Что такое USB: история и характеристики

22 января, 2024

Если вы когда-нибудь пользовались компьютером, то почти наверняка использовали USB-устройства. Мыши, клавиатуры, веб-камеры, принтеры, колонки, микрофоны, флешки, внешние жесткие диски и многое другое обычно подключается к компьютеру через USB. Но почему USB стал таким стандартом?

История USB

USB, сокращение от Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина), был представлен в середине 1990-х годов. Она предназначалась для подключения периферийных устройств к компьютерам, обеспечивая связь и питание. До этого использовались самые разные стандарты разъемов. Как правило, эти предыдущие стандарты отличались тем, что были медленнее, больше, дороже или были проприетарными. Различные устройства часто нуждались в других разъемах, что приводило к необходимости размещения большого количества портов разъемов на плате ввода-вывода материнской платы. USB все упростил и добавил несколько дополнительных функций.

Вы можете догадаться об этом по слову «Universal» в названии. USB должен был заменить как можно больше различных типов разъемов и стать тем самым разъемом, который будет править всеми. Его ключевые преимущества заключались в том, что он был дешевым, компактным и хорошо стандартизированным. Поскольку USB можно было использовать для подключения практически всего, экономия от масштаба позволяла снизить стоимость. Кроме того, разъем был изначально спроектирован простым и дешевым: в нем использовалось всего четыре электрических разъема. Опять же, небольшое количество разъемов означало, что физический разъем может быть относительно небольшим. Это позволило разместить на компьютерах больше USB-портов на той же площади.

USB-устройства могут иметь небольшое количество встроенной логики, которая автоматически настраивает соединение с компьютером. Это означало, что не нужно было вручную настраивать скорость передачи данных или что-то еще: можно было просто подключить устройство и работать. Устройства USB допускают горячую замену. Это означает, что их можно подключать и отключать без перезагрузки компьютера. Возможно, вам придется пройти процесс извлечения, особенно для устройств хранения данных, но отсутствие необходимости перезапускать компьютер очень полезно, особенно в те времена, когда еще не было SSD с быстрой загрузкой.

Рекомендуем: Чем отличается USB-C от Thunderbolt

Стандарт разъемов

Когда USB был изначально стандартизирован, существовал единственный стандартный разъем — Type-A. Он имел два контакта для передачи данных и еще два контакта для дифференциального питания. Следующий разъем типа B имел ту же структуру контактов, но отличался физическим расположением. Со временем появилось больше разъемов, в том числе мини- и микро-варианты типа-A и типа-B. В этих более мелких вариантах использовался один дополнительный разъем для определения того, какой конец кабеля предназначен для хоста и периферийного устройства.

Стандарт USB-разъемов

После стандартизации USB 3.0 разъемы были переработаны. Каждый тип разъема получил дополнительные пять коннекторов. Две пары использовались для новой высокоскоростной передачи данных, а пятая — для заземления сигнальных линий. Разъем USB Type-C был представлен одновременно с USB 3.1 и отличался радикально новым дизайном. Физически он гораздо меньше, чем разъем типа-A. В то же время на нем гораздо больше разъемов — всего 24.

Кроме того, что очень удобно, он еще и реверсивный. Внутри всех разъемов находятся четыре пары проводов для передачи данных. Однако все они не предназначены для одновременного использования. Напротив, они должны присутствовать независимо от того, в какую сторону подключен кабель.

Более поздние поколения USB позволили использовать несколько пар контактов для передачи данных одновременно. Это, по сути, удваивает пропускную способность одним махом. Эти пары контактов данных называются дорожками. Интересно, что эта концепция не так уж сильно отличается от параллельного кабеля.

Схема наименований

Одно из критических замечаний в адрес USB Implementers Forum, группы, создавшей стандарты USB, — это запутанные схемы наименований. Шесть различных разъемов USB 2.0 были достаточно запутанными: тип-A и тип-B, стандартный, мини и микро. USB 3.0 все только усугубил. Добавление термина «сверхскоростной» — это хорошо, но, кроме стандартного разъема типа А, физическая форма всех шести разъемов значительно изменилась, что усложнило принятие решения о покупке для тех, кто не знаком с ситуацией.

С появлением USB 3.2 стандартная схема наименований ушла в прошлое. USB 3.2 gen 1 звучит лучше, чем USB 3.1. Это не так; это одно и то же. Ничего не было изменено. Также появились USB 3.2 Gen 2, USB 3.2 Gen 1×2 и USB 3.2 Gen 2×2. Довольно легко понять, что 3.1 Gen 2×2 лучше, чем Gen 2, но на практике разница между Gen 1×2 и Gen 2 минимальна и сводится к реализации. Поскольку названия так похожи, в них легко запутаться, что приводит к неправильным результатам поиска даже при поиске нужной вещи.

С выходом USB4 появилась надежда на то, что схема наименований будет хотя бы улучшена. К сожалению, этого не произошло: и USB4 Gen 2, и USB Gen 3 имеют модификаторы x2. Схема также предлагает новые функции, такие как Display port passthrough и PCIe passthrough. К сожалению, большинство из этих функций также являются опциональными, что усложняет задачу выяснения того, какой именно набор функций поддерживается тем или иным устройством. Самым последним преступлением стало обновление USB 4. Любой здравомыслящий человек назовет его USB5 или USB4.1. Но не таков Форум реализаторов USB; нет, они назвали его USB4 2.0.

Заключение

USB расшифровывается как Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина). Это стандартный разъем для подключения компьютерной периферии и других устройств. Современные версии обеспечивают высокоскоростную передачу данных, а также возможность зарядки от сети. Стандарт был разработан для того, чтобы заменить широкий спектр разъемов, использовавшихся ранее, одним, который работал бы лучше. Он занял доминирующее положение на рынке, но затем развил свой набор разъемов. Чтобы еще раз упростить рынок, все предыдущие разъемы были упразднены с появлением разъема Type-C. Это изменение принесло такие преимущества, как более высокая скорость передачи данных и реверсивный разъем.

Написать комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *