Porturi USB, lățimea de bandă a diferitelor sale versiuni

Autobuzul serial universal este un protocol pentru comunicarea perifericelor către un computer printr-un port sau o interfață care servește la comunicarea acestora. Portul USB este ceea ce permite camerelor noastre digitale, imprimantelor, scanerelor, telefoanelor mobile, hard disk-urilor etc. Dezvoltarea sa a început în 1994 de către USB Implementers Forum și este tehnic o evoluție a portului SIO pe computerele Atari. Ca o curiozitate, mai mulți ingineri care au lucrat la USB au lucrat la crearea portului SIO la sfârșitul anilor 70 pentru Atari pe 8 biți.

Originile și prima generație de USB

Primele porturi USB au devenit disponibile la sfârșitul anului 1995, dar foarte puține periferice le-au folosit vreodată. Versiunea 1.0 a standardului avea o lățime de bandă de 12 megabiți pe secundă, ceea ce era mult mai mult decât era nevoie de anumite periferice obișnuite, cum ar fi tastatura și mouse-ul, care funcționau în acel moment pe porturile de tip PS / 2 la 99%. de calculatoare.

Acest lucru a dus la crearea standardului USB 1.1, care nu era mai rapid decât 1.0, dar avea un mod de consum redus care îi permite să funcționeze la 1.5 Mbits pe secundă. Chiar și cu lățimea de bandă redusă, a fost un salt semnificativ față de porturile periferice clasice de pe computer. La fel ca portul paralel, care a transmis doar 800 Kbiți pe secundă și porturile seriale care variau între 115 și 450 Kbiți pe secundă.

Dar ceea ce a făcut USB-ul popular a fost numărul mare de interfețe disponibile și incompatibilitățile pe care le-au generat în controlerul I / O al computerelor. Deci USB s-a născut cu scopul de a rezolva această problemă. Cu companii precum Intel, Microsoft, Compaq, LSI, Apple și Hewlett-Packard printre principalii săi susținători, a fost în curând inclus în majoritatea computerelor ca port standard.

USB de mare viteză, cel mai mare salt al lățimii de bandă

Versiunea 2.0 a standardului a reprezentat un salt calitativ comparativ cu versiunea 1.0 a standardului. Menținerea compatibilității înapoi cu USB 1.1. A doua versiune a standardului a mărit lățimea de bandă de la 12 megabiți pe secundă la 480 megabiți pe secundă. Fiind cel mai spectaculos salt făcut vreodată în istoria standardului USB, deoarece vorbim despre un salt de 40 de ori în ceea ce privește lățimea de bandă.

Creșterea lățimii de bandă a servit pentru a întâmpina două noi tipuri de periferice care, din cauza limitărilor de viteză USB 1.1, au suferit un blocaj care le-a afectat performanțele. Primul dintre acestea a fost hard disk-uri externe și al doilea, camere video. Nu degeaba până atunci era obișnuit să se utilizeze interfețe Gigabit Ethernet sau IEEE-1394 pentru acest tip de periferic, cunoscut colocvial ca port FireWire.

Viteza USB 2.0 permite mutarea portului FireWire pe PC-uri, care nu a fost utilizat decât în ​​Macintosh-ul Apple, unde a devenit standard. Pe PC, pe de altă parte, nu era obișnuit să vezi acest port și încetul cu încetul atât hard disk-urile cât și camerele au început să adopte portul USB 2.0 împreună cu FireWire, când chiar Mac-urile au început să folosească a doua versiune de USB, IEEE-1394 a dispărut.

O altă noutate oferită de standardul USB 2.0 a fost capacitatea de a alimenta perifericele din portul USB în sine. Datorită faptului că portul a trecut de la livrarea a 100 mA de curent din prima generație de USB la 500 mA de USB 2.0

USB Super Speed ​​și sosirea tipului C

La un deceniu de la lansarea portului USB, a fost introdusă versiunea 3.0 a standardului sau mai bine cunoscută sub numele de USB SuperSpeed. Cu o creștere a lățimii sale de bandă care a trecut de la 480 Mbits pe secundă la 4.8 Gbps și fiind complet compatibil cu versiunea 2.0 a standardului. În ceea ce privește capacitatea sa de a alimenta periferice, aceasta este mai mare, deoarece a trecut de la 500 mA la 900 mA.

Noul standard a adus schimbări majore în linia diferitelor tipuri de porturi USB, ceea ce a însemnat crearea de noi interfețe USB. Se poate spune că porturile USB 3.0 sunt proiectate astfel încât să puteți conecta un cablu USB 2.0, dar nu invers, deoarece interfețele 2.0 și 1.0 nu au pinii necesari pentru periferice compatibile cu USB 3.0. Pentru a face lucrurile mai ușoare pentru utilizatorii începători, porturile USB 3.0 folosesc culoarea albastră.

În 2013 și la cinci ani de la introducerea USB 3.0, versiunea sa îmbunătățită a fost lansată sub forma USB 3.1. Printre noutățile sale se numără dublarea lățimii de bandă și trecerea de la 900 mA la 1.5 amperi la alimentarea perifericelor. Începând cu USB 3.1, a fost creată o nouă variantă de USB, USB de tip C. Care nu a extins lățimea de bandă, ci amperajul său, trecând de la 1.5 amperi la 3 amperi.

A treia și ultima versiune a USB SuperSpeed ​​a fost 3.2, introdusă în 2017 și dublând din nou lățimea de bandă la 20 Gigați pe secundă și cu capacitatea de a alimenta perifericele cu 5 amperi. Datorită creșterii vitezei atât în ​​USB 3.1, cât și în USB 3.2, a fost posibilă utilizarea portului USB pentru transmisia video prin protocolul DisplayPort, permițând unificarea cablurilor video, de alimentare și de date într-un singur cablu USB de tip C.

Viitorul USB trece prin a patra generație

Versiunea 4.0 a standardului va abandona complet formularul clasic de tip A pentru a fi o îmbunătățire a tipului C și va dubla din nou lățimea de bandă până la 40 Gbits pe secundă, în afară de a fi pe deplin compatibilă nu numai cu standardele USB 3.2 și 3.1, ci și cu Thunderbolt 3. Nu este surprinzător faptul că USB 4.0 este și standardul Thunderbolt 4.

O altă îmbunătățire este faptul că noul standard va fi capabil să transmită date și video în același timp, fără a sacrifica canalele de transmisie și recepție ale USB de tip C pe baza versiunilor 3.1 și 3.2 ale standardului. Acest lucru va permite standardului USB 4.0 să atingă cea mai mare viteză de ceas posibilă prin combinarea de date video și video.

În plus, puterea sa de încărcare va fi îmbunătățită în comparație cu USB 3.0, este de așteptat ca în câțiva ani să ne luăm rămas bun de la diferitele tipuri de conectori de alimentare proprietari pe care îi folosim pentru a ne încărca laptopurile.

Rezumatul generațiilor și tipurilor USB și a lățimii lor de bandă

Pentru a finaliza, vă lăsăm un tabel rezumat cu diferitele lățimi de bandă ale portului USB și ce variante ale portului acceptă fiecare generație.

Și amintiți-vă, faptul că un PC acceptă o generație USB nu înseamnă că perifericele o fac, dacă sunt USB 1.1 dacă le conectați la un port USB 2.0 al computerului, nu vor merge la viteza unui 2.0.