Порты USB, пропускная способность различных версий

Порты USB, пропускная способность различных версий

Порт USB существует с конца 1990-х годов и стал стандартным портом для периферийных устройств ПК, заменив исторические порты для периферийных устройств ПК. Со временем появились различные версии USB-порта со все более высокой пропускной способностью, что позволило ему выжить и по сей день.

Универсальная последовательная шина - это протокол для связи периферийных устройств с компьютером через порт или интерфейс, служащий для их связи. Порт USB - это то, что позволяет нашим цифровым камерам, принтерам, сканерам, мобильным телефонам, жестким дискам и т. Д. Его разработка началась в 1994 году Форумом разработчиков USB и технически является развитием порта SIO на компьютерах Atari. Любопытно, что несколько инженеров, которые работали над USB, работали над созданием порта SIO в конце 70-х годов для 8-битного Atari.

Истоки и первое поколение USB

USB-порты

Первые USB-порты стали доступны в конце 1995 года, но очень немногие периферийные устройства когда-либо их использовали. Версия стандарта 1.0 имела пропускную способность 12 мегабит в секунду, что было намного больше, чем требовалось для некоторых распространенных периферийных устройств, таких как клавиатура и мышь, которые в то время работали на портах типа PS / 2 на 99%. компьютеров.

Это привело к созданию стандарта USB 1.1, который был не быстрее, чем 1.0, но имел режим пониженного энергопотребления, который позволял ему работать со скоростью 1.5 Мбит / с. Даже с уменьшенной пропускной способностью это был значительный скачок по сравнению с классическими периферийными портами на ПК. Например, параллельный порт, который передавал только 800 Кбит / с, и последовательные порты, которые колебались от 115 до 450 Кбит / с.

Но что сделало USB популярным, так это огромное количество доступных интерфейсов и несовместимость, которую они создавали в контроллере ввода-вывода ПК. Итак, USB родился с целью решения этой проблемы. С такими компаниями, как Intel, Microsoft, Компак, БИС, Apple и Hewlett-Packard среди ее основных сторонников, вскоре он был включен в большинство компьютеров в качестве стандартного порта.

Высокоскоростной USB, самый большой скачок в пропускной способности

Логотип USB Hi-Speed

Версия стандарта 2.0 представляет собой качественный скачок по сравнению с версией стандарта 1.0. Сохранение обратной совместимости с USB 1.1. Вторая версия стандарта увеличила пропускную способность с 12 мегабит в секунду до 480 мегабит в секунду. Это самый впечатляющий скачок, когда-либо совершенный в истории стандарта USB, поскольку речь идет о 40-кратном скачке с точки зрения пропускной способности.

Увеличение пропускной способности привело к появлению двух новых типов периферийных устройств, которые из-за ограничений скорости USB 1.1 столкнулись с узким местом, которое сказалось на их производительности. Первый из них - внешние жесткие диски, второй - видеокамеры. Не зря до этого времени для этого типа периферийных устройств, известных как порт FireWire, было обычным явлением использовать интерфейсы Gigabit Ethernet или IEEE-1394.

USB высокоскоростной

Скорость USB 2.0 позволяет перемещать порт FireWire на ПК, который не использовался, за исключением Apple Macintosh, где он был стандартным. На ПК, с другой стороны, не было обычным видеть этот порт, и мало-помалу и жесткие диски, и камеры начали использовать порт USB 2.0 вместе с FireWire, когда даже Mac начали использовать вторую версию USB, IEEE-1394 исчез.

Еще одной новинкой, предлагаемой стандартом USB 2.0, стала возможность питания периферийных устройств от самого порта USB. Благодаря тому, что порт перешел с передачи 100 мА тока первого поколения USB на 500 мА USB 2.0.

USB Super Speed ​​и появление Type C

USB-порты

Спустя десятилетие после запуска порта USB была представлена ​​версия стандарта 3.0 или более известная как USB SuperSpeed. Благодаря увеличению пропускной способности с 480 Мбит / с до 4.8 Гбит / с и полной обратной совместимости с версией стандарта 2.0. Что касается его способности питать периферийные устройства, то она увеличилась с 500 мА до 900 мА.

USB 3.0 против USB 2.0

Новый стандарт привел к серьезным изменениям в происхождении различных типов USB-портов, что означало создание новых USB-интерфейсов. Можно сказать, что порты USB 3.0 спроектированы так, что вы можете подключить кабель USB 2.0, но не наоборот, поскольку интерфейсы 2.0 и 1.0 не имеют необходимых контактов для периферийных устройств, совместимых с USB 3.0. Чтобы облегчить задачу начинающему пользователю, порты USB 3.0 имеют синий цвет.

Портативный порт USB-C

В 2013 году, через пять лет после появления USB 3.0, была выпущена его улучшенная версия в виде USB 3.1. Среди новинок - удвоение полосы пропускания и переход от 900 мА до 1.5 А при питании периферийных устройств. Начиная с USB 3.1, был создан новый вариант USB, USB типа C. Который не увеличивал полосу пропускания, а увеличивал силу тока с 1.5 до 3 ампер.

Третья и последняя версия USB SuperSpeed ​​была 3.2, представленная в 2017 году и снова удвоившая пропускную способность до 20 Гбит / с и с возможностью питания периферийных устройств с помощью 5 ампер. Благодаря увеличению скорости USB 3.1 и USB 3.2 стало возможным использовать порт USB для передачи видео по протоколу DisplayPort, что позволило объединить кабели видео, питания и данных в один кабель USB типа C.

Будущее USB переходит через четвертое поколение

USB 4.0 Ancho de Banda

Версия 4.0 стандарта полностью откажется от классической формы типа A, чтобы стать улучшением типа C и снова удвоить пропускную способность до 40 Гбит / с, помимо полной совместимости не только со стандартами USB 3.2 и 3.1, но и с Thunderbolt. 3. Неудивительно, что USB 4.0 также является стандартом Thunderbolt 4.

Еще одно улучшение заключается в том, что новый стандарт сможет передавать данные и видео одновременно, не жертвуя каналами передачи и приема USB Type C на основе версий 3.1 и 3.2 стандарта. Это позволит стандарту USB 4.0 достичь максимально возможной тактовой частоты за счет объединения видео и данных.

Кроме того, его мощность зарядки будет улучшена по сравнению с USB 3.0, ожидается, что через несколько лет мы распрощаемся с различными типами проприетарных разъемов питания, которые мы используем для зарядки наших ноутбуков.

Сводка поколений и типов USB и их пропускной способности

Портативный USB-порт

В завершение мы оставим вам сводную таблицу о различных полосах пропускания USB-порта и о том, какие варианты порта поддерживают каждое поколение.

Поколение Пропускная способность Варианты
USB 1.1 12 Мбит / с (1.5 Мбит / с при низком потреблении) Тип
USB 2.0 480 Мбит / с, USB 1.1 Тип A, Тип B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.0 5 Гбит / с, USB 2.0, USB 1.1 Тип A, Тип B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG.
USB 3.1 10 Гбит / с, USB 3.1, USB 2.0, USB 1.1 Тип A, Тип B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Тип C
USB 3.1 20 Гбит / с, USB 3.1, USB 3.0 USB 2.0, USB 1.1 Тип A, Тип B, Mini-USB, Micro-USB, USB OTG. Тип C
USB 4.0 40 Гбит / с, USB 3.2. USB 3.1 Введите C

И помните, тот факт, что ПК поддерживает поколение USB, не означает, что периферийные устройства поддерживают. Если они USB 1.1, если вы подключите их к порту USB 2.0 ПК, они не будут работать со скоростью 2.0.