USB: co to jest, rodzaje, formaty i prędkości 【kompletny przewodnik】 ⚡✔️

USB, Universal Serial Bus dla prawników, jest dziś świetnym dzieckiem na placu zabaw. Praktycznie wszystkie urządzenia elektroniczne mają z tym coś wspólnego i dlatego używamy go do prawie wszystkiego. Klawiatury, myszy, pamięci zewnętrzne, słuchawki, joysticki itp. Dzisiaj przejrzymy bardzo szybką historię tego, skąd się wzięło to piękno, jego formaty, prędkości i wiele innych. Zacznijmy!

Indeks treści

Trochę kontekstu

W 1996 r. Narodziło się USB w wyniku współpracy projektanta komputerowego Ajay V. Bhatt i Intel Corporation. Ta magistrala przesyła informacje między komputerem a innymi podłączonymi do niego urządzeniami peryferyjnymi, a następnie rozszerza się na niemal każde istniejące urządzenie. Tym, co spowodowało bombardowanie tego typu portów i wzniesienie się ponad resztę, była jego zdolność do połączenia się z ogromną liczbą urządzeń.

Stając się znormalizowanym złączem, USB jest obecnie niezbędny dla producentów wszystkich rodzajów produktów, a jego prędkości i rozmiary portów musiały dostosować się do czasów. Jego wszechstronność spowodowała, że ​​niepotrzebne porty miały wcześniej niekwestionowane zastosowania, takie jak PS / 2 starszych klawiatur i myszy.

Jak działa USB

Zanim przejdziemy do koszuli z jedenastoma prętami, zacznijmy od podstaw. Zapewniamy, że w tym miejscu postaramy się ograniczyć do minimum szczegóły techniczne i zachować zrozumiały język dla wszystkich odbiorców, nie panikuj!

Kabel USB

Aby wyjaśnić ten rozdział, dokonamy rozróżnienia między kablem USB a tym, co ma być samym portem. Urządzenie połączone kablem USB zawiera dwa wewnętrzne rozgałęzienia. Są one znane jako skrętka . W tego typu złączach napięcie wynosi 5 woltów, a to, co może się różnić, to jego natężenie (natężenie) w zależności od wersji, a także inne różnice w jej produkcji:

• USB 1.0 do 2.0: oba kable mogą zarówno wysyłać, jak i odbierać, ale nie jednocześnie. Jest to tak zwane półdupleks . Jego intensywność wyjściowa wynosi 500 mAh. USB 3.0 i nowsze: liczba kabli jest zwiększona do czterech, co pozwala na jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych: dwa dla każdej funkcji. Byłby to pełny dupleks . Jego intensywność wynosi 900 mAh.

Port USB

W złączu stwierdzimy, że istnieją różnice w liczbie pinów i formacie styków, które różnią się w zależności od ich wielkości i wersji USB. Wyjaśnimy to dogłębnie w rozdziale „Formaty portów USB” po rozbiciu jego funkcji.

Po podłączeniu USB do naszego komputera, telewizora lub tabletu system identyfikuje urządzenie i (w razie potrzeby) pozwala na jego „zainstalowanie” w poszukiwaniu najbardziej odpowiedniego sterownika dla jego profilu (dzieje się to, gdy po raz pierwszy podłączamy elementy takie jak mysz, drukarka lub pendrive ). W rzadkich przypadkach, gdy tak nie jest, to użytkownik musi wyszukać i ręcznie zainstalować potrzebne sterowniki. Tak powstaje ten typ formatu połączenia, generując szybki i dynamiczny transfer informacji, który nie wymaga wyłączania komputera.

Wersje USB

Prototypy w fazie rozwoju

Podobnie jak wszystkie produkty, USB miał fazę testową i prototypową przed uruchomieniem, która składała się z procesu rozwoju, aż do osiągnięcia wersji 1.0, która ostatecznie została wydana w 1996 roku. Te wersje, których nigdy nie używaliśmy to:

• USB 0.7 : wydany w listopadzie 1994 r. USB 0.8 : wydany w grudniu 1994 r. USB 0.9 : wydany w kwietniu 1995 r. USB 0.99 : wydany w sierpniu 1996 r.

Można powiedzieć, że były to jego „prototypy pre-alfa” i doprowadziły zespół do ostatecznej wersji, którą wszyscy znamy.

USB na rynku

USB 1.0, 1996

Daleki od tego, co wszyscy moglibyśmy dziś myśleć, biorąc pod uwagę, że wielu w latach 90-tych nie zauważyłoby różnicy, USB nie był taki, że został przyjęty z otwartymi ramionami, gdy trafił na rynek. Przy maksymalnej szybkości transferu 1, 5 Mb / s (około 188 kB / s) ten pierwszy model był wolniejszy niż zły koń. Pomimo letnich początków port ten był używany głównie do codziennych urządzeń, takich jak klawiatury, myszy, kamery internetowe lub pamięci USB . Pomimo szybkości wprowadzenie to zapoznało ogół społeczeństwa z jego zastosowaniem i utorowało drogę dla tego, co miało nadejść.

USB 1.1, 1998

Wersja, która naprawdę wywołała problem i rozpoczęła wyścig do chwały USB. Jedna dziesiąta może nie wydawać się dużą różnicą gołym okiem, ale już powiedziałem wam, że różnice były niezwykłe. Szybkość transferu wzrosła z 1, 5 Mb / s do 12 Mb / s. Jak możesz sobie wyobrazić, USB 1.1 wyglądał jak Formuła 1 obok swojego poprzednika i szybko zyskał na sile. Jego zastosowania nadal dywersyfikowane dzięki nabytej popularności. USB ugruntowało swoją pozycję na rynku.

USB 2.0, 2000

Nadszedł myśliwiec, duża prędkość z dużymi literami, chociaż jest to aspekt, który nie zatrzyma się w tej wersji. Od 12 Mb / s przechodzimy do 480 Mb / s. Jest to około 60 megabajtów na sekundę w optymalnych warunkach, chociaż nieco oszukuje. Zwykle stwierdzilibyśmy, że jego rzeczywista szybkość wynosiła około 280 Mb / s.

USB 2.0 pozostanie z nami przez długi czas, a to głównie z powodu cyfrowej ery nowego stulecia. Rozdzielczość obrazu Full HD 1080p spowodowała, że ​​filmy, seriale lub zdjęcia stawały się coraz cięższe, dlatego konieczne było zwiększenie prędkości transferu urządzeń multimedialnych, stąd wzrost prędkości prawie czterdzieści razy w porównaniu do 1, 1.

USB 3.0, 2009

Nowa wersja pojawiła się na rynku przez dziewięć lat. Jeśli USB 2.0 już wydawał się szybkim myśliwcem, 3.0 to bezpośrednio rakieta kosmiczna. Dzięki szybkości transferu do 4, 8 Gbit / s (600 MB / s) ten błąd wyszedł na ulice w wersji 2.0. Wprowadzenie tego portu występuje w większości laptopów, komputerów stacjonarnych, pamięci USB i zewnętrznych dysków twardych, chociaż można go również znaleźć w produktach takich jak płyty główne.

Zalecamy przeczytanie: USB 3.0 vs. USB 3.1 - Najważniejsze różnice.

Zwykle możemy wyróżnić go w standardowym rozmiarze, ponieważ wewnętrzna zakładka portu złącza jest zwykle niebieska, a nie czarna. W wersji 3.0 i do pojawienia się USB 4.0 znajdziemy dwa późniejsze warianty znane jako SuperSpeed ​​lub Super Speed:

• USB 3.1 SuperSpeed, 2013: Szybkość transferu wzrasta z 4, 8 Gbit / s (600 MB / s) do 10 Gbit / s (1, 25 GB / s). USB 3.2 SuperSpeed, 2019: Jesteśmy w 2019 roku, ale chociaż USB 3.2 został ogłoszony na koniec roku, nie został jeszcze oficjalnie uruchomiony. Oczekuje się, że osiągnie prędkość transferu do 20 Gbit / s (2, 5 GB / s) i że do 2020 r. Znajdziemy kompatybilne komponenty, urządzenia peryferyjne i komputery.

W związku z tym rozdziałem możesz być zainteresowany: USB 3.1 Gen 1 vs USB 3.1 Gen 2 Wszystkie różnice między portami USB.

Formaty portów

Ok, teraz, kiedy wiemy o wersjach, spójrzmy na typy portów. Tutaj mamy sytuację podobną do HDMI. Wąskie formaty zmuszają do uzyskiwania złącz o coraz mniejszych konstrukcjach do podłączania kabli do urządzeń mobilnych, aparatów, laptopów, tabletów i innych. Porty USB nie są wykluczone z tej ligi, a ponieważ zawsze istnieje przerwa na zgrywanie, oto ich formaty:

Zdjęcie: wikimedia commons

USB typu A.

Złącza typu A to model, który łączy się bezpośrednio z procesorem. W tej kategorii możemy znaleźć następujące rozmiary:

Standardowy USB A

Ten z życia, wiesz o którym mówię. Używają ich wszystkie pamięci USB , myszy, klawiatury, telewizory i dyski twarde, a następnie długa lista innych urządzeń. Widzimy ich bardziej niż komiks.

• USB typu A charakteryzuje się tym, że posiada zakładkę (co do zasady czarna, w wersji 3.0 niebieska), która uniemożliwia nam podłączenie ich do tyłu. Styk jego czterech pinów jest w linii poziomej.

Standardowy USB 3.0 Typ A

USB 3.0 domyślnie ma wszystkie cechy strukturalne standardowego portu typu A używanego przez jego starszych braci, ale dodaje pięć wewnętrznych pinów do dwukierunkowej wymiany danych w pełnym dupleksie , które wyjaśniliśmy w rozdziale o tym, jak działa USB.

USB 3.0 typ A i typ C.

Micro USB typu A.

Ta wersja Micro USB typu A jest przestarzała i przez wielu uważana jest za przestarzałą. Wszystkie cztery piny są nadal w linii poziomej, a położenie złącza jest gwarantowane przez kształt portu, a nie przez użycie wewnętrznej zakładki.

Więcej informacji można znaleźć tutaj: Micro-USB: co to jest i do czego jest obecnie używany?

USB typu B.

Złącza typu B są zwykle przeznaczone do urządzeń peryferyjnych lub urządzeń o określonych funkcjach. W tej kategorii możemy znaleźć następujące rozmiary:

Standardowy USB B

• Zasadniczo są to kwadraty z dwoma zaokrąglonymi rogami, aby ułatwić ich prawidłowe połączenie. Szpilki są podzielone na dwie przeciwległe pary.

Często spotyka się tego typu złącza do urządzeń lub urządzeń peryferyjnych, które należy podłączyć do komputerów, takich jak niektóre drukarki lub kasy fiskalne.

Standardowy USB 3.0 Typ B.

Jest to narzędzie w szybkości transmisji danych, ponieważ dodaje pięć pinów do pełnego dupleksu. Jego format jest nieco grubszy niż standardowy typ B.

Mini USB typu B.

W tych portach możemy znaleźć dwa warianty połączeń:

1. 5-stykowe złącze Mini USB Type B. 8-stykowe złącze Mini USB typu B.

Wynika to z faktu, że większość telefonów, aparatów lub tabletów wymaga bardzo małych portów, ale liczba wymaganych styków może się różnić w zależności od takich rzeczy, jak wzmacniacze ładowarki (na przykład).

Micro USB typu B.

Postępuj zgodnie z linią Micro USB typu A i Mini USB typu B, wydaje się być jeszcze jedną alternatywą do podłączania cienkich lub małych urządzeń. Jest to ten, który mamy w większości naszych urządzeń mobilnych, kamer lub tabletów do takich funkcji, jak podłączenie ładowarki.

Micro USB 3.0 typ B.

Taki sam jak Micro USB typu B, ale jego format zmienia się nieznacznie, aby sprostać wymaganiom lepszej prędkości transmisji.

USB typu C.

Jest to stosunkowo nowy typ portu, który, ku zadowoleniu wielu (w tym mnie), nie jest źle ustawiony. Jego złącza są całkowicie symetryczne, więc nie ma walki o ustawienie USB w odpowiedniej pozycji (co nigdy nie jest pierwszą próbą). Zwykle znajdujemy je w urządzeniach peryferyjnych, takich jak najnowsze modele klawiatur lub smartfonów .

Zdjęcie: Niridya - Praca własna, na podstawie: USB Type-C. Od 2009 r. Komisja Europejska ds. Jednolitego Rynku próbuje ustanowić rozporządzenie regulujące dużą liczbę dostępnych na rynku złączy do ładowarek mobilnych i ujednolicające je w jeden model, podobnie jak w przypadku ładowarek komputerowych. przenośne, choć jak dotąd nie powiodło się. Ostatnim zaproponowanym kandydatem był USB Type C.

Porównanie prędkości

Tutaj proponujemy wyścig, abyś mógł graficznie sprawdzić różnicę między różnymi dotychczasowymi wersjami USB.

Jak zapewne zauważyłeś, przestaliśmy wyjaśniać aspekty szybkości transferu. Wynika to z faktu, że ewolucja zawsze wiąże się z pewnymi kosztami, a dla przeciętnego użytkownika najczęstszą rzeczą nie jest aktualizowanie sprzętu w takim samym tempie, jak na rynku (co byłoby stałe).

Przybyliśmy tutaj zalecamy: USB 2.0 vs USB 3.0 vs USB 3.1. oraz jako BONUS: złącza komputerowe

Wszystko to powoduje, że obecnie mamy różne urządzenia lub porty USB o różnych wersjach, więc transfer danych, którego możemy się spodziewać, nie zawsze będzie w stanie osiągnąć maksymalną dozwoloną prędkość. Najlepszym tego przykładem jest efekt wąskiego gardła, który powstaje, gdy podłączamy nasz pendrive 3.0 do laptopa, którego port to 2.0, aby przekazać film lub serial.

Obecnie największym problemem dla producentów jest to, że technologia przyspieszania urządzeń jest już dostępna, ale to, co użytkownik obsługuje na co dzień, jest „przestarzałe”.

Wnioski dotyczące USB

Bądźmy szczerzy, pojawienie się USB było błogosławieństwem i zmieniło nasze życie w tysiącleciu, w którym era cyfrowa jest już czymś nie do powstrzymania. Przy stale rosnącej jakości obrazu i rozdzielczości potrzebny był rodzaj uniwersalnego złącza, które sprostało wymaganej szybkości transmisji danych, a USB trafił w pole we właściwym czasie.

Faktycznie zauważymy różnicę prędkości w przypadku nowszej wersji portu, której używamy, ale istnieją czynniki, które musimy wziąć pod uwagę w stosunku do istniejących wersji. Posiadanie zewnętrznego dysku twardego lub dysku flash USB, który ma 3.0 podłączony do komputera z portem 2.0, nie pozbędziemy się efektu wąskiego gardła podczas przesyłania danych. Musimy wziąć pod uwagę wersję zarówno nadajnika, jak i odbiornika, aby zagwarantować maksymalną wydajność.