Usb: что это такое, типы, форматы и скорости 【полное руководство】 ⚡✔️

USB, универсальная последовательная шина для юристов, сегодня является отличным ребенком на игровой площадке. Практически все электронные устройства как-то связаны с этим, и в конце концов мы используем его практически во всем. Клавиатуры, мыши, внешние воспоминания, наушники, джойстики и т. Д. Сегодня мы рассмотрим очень краткую историю о том, откуда появилась эта красота, ее форматах, скоростях и многом другом. Давайте начнем!

Указатель содержания

Немного контекста

В 1996 году USB родился в результате сотрудничества компьютерного дизайнера Ajay V. Bhatt и корпорации Intel. Эта шина передает информацию между компьютером и другими подключенными к нему периферийными устройствами, а затем расширяется практически до любого другого существующего устройства. Порт такого типа стал бомбить и подниматься над остальными, потому что он был способен подключаться к огромному количеству устройств.

Становясь стандартизированным разъемом, USB теперь является обязательным для производителей всех типов продуктов, а его скорость и размеры портов должны были адаптироваться к современным условиям. Его универсальность делала ненужные порты, которые ранее использовались безоговорочно, такие как PS / 2 более старых клавиатур и мышей.

Как работает USB

Ну, прежде чем мы перейдем в рубашку из одиннадцати пулов, давайте начнем с основ. Мы заверяем вас, что здесь мы постараемся свести технические детали к минимуму и сохранить понятный язык для всех аудиторий, не паникуйте!

USB-кабель

Чтобы объяснить этот раздел, мы проведем различие между USB-кабелем и тем, что называется самим портом. Устройство, подключенное через USB через кабель, имеет два внутренних значения. Они известны как витая пара . В разъемах этого типа напряжение составляет 5 вольт, и что может изменяться, это его интенсивность (сила тока) в зависимости от версии, а также другие различия в его изготовлении:

• USB 1.0 до 2.0: оба кабеля могут отправлять и получать, но не одновременно. Это то, что мы знаем как полудуплекс . Его выходная интенсивность составляет 500 мАч. USB 3.0 и более поздних версий: количество кабелей увеличено до четырех, что позволяет одновременно отправлять и получать данные: по два для каждой функции. Это будет полный дуплекс . Его интенсивность составляет 900 мАч.

USB-порт

Внутри разъема мы обнаружим, что существуют различия в количестве контактов и формате контактов, которые различаются в зависимости от их размера и версии USB. Мы подробно объясним это в разделе «Форматы USB-портов» после разбивки его функций.

Как только мы подключаем USB к нашему компьютеру, телевизору или планшету, система идентифицирует устройство и (при необходимости) позволяет ему «установить» в поисках наиболее подходящего драйвера для его профиля (это происходит, когда мы впервые подключаем такие элементы, как мышь), принтер или Pendrive ). В редких случаях, когда это не так, пользователь может самостоятельно искать и устанавливать необходимые драйверы. Так создается формат подключения такого типа, который обеспечивает быструю и динамическую передачу информации, не требующую выключения компьютера.

USB версии

Прототипы в разработке

Как и все продукты, USB прошел фазу предварительного тестирования и прототипирования, которая состояла из процесса разработки, пока мы не достигли версии 1.0, которая была окончательно выпущена в 1996 году. Этими версиями, которые мы никогда не использовали, были:

• USB 0.7 : выпущен в ноябре 1994 года. USB 0.8 : выпущен в декабре 1994 года. USB 0.9 : выпущен в апреле 1995 года. USB 0.99 : выпущен в августе 1996 года.

Можно сказать, что это были его «пре-альфа-прототипы» и привели команду к финальной версии, которую мы все знаем.

USB на рынке

USB 1.0, 1996

Далеко не то, что мы все могли бы подумать сегодня, учитывая, что многие в 90-х годах не заметили бы разницы, но USB не было тем, что его приветствовали с распростертыми объятиями, когда он был выпущен. С максимальной скоростью передачи 1, 5 Мбит / с (около 188 кБ / с) эта первая модель была медленнее, чем плохая лошадь. Несмотря на его теплое начало, этот порт в основном использовался для повседневных устройств, таких как клавиатуры, мыши, веб-камеры или флешки . Несмотря на скорость, это введение ознакомило широкую публику с его использованием и проложило путь к тому, что должно было произойти.

USB 1.1, 1998

Версия, которая действительно вызвала проблему и начала гонку к славе USB. Десятая не может показаться большой разницей невооруженным глазом, но я уже говорил вам, что различия были замечательными. Скорость передачи данных выросла с 1, 5 Мбит / с до 12 Мбит / с. Как вы можете себе представить, USB 1.1 выглядел как Формула 1 рядом с предшественником и быстро набирал силу. Его использование продолжало диверсифицироваться благодаря приобретенной популярности. USB прочно обосновался на рынке.

USB 2.0, 2000

Здесь появился истребитель, большой скорости с заглавными буквами, хотя это аспект, который не остановится в этой версии. От 12 Мбит / с мы идем до 480 Мбит / с. Это примерно 60 мегабайт в секунду при оптимальных условиях, хотя это было несколько обманом. Обычно мы бы обнаружили, что его реальная скорость была около 280 Мбит / с.

USB 2.0 здесь, чтобы остаться с нами надолго, и это в основном связано с цифровым веком нового века. Разрешение 1080p Full HD изображения приводило к тому, что фильмы, сериалы или фотографии становились все тяжелее, поэтому было необходимо увеличить скорость передачи мультимедийных устройств, следовательно, скорость увеличилась почти в сорок раз по сравнению с 1, 1.

USB 3.0, 2009

Потребовалось девять лет, чтобы новая версия появилась на рынке. Если USB 2.0 уже показался нам быстрым бойцом, 3.0 - это космическая ракета. Со скоростью передачи до 4, 8 Гбит / с (600 МБ / с) эта ошибка вышла на улицы со скоростью 2, 0. Введение этого порта сосуществует в большинстве ноутбуков, настольных ПК, USB-накопителей и внешних жестких дисков, хотя его также можно найти в таких продуктах, как материнские платы.

Рекомендуем прочитать: USB 3.0 против USB 3.1 - самые важные отличия.

Обычно мы можем различить его по стандартному размеру, потому что внутренняя вкладка порта разъема обычно синего цвета, а не черного. В версии 3.0 и до появления USB 4.0 мы находим два более поздних варианта, известных как SuperSpeed ​​или Super Speed:

• USB 3.1 SuperSpeed, 2013: скорость передачи увеличена с 4, 8 Гбит / с (600 МБ / с) до 10 Гбит / с (1, 25 ГБ / с). USB 3.2 SuperSpeed, 2019: мы находимся в 2019 году, но, хотя USB 3.2 был объявлен на конец года, он еще не был официально выпущен. Ожидается, что он достигнет скорости передачи до 20 Гбит / с (2, 5 ГБ / с) и что мы сможем найти совместимые компоненты, периферийные устройства и компьютеры к 2020 году.

В связи с этим разделом вас может заинтересовать: USB 3.1 Gen 1 против USB 3.1 Gen 2 Все различия между USB-портами.

Форматы портов

Хорошо, теперь, когда мы знаем о версиях, давайте посмотрим на типы портов. Здесь мы имеем ситуацию, аналогичную ситуации с HDMI. Тонкие форматы вынуждают получать разъемы со все более урезанным дизайном для подключения кабелей к мобильным устройствам, камерам, ноутбукам, планшетам и другим. USB не остаются в стороне от этой лиги, и, как всегда есть битые для разрыва, это их форматы:

Изображение: Wikimedia Commons

USB тип A

Разъемы типа A - это модель, которая подключается непосредственно к процессору. В пределах этой категории мы можем найти следующие размеры:

Стандартный USB A

Один из жизни, вы знаете, о котором я говорю. Все USB-флешки , мыши, клавиатуры, телевизоры и жесткие диски используют их, за которыми следует длинный список других устройств. Мы их больше видели, чем комиксы.

• Тип USB A характеризуется наличием вкладки (черный, как правило, синий для версий 3.0), которая не позволяет нам подключать их в обратном направлении. Контакт его четырех штырьков расположен горизонтально.

Стандартный USB 3.0 Тип A

По умолчанию USB 3.0 разделяет все структурные характеристики стандартного порта типа A, используемого старшими братьями, но добавляет пять внутренних выводов для полнодуплексного двунаправленного обмена данными, который мы объясним в разделе о том, как работает USB.

USB 3.0 тип A и тип C

Микро USB тип A

Эта версия Micro USB типа A устарела и считается устаревшей для многих. Все четыре штыря все еще находятся на горизонтальной линии, и положение разъема гарантируется формой порта, а не использованием внутреннего язычка.

Вы можете найти больше информации здесь: Micro-USB: что это такое и для чего он используется в настоящее время?

USB тип B

Разъемы типа B обычно предназначены для периферийных устройств или оборудования с определенными функциями. В пределах этой категории мы можем найти следующие размеры:

Стандартный USB B

• Как правило, они представляют собой квадраты с двумя закругленными углами для облегчения их правильного соединения. Пальцы делятся на две противоположные пары.

Обычно этот тип разъемов можно найти для устройств или периферийных устройств, которые должны быть подключены к компьютерам, таким как определенные принтеры или кассовые аппараты, среди прочих.

Стандартный USB 3.0 Тип B

Это инструмент для скорости передачи данных, поскольку он добавляет пять контактов для полного дуплекса. Его формат немного толще стандартного типа B.

Mini USB Type B

В этих портах мы можем найти два варианта подключения:

1. Mini USB Type B 5-контактный. 8-контактный мини USB тип B

Это связано с тем, что большинству телефонов, камер или планшетов требуются очень маленькие порты, но количество необходимых контактных контактов может варьироваться в зависимости от таких вещей, как усилители зарядного устройства (например).

Микро USB тип B

Следуйте линии Micro USB типа A и Mini USB типа B, это еще одна альтернатива для подключения тонких или маленьких устройств. Это то, что есть в большинстве наших мобильных устройств, камер или планшетов для таких функций, как подключение зарядного устройства.

Микро USB 3.0 тип B

То же, что и Micro USB типа B, но его формат немного меняется, чтобы соответствовать требованиям улучшенной скорости передачи.

USB Type-C

Это относительно недавний тип порта, который, к радости многих (включая меня), не расположен неправильно. Его разъемы полностью симметричны, поэтому борьба за то, чтобы поставить USB в положение, в котором он должен быть (что никогда не бывает первой попыткой), не существует. Мы обычно находим их в периферийных устройствах, таких как последние модели клавиатур или смартфонов .

Изображение: Niridya - собственная работа, основанная на: USB Type-C. С 2009 года Европейская комиссия по единому рынку пытается разработать норматив, регулирующий большое количество разъемов для мобильных зарядных устройств, имеющихся на рынке, и объединяет их в единую модель аналогично компьютерным зарядным устройствам. портативный, хотя до сих пор он был неудачным. Последним предложенным кандидатом был USB Type C.

Сравнение скорости

Здесь мы предлагаем гонки, чтобы вы могли графически проверить разницу между различными версиями USB, существующими на сегодняшний день.

Как вы, возможно, заметили, мы остановились, чтобы уточнить аспекты скорости перевода. Это связано с тем, что эволюция всегда сопряжена с определенными затратами, и для обычного пользователя самая обычная вещь - не обновлять свое оборудование с той же скоростью, что и на рынке (что будет постоянно).

Мы приехали сюда, мы рекомендуем: USB 2.0 против USB 3.0 против USB 3.1. и как БОНУС: разъемы для ПК

Все это приводит к тому, что в настоящее время у нас разные устройства или порты USB с разными версиями, поэтому передача данных, которую мы можем ожидать, не всегда сможет достичь максимально допустимой скорости. Лучший пример этого - эффект узкого места, который генерируется, когда мы подключаем наш pendrive 3.0 к ноутбуку с портом 2.0 для передачи фильма или сериала.

В настоящее время самая большая проблема для производителей заключается в том, что технология для ускорения работы устройств уже здесь, но то, что пользователь обрабатывает в своей повседневной жизни, «устарело».

Выводы о USB

Давайте будем честными, появление USB было благословением и изменило нашу жизнь в тысячелетии, когда цифровая эра уже была чем-то непреодолимым. Благодаря постоянно растущему качеству изображения и разрешению, был необходим тип универсального разъема, который соответствовал требуемой скорости передачи данных, и USB появился в нужное время.

Фактически мы заметим разницу в скорости при использовании более поздней версии порта, которую мы используем, но есть некоторые факторы, которые мы должны учитывать применительно к существующим версиям. Наличие внешнего жесткого диска или флэш-накопителя USB, к которому подключен 3.0, к компьютеру с портом 2.0, не избавит нас от эффекта узкого места при передаче данных. Мы должны учитывать версию как передатчика, так и приемника, чтобы гарантировать максимальную производительность.