2) используются для передачи аналоговых сигналов в наушники (правый и левый), A5 и B5 (СС1 и 2) необходимы для выбора режима питания. Также есть выводы земли (GND) и питания (V+).

Преимущества Type-C

Он не так уж и необходим, а просто является очередной физической модификацией, получившей поддержку USB 3.1. Но не стоит спешить с выводами, так как есть целый ряд преимуществ, которые предлагает новый разъем:

• Безопасность . Разъем является двусторонним, т.е. можно подключать кабель в любом положении. Это обеспечивает полную безопасность и сохранность гаджета от поломок, которые сопровождаются загнутыми или сломанными контактами.
• Универсальность . Обеспечена полная совместимость со всеми стандартами старого поколения, начиная с USB 1.1.
• Независимость . Type-C, поддерживающий USB 3.1, может обеспечивать подключаемые устройства питанием до 100 Вт. Проще говоря, при подключении идет не просто полноценное энергоснабжение, но и подзарядка аккумуляторов других гаджетов, как от « ».
• Компактность . Разъем имеет очень маленькие габариты, поэтому активно используется в производстве современных и планшетов.

Недостатки

С технической точки зрения USB Type-C практически совершенен. Так почему он до сих пор не стал самым популярным? Почему производители не спешат оснастить им свою технику? Для технического оснащения нет никаких препятствий, однако есть весомые причины, которые тормозят этот процесс.

В первую очередь, он имеет уникальную физическую структуру, поэтому для подключения большинства гаджетов необходимы кабели-переходники, всевозможные разветвители и адаптеры. Если подключаемое устройство не поддерживает USB 3.1, такое подключение просто теряет смысл, так как не будет обеспечена максимальная скорость передачи данных и поддержка питания.

Большинство выпущенной компьютерной, мобильной, аудио- и видеотехники оснащено Type-A, Type-B Mini/Micro, которые не имеют поддержки USB 3.1 или даже 3.0. Массовый переход на USB Type-C снизит спрос на существующие товары, у которых он отсутствует. Независимо от желаний и надежд пользователей, производители осознанно отодвигают эффективную технологию и тормозят ее распространение.

Во-вторых, даже при наличии в двух подключаемых устройствах Type-C получение всех преимуществ может быть недоступно. Это связанно с несовершенной технологией обработки и передачи информации определенных категорий устройств. Например, можно синхронизировать смартфон и персональный компьютер/ноутбук через Type-C. Однако передача данных в обоих направлениях будет ограничена, так как максимальную скорость не сможет обеспечить винчестер.

Да, новая технология доступна, она используется, но до полного перехода пока далеко. Нужно понимать, что в случае полного перехода на USB Type-C придется отправить на утилизацию всю устаревшую технику.

Ежедневно прогресс в сфере информационных технологий только ускоряет свой темп. Растут объемы и скоростные показатели передаваемых данных. Однако, для обеспечения потребностей современного программного обеспечения не стоит забывать о совершенствовании и развитии аппаратной составляющей.

Для передачи данных между устройствами широкое распространение получил разъем USB , появившийся в 1996 году. Однако не все имеют представление, что на сегодняшний день многие современные устройства оснащены уже третьим поколением этого разъема – USB 3.0. В этой статье мы постараемся разобраться какие изменения и усовершенствования «вложили» разработчики в поколение 3.0 и в чем проявляются различия между USB 2.0 и USB 3.0.

Обратная совместимость

В теории устройства, оснащенные портами 3.0, обратно совместимы с тем устройствами, которые имеют разъемы USB предыдущего поколения. Единственным ограничением будет является показатель скорости . В то время как 2.0 будет работать на пределе своих скоростных возможностей, его «старший брат» не будет использовать и половину своих ресурсов.

Увеличение быстродействия

В устаревшем ныне, но все еще широко используемом стандарте USB 2.0 показатель скорости передачи данных был в пределах 460-490 Мбит/с . У нового стандарта 3.0 этот показатель может достигать в 8 раз большего значения – до 5 Гбайт в секунду . Что эти цифры означают для рядового пользователя? А вот что: теперь для передачи больших файлов, таки как фильмы, архивы и прочее, нужно будет затратить в 10 раз меньше времени. Однако, не все так просто. Эти показатели характеризуют только стандарт разъема 3.0, и чтобы передавать, например, файлы на флэш память на высоких скоростях необходима их поддержка так же и микросхемой-контроллером, самой «флешки».

Технические особенности

Как было написано выше, разъемы 2.0 и 3.0 совместимы друг с другом. Но все же существует ряд различий как в конструктивных особенностях, так и в технических характеристиках. Оба разъема, как и прежде имеют четыре контакта в целях взаимной обратной совместимости, однако шнур, используемый совместно с 3 поколение разъема, имеет два дополнительных контакта для организации работы на высоких скоростях, увеличения силы тока, используемую для питания различных устройств, а также для реализации других преимуществ. В результате этого шнур стал немного толще, а его рекомендуемая длина сократилась с пяти до трех метров. Кроме того, шнур стал немного жестче в следствие внедрения в кабель специального экранирующего покрытия для защиты от наводимых в нем электромагнитных полей.

Стоит так же отметить то, что теперь сила тока, присутствующая в разъеме, увеличилась до 950 мА, в то время как в разъеме 2.0 этот показатель составлял 500 мА. В результате чего для зарядки смартфонов и прочих устройств появилась возможность использовать больший ток заряда, что значительно сокращает время необходимое для полного заряда данного класса устройств. Кроме того, количество устройств, одновременно получающих заряд от одного разъема теперь может быть увеличено.

Внешние различия

На первый взгляд различить разъемы USB 2.0 и 3.0 на самом деле очень легко. Все дело в цвете пластмассовой вставки на которой закреплены четыре контакта разъема. В стандарте 3.0 эта пластмассовая вставка имеет синий цвет, иногда даже красный, в то время как в 2.0 – черный или серый. Других внешних различий эти два стандарта не имеют.

Стоимость

Средняя стоимость для флэш памяти, оснащенной USB разъемом стандарта 2.0, примерно составляет около 10$ за объем 8 Гбайт , и 5$ за 4 Гбайт . Эта цена является в принципе не очень дорогой и устраивает большую часть покупателей. Однако за увеличение скорости стоит заплатить и причем не очень-то и мало.

Цена на флэш накопитель с разъемом 3.0 на порядок дороже чем на 2.0. Средняя стоимость составляет 40$ и более . Вот тут-то и должен возникнуть вопрос, а готовы ли вы «выложить» из своего кармана такую сумму за прирост скорости. Если целью покупки является дешевый инструмент для передачи небольших по объему файлов, то выбор стоит все-таки сделать в пользу 2.0, но если скорость является основополагающим фактором использования «флешки» то тут уж не обойтись без возможностей 3.0

Как правильно выбрать

Конечно характеристики разъема 3.0 позволяют получить значительное увеличение скорости , но перед тем как выбрать его для приобретения, необходимо внимательно прочитать прилагаемое к устройству техническое описание. В некоторых случаях бывает так, что устройство оснащено разъемом 3.0, однако центральный процессор (микросхема-контроллер) совсем не рассчитана на работу с такими большими скоростями. Вот и получается вроде бы и разъем синего цвета, но значительного прироста скорости не наблюдается.

Кроме того, наибольшую скорость передачи данных разъем 3.0 может достигать при использовании такого же поколения USB разъема на другом конце провода. Если же с одной стороны работает устройство с разъемом 3.0, а с другой 2.0 то скорость будет ограничена возможностями разъема второго поколения.

Если вы планируете подключать к разъему 3.0, например, такие устройства как компьютерная клавиатура или «мышь», то никаких различий с 2.0 вы так и не почувствуете.

Вывод

Новое третье поколение предлагает массу новых технических возможностей, однако на сегодняшний день за них необходимо платить и платить не так уж и мало. Конечно с течением времени и по мере распространения стоимость на новое поколение разъемов будет снижаться и все устройства будут оснащаться только таким типом разъемов.

Прежде чем приобретать устройства, оснащенные разъемами 3.0, необходимо взвесить все «за» и «против». Нужно ли вам увеличение скорости или достаточно будет тех возможностей, которые предоставляет разъем USB 2.0.

Прошло определённое время, прежде чем версия USB 2.0, относящаяся ко второму поколению шины Universal Serial Bus, приобрела нынешнюю популярность. Intel объявила шину USB ещё в 1996 году в качестве альтернативы последовательному порту RS-232 и параллельному 25-контактному порту. Конечно, преимущества USB прекрасно говорят сами за себя, но потребовалась широкая поддержка на уровне платформы, чтобы шину стали считать успешной.

Хотя Intel реализовала поддержку USB в своём чипсете 440FX для Pentium Pro и Pentium II, шина не получила широкого признания из-за отсутствующей поддержки в операционных системах Microsoft Windows 95 и Windows NT 4.0. Кроме того, в те времена на рынке было очень мало USB-устройств, что ещё сильнее затрудняло продвижение нового интерфейса. USB 1.0 со скоростью передачи 12 Мбит/с стартовал как нишевой интерфейс.

Многие пользователи стали по-новому смотреть на Universal Serial Bus когда Intel обновила спецификации в 1998 году. В версии 1.1 появились передачи по прерыванию, которые довольно важны для устройств ввода, таких как мыши и клавиатуры. Однако стандарт USB 1.1 так и не дал более высокой скорости передачи, то есть пропускная способность осталась на уровне 1,5 Мбит/с в низкоскоростном режиме и 12 Мбит/с на полной скорости.

Через два года в 2000 году стандарт USB получил ещё одно обновление. На сей раз им стала версия USB 2.0, которая увеличила пропускную способность в 40 раз - до 480 Мбит/с в высокоскоростном режиме. К счастью, шина USB 2.0 была по-прежнему совместима с USB 1.1, что было довольно важно для поддержки USB-брелоков первого поколения, которые изначально строились на стандарте USB 1.1 с пропускной способностью 12 Мбит/с.

"Родные" устройства USB 2.0 вышли на массовый рынок в 2002 года, когда новый интерфейс, наконец, смог утвердиться. Пропускная способность 480 Мбит/с была не только достаточно быстрой для флэш-брелоков, но её хватало и для внешних накопителей, MP3-плееров, смартфонов и цифровых камер, которым требовалась передавать большое количество данных.

После своего широкого внедрения USB 2.0 удалось полностью заменить последовательный и параллельный интерфейсы - этот факт наиболее заметен, если посмотреть на последние материнские платы. Только немногие продукты по-прежнему содержат параллельный и последовательный порты, поскольку они уже не требуются для потребительской периферии. Устаревшие интерфейсы нужны, разве что, для серверных окружений или промышленных компьютеров.

Но история успеха USB на этом не заканчивается, поскольку скоро на массовый рынок выходит USB 3.0.

SuperSpeed быстрее High-Speed

USB Implementers Forum финализировал спецификации стандарта USB 3.0 в конце 2008 года. Как и можно было ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0. В любом случае, 10-кратное повышение пропускной способности можно приветствовать. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).

Каждый энтузиаст подтвердит, что интерфейс USB 2.0 является основным "узким местом" современных компьютеров и ноутбуков, поскольку его пиковая "чистая" пропускная способность составляет от 30 до 35 Мбайт/с. Но у современных 3,5" жёстких дисков для настольных ПК скорость передачи уже превысила 100 Мбайт/с (появляются и 2,5" модели для ноутбуков, приближающиеся к данному уровню). Скоростные твёрдотельные накопители успешно превзошли порог 200 Мбайт/с. А 5 Гбит/с (или 5120 Мбит/с) соответствует 640 Мбайт/с.

Мы не думаем, что в обозримом будущем жёсткие диски приблизятся к уровню 600 Мбайт/, но следующие поколения твёрдотельных накопителей могут превысить это число уже через несколько лет. Увеличение пропускной способности становится всё более важным, поскольку количество информации увеличивается, соответственно, растёт и время её резервирования. Чем быстрее работает хранилище, тем меньше будет время резервирования, тем проще будет сделать "окна" в расписании резервирования.

Цифровые видеокамеры сегодня могут записывать и хранить гигабайты видеоданных. Доля HD-видеокамер увеличивается, а им требуются более ёмкие и быстрые хранилища для записи большого количества данных. Если использовать USB 2.0, то на передачу нескольких десятков гигабайт видеоданных на компьютер для монтажа потребуется значительное время. USB Implementers Forum считает, что пропускная способность останется принципиально важной, и USB 3.0 будет достаточно для всех потребительских устройств на протяжении ближайших пяти лет.

Кодирование 8/10 бит

Чтобы гарантировать надёжную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит, знакомое нам, например, по Serial ATA. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надёжность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

* - кодирование 8/10 бит.

Режимы энергосбережения

Конечно, основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности, однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия. Напротив, у USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон".

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 идёт ещё на шаг дальше, отключая внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, как предполагается, даст ощутимые преимущества по энергопотреблению, если сравнивать с USB 2.0.

Больший ток

Кроме разных состояний энергопотребления стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 и более высоким поддерживаемым током. Если USB 2.0 предусматривал порог тока 500 мА, то в случае нового стандарта ограничение было сдвинуто до планки 900 мА. Ток при инициации соединения был увеличен с уровня 100 мА у USB 2.0 до 150 мА у USB 3.0. Оба параметра весьма важны для портативных жёстких дисков, которые обычно требуют чуть большие токи. Раньше проблему удавалось решить с помощью дополнительной вилки USB, получая питание от двух портов, но используя только один для передачи данных, пусть даже это нарушало спецификации USB 2.0.

Новые кабели

Перейдём к кабелям. USB 3.0 не использует волоконную оптику, поскольку она слишком дорога для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять, а не четыре провода. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP--Shielded Differential Pair). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая - за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод - "земля".

Цветовое кодирование

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов. Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3.0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0. USB Implementers Forum рекомендует производителям использовать цветовое кодирование Pantone 300C на внутренней части разъёма.

Ситуация получилась схожей и для USB-вилки типа B, хотя различия визуально более заметны. Вилку USB 3.0 можно определить по пяти дополнительным контактам.

Разъёмы мобильных устройств

У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны. Старый разъём Micro-B USB 2.0 имел ширину 6,86 мм, однако теперь ширина разъёма USB 3.0 Micro-B для мобильных телефонов, плееров и смартфонов увеличилась до 12,25 мм. Опять же, разъёмы были сделаны таким образом, чтобы обеспечить совместимость c USB 2.0.

Длина кабеля тоже изменилась. Стандарт USB 2.0 позволял использовать кабели с длиной до пяти метров, однако USB 3.0 поддерживает максимальную длину только три метра.

Концентраторы USB 3.0

Конечно, USB 3.0 потребует новых USB-концентраторов (хабов), позволяющих подключать несколько устройств через одно физическое соединение. Концентраторы USB 3.0 будут сложнее, чем устройства класса USB 2.0, поскольку им придётся включать в себя два концентратора: первый SuperSpeed для работы USB 3.0, второй - для поддержки USB 2.0. Пользователю всё будет прозрачно, поскольку все порты будут соединяться к обоим концентраторам. Впрочем, такой подход всё же не повышает максимальное количество устройств на порт USB, которое осталось 127.

Реализация двух таких концентраторов в одном устройстве наверняка негативно скажется на цене первого поколения хабов USB 3.0, но, как нам кажется, будущие поколения начнут использовать один унифицированный чип, который будет поддерживать стандарты обоих типов. Кроме того, нам следует отметить возможные проблемы совместимости со стандартом USB 1.1, поскольку устройства USB 3.0 не гарантируют совместимость со старым стандартом на 12 Мбит/с. Поэтому концентраторы USB 3.0 не будут работать со старыми контроллерами USB 1.1.

Появление на рынке к 2010 году

Спецификации уже утверждены, но пройдёт ещё несколько месяцев, прежде чем на рынок выйдут устройства USB 3.0 в сколько-нибудь заметных количествах. USB 3.0 Promoter Group ожидает, что потребительские продукты USB 3.0 будут доступны к 2010 году - на год позже, чем предполагалось раньше. Многие компании будут разрабатывать продукты USB 3.0 оставшуюся часть года, но, как нам кажется, контроллеры должны появиться довольно скоро.

Microsoft уже объявила, что компания не будет поддерживать USB 3.0 в "родном" режиме после выхода Windows 7. Время между финализацией спецификаций USB 3.0 и завершением Windows 7 было слишком коротким, чтобы добавить поддержку в Windows 7. Впрочем, Microsoft определённо добавит поддержку USB 3.0 через обновления. Но пока не известно, будет ли доступна поддержка USB 3.0 для пользователей операционных систем Windows XP или Windows Vista, чтобы и они смогли выиграть от технологии SuperSpeed.

Задержка также повлияла на разработку продуктов и других производителей, таких как Intel. Изначально ходили слухи, что чипсет Ibex Peak (P55) будет поддерживать USB 3.0, но этого не случилось. Пользователям придётся ждать платформы Intel для 2010 года, чтобы получить встроенную поддержку USB 3.0.