Usb 3 1 type c


Революция интерфейсов. USB 3.1 Type-C в деталях. Взгляд электронщика / Habr


Редко бывает, что одна лишняя буква в названии стандарта грозит совершить революцию в мире интерфейсов передачи данных и гаджетов, но появление последней разновидности USB 3.1 Type-C похоже как раз тот случай. Что же нам обещает принести очередное обновление старого доброго USB интерфейса?
  • Скорость передачи данных до 10 GBps
  • Возможность запитывания от порта устройств с потребляемой мощностью вплоть до 100Вт
  • Размеры коннектора сравнимые с micro-USB
  • Симметричность разъёма — у него не существует верха и низа, а значит нет ключа, который часто приводит к повреждениям как самих разъёмов, так и подключаемых через них гаджетов
  • С помощью данного интерфейса можно запитывать устройства с напряжением вплоть до 20 вольт
  • Больше не существует разных типов коннекторов — А и В. На обоих концах кабеля стоят совершенно одинаковые разъёмы. Как данные так и питающее напряжение могут передаваться через один и тот же разъём в обоих направлениях. В зависимости от ситуации каждый разъём может выступать в роли ведущего или ведомого
  • Нам обещают, что конструкция разъёма способна выдерживать до 10 000 подключений
  • Возможно использование этого интерфейса для непосредственного подключения вместо некоторых других широко распространённых интерфейсов для быстрого обмена данными.
  • Стандарт совместим сверху вниз как c обычным USB 3 интерфейсом, так и с его младшими братьями. Конечно не на прямую, но с помощью переходника через него возможно подключение скажем USB 2.0 диска

Под катом постараюсь разобрать тему по косточкам — начиная от конструкции разъёма и кабеля, и заканчивая кратким обзором профилей оборудования и новинок чипов для поддержки возможностей данного интерфейса. Я долго думал на какой площадке размещать статью, ведь все предыдущие касающиеся этой темы выходили на GT, но в моей публикации так много технических деталей, что она будет полезней не гикам, а потенциальным разработчикам, которым уже сегодня стоит начинать к нему присматриваться. Поэтому рискнул поселить статью тут.

Не буду касаться истории развития USB интерфейса, эта тема не плохо развита в данном комиксе в смысле истории в картинках
Электроника — наука о контактах

Для начала сравнительные фото сегодняшнего героя в компании заслуженных предков.

Коннектор USB Type-C немного крупнее привычного USB 2.0 Micro-B, однако заметно компактнее сдвоенного USB 3.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A.
Габариты разъема (8,34×2,56 мм) позволяют без особых сложностей использовать его для устройств любого класса, включая смартфоны и планшеты.


Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой вставке пожалуй это самое слабое его место в центральной части разъёма. Контактная группа USB Type-C содержит 24 вывода. Напомню, что у USB 1.0/2.0 имелось всего 4 контакта, а разъемам USB 3.0 потребовалось уже 9 выводов.


Если внимательно присмотреться к рисунку слева, то видно, что контакты имеют разную длину. Это обеспечивает их замыкание в определённой последовательности. На рисунке в центре мы видим наличие защёлок, которые должны удерживать воткнутый кабель и обеспечивать тактильный щелчок в процессе соединения-рассоединения. На правом графике изображена зависимость усилия в процессе вставки-вынимания разъёма.

Пики, которые мы видим на нём — это моменты срабатывания защёлки.

Можно констатировать, что разработчики стандарта сделали если не всё, то почти всё, чтобы разъём стал максимально удобным и надёжным: он вставляется любым концом и любой стороной с ощутимым щелчком. По их мнению, он способен пережить эту процедуру более 10 тысяч раз.

Многоликий симметричный янус

Крайне приятной и полезной особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъёма, позволяющий подключать его к порту любой стороной. Достигается это благодаря симметричному расположению его выводов.

По краям расположены выводы земли. Плюсовые контакты питания также расположены симметрично. В центре находятся контакты, отвечающие за совместимость с интерфейсом USB2 и младше. Им повезло больше всего — они дублируются и поэтому поворот на 180 градусов при соединении не страшен. Синим цветом помечены выводы, отвечающие за высокоскоростной обмен данными. Как мы видим тут всё хитрее. Если мы повернём разъём, то к примеру, выход TX1 поменяется местами с TX2, но одновременно и место входа RX1 займёт RX2.

Выводы Secondary Bus и USB Power Delivery Communication служебные и предназначены для общения между собой двух соединяемых устройств. Ведь им необходимо очень о многом друг другу рассказать, прежде чем начать обмен, но об этом позже.

А пока ещё об одной особенности. Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсального решения. Помимо непосредственной передачи данных по USB, он может также использоваться в альтернативном режиме (Alternate Mode) для реализации сторонних интерфейсов. Такую гибкость USB Type-C использовала ассоциация VESA, внедрив возможность передачи видеопотока посредством DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C располагает четырьмя высокоскоростными линиями (парами) Super Speed USB. Если две из них выделяются на нужды DisplayPort, этого достаточно для получения картинки с разрешением 3840×2160. При этом не страдает скорость передачи данных по USB. На пике это все те же 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Также передача видеопотока никак не влияет на энергетические способности порта. На нужды DisplayPort может быть выделено даже 4 скоростные линии. В этом случае будут доступны разрешения вплоть до 5120×2880. В таком режиме остаются не задействованы линии USB 2.0, потому USB Type-C все еще сможет параллельно передавать данные, хотя уже с ограниченной скоростью.

В альтернативном режиме для передачи аудиопотока используются контакты SBU1/SBU2, которые преобразуются в каналы AUX+/AUX-. Для протокола USB они не задействуются, потому здесь тоже никаких дополнительных функциональных потерь.

При использовании интерфейса DisplayPort, коннектор USB Type-C по-прежнему можно подключать любой стороной. Необходимое сигнальное согласование предусмотрено изначально.

Подключение устройств с помощью HDMI, DVI и даже D-Sub (VGA) также возможно, но для этого понадобятся отдельные переходники, однако это должны быть активные адаптеры, так как для DisplayPort Alt Mode, не поддерживается режим Dual-Mode Display Port (DP++).

Альтернативный режим USB Type-C может быть использован отнюдь не только для протокола DisplayPort. Возможно, вскоре мы узнаем о том, что данный порт научился, например, передавать данные с помощью PCI Express или Ethernet.

И этому дала, и тому дала. В общем… о питании.

Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи по нему энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для питания/зарядки мобильных устройств, но и для работы ноутбуков, мониторов, а если пофантазировать, то и небольшого лабораторного источника питания.

При появлении шины USB, передача энергии была важной, но всё же второстепенной её функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мыши и клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получать от неё уже 2,5 Ватта для питания, например, внешних жестких дисков формата 2,5”. Для USB 3.0 номинально предусмотрена сила тока в 0,9 А, что при неизменном напряжении питания в 5В гарантирует мощность в 4,5 Вт. Специальные усиленные разъемы на материнских платах или ноутбуках способны были выдавать до 1,5 А для ускорения зарядки подключенных мобильных устройств, но и это “всего лишь” 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим.

Для того чтобы наполнить такой энергией порт USB Type-C служит поддержка спецификации USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Если таковой нет, порт USB Type-C штатно сможет выдать на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) или 15 Вт (3А, 5 В) в зависимости от конфигурации. Для подробного описания этой спецификации в данной статье недостаточно места, да и всё равно я не сделаю это лучше, чем уважаемый stpark в своей замечательной статье.

Однако, совсем обойти эту архиважную тему не получится.

Для того, чтобы обеспечить мощность в 100 ватт при напряжении пять вольт потребуется ток в 20 ампер! Такое при габаритах кабеля USB Type-C возможно пожалуй только если изготовить его из сверхпроводника! Боюсь, что сегодня это будет обходиться пользователям дороговато, поэтому разработчики стандарта пошли по другому пути. Они увеличили напряжение питания до 20 Вольт. “Позвольте, но ведь оно выжжет напрочь мой любимый планшет” — воскликните вы, и будете совершенно правы. Для того, чтобы не пасть жертвой разъярённых пользователей, инженеры задумали хитрый трюк — они ввели систему силовых профилей. Перед соединением любое устройство находится в стандартном режиме. Напряжение в нём ограничено пятью вольтами, а ток двумя амперами. Для соединения с устройствами старого типа этим режимом всё и закончится, а вот для более продвинутых случаев, после обмена данными, устройства переходят в другой согласованный режим работы с расширенными возможностями. Чтобы познакомиться с основными существующими режимами глянем на таблицу.

Профиль 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, второй уже – 18 Вт, третий – 36 Вт, четвёртый целых – 60 Вт, ну а пятый нашу заветную сотню! Порт, соответствующий профилю более высокого уровня, поддерживает все состояния предыдущих по нисходящей. В качестве опорных напряжений выбраны 5В, 12В и 20В. Использование 5В необходимо для совместимости с огромным парком имеющейся USB-периферии. 12В – стандартное напряжение питания различных компонентов систем. 20В предложено с учетом того, что для зарядки аккумуляторов большинства ноутбуков используются внешние БП на 19–20В.

Пара слов о кабелях!

Поддержка описываемого в статье формата в полном объёме потребует огромной работы не только программистов, но и производителей электроники. Потребуется разработать и развернуть производство очень большого количества компонентов. Самое очевидное это разъёмы. Для того, чтобы выдерживать высокие токи питающего напряжения, не оказывать помех передаче сигналов очень высокой частоты, да ещё при этом не выходить из строя после второго коннекта и не вываливаться в самый неподходящий момент, качество их изготовления должно быть радикально выше по сравнению с форматом USB 2.

Для совмещения передачи энергии большой мощности и сигналом с гигабитным трафиком, производителям кабелей придётся серьёзно напрячься.

Полюбуйтесь, как выглядит подходящий для нашей задачи кабель в разрезе.

Кстати, об ограничениях на длину кабелей при использовании интерфейса USB 3.1. Для передачи данных без существенных потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.

Схемотехники производителей материнских плат, докстанций и ноутбуков долго будут ломать голову, как сгенерировать мощность порядка сотни ватт, а трассировщики, как подвести её к разъёму USB Type-C.

Производители чипов на низком старте.

Симметричное подсоединение и работа сигнальных линий в разных режимах потребует применения микросхем высокоскоростных коммутаторов сигналов. Сегодня уже появились первые ласточки. Вот, например, коммутатор от фирмы Texas Instruments, который поддерживает работу в устройствах как в режиме хоста так и ведомого устройства. Он способен коммутировать линии дифференциальных пар с частотой сигнала вплоть до 5ГГц.

При этом размеры чипа HDC3SS460 3.5 на 5.5 мм и в режиме покоя он потребляет ток порядка 1 микроампера. В активном же режиме — меньше миллиампера. Существуют и более продвинутые решения, например чипы производства NXP поддерживают частоту обмена до 10 ГГц.

Стали появляться и менеджеры питания, совмещённые с цепями защиты сигнальных линий от статики, например вот такое изделие от NXP

Оно предназначено для корректной обработки момента подключения разъёма, а так же размыкания цепи питания в случае неполадок. Данный чип уже поддерживает напряжение на VBUS до 30 вольт, а вот с максимальным коммутируемым током всё много хуже — он не должен превышать 1 ампера, что и понятно, учитывая габариты — 1.4 на 1.7 мм!

Безусловным лидером в этой области выступила Cypress, которая выпустила специализированный микроконтроллер с ядром ARM Cortex M0 поддерживающий все пять возможных для стандарта профилей питания.

Типичная схема включения для использования в ноутбуке даёт о нём некоторое представление, а подробнее с ним можно будет ознакомиться скачав даташит.

В отличие от чипа NXP он ориентирован на управление внешними силовыми ключами и поэтому может обеспечить коммутацию требуемых токов и напряжений, не смотря на свои малые размеры.

Внимание, Важная особенность для тех кто уже торопится заказать первые образцы — микроконтроллер не имеет USB интерфейса и не является полным и законченным решением. Он может служить только в качестве менеджера питания. В данный момент открыт предзаказ на поставку образцов и демонстрационных плат. Судьба этого микроконтроллера видимо будет во многом зависеть от того, снабдит ли фирма — производитель разработчиков референсными библиотеками для его использования в разных режимах.

Тот факт, что уже для него уже создано несколько демокитов сильно повышает вероятность последнего.

Лифт в небеса или Вавилонская башня.

Итак сегодня полностью сложилась революционная ситуация. Верхи не могут, а низы не хотят жить по старому. Всем надоела неразбериха с огромным количеством кабелей, зарядных устройств, блоков питания и их низкая надёжность.

Новый стандарт породил невиданную активность. Флагманы электронной индустрии — Apple, Nokia, Asus готовят к выпуску свои первые гаджеты с поддержкой USB Type-C. Китайцы уже штампуют кабели и переходники. На подходе докстанции и хабы с поддержкой высокой нагрузки по мощности. Производители чипов разрабатывают новые микросхемы и думают как бы запихнуть драйвер нового порта в микроконтроллер. Маркетологи решают куда воткнуть новый разъём, а инженеры чешут репу пытаясь реализовать многопрофильные устройства из уже имеющихся электронных компонентов.

Пока не ясно только одно. Что мы получим в результате? Удобный и надёжный разъём, который заменит львиную долю интерфейсов и найдёт повседневное применение, или вавилонское столпотворение, ведь ситуация может начать развиваться по не самому благоприятному сценарию:

Пользователи могут окончательно запутаться в многочисленных спецификациях и кабелях, которые будут выглядеть с виду совершенно одинаково, но при этом будут сертифицированы только под определённые профили. Попробуй разберись с ходу со всеми этими маркировками.

Но даже если получится, то это вряд ли решит проблему — китайцы без зазрения совести легко поставят на любой шнур любой значок. А если надо, то до кучи на каждую сторону одного кабеля разные, их не смутит даже если они будут взаимоисключающими.

Рынок наводнится невероятным количеством переходников разного калибра и сомнительного качества.

Пытаясь подключить одно устройство к другому никогда в результате не будешь знать к какому результату этот процесс приведёт и из-за чего коннект либо вовсе отсутствует, либо всё жутко глючит. То ли один из гаджетов не поддерживает нужный профиль, то ли поддерживает но не слишком корректно, то ли вместо качественного кабеля попалась его грубая китайской подделка. А что прикажете делать, если вдруг на вашем ноутбуке выйдет из строя единственный оставшийся на нём разъём?

Поживём — увидим как оно выйдет. Пока же будем надеяться на лучшее, хотя в переходный период точно придётся не легко. Понимаю, что моя статья ответила далеко не на все вопросы о новом стандарте, но пора закругляться и браться уже за работу, а то у меня вырисовывается как раз первый клиент, который уже мечтает о плате с поддержкой USB Type-C. Есть шанс протестировать это чудо технологий на практике и затем поделиться уже личным опытом.

До новых встреч.

P.S. Новый стандарт уже приводит к появлению весьма экзотических устройств. Так анонсирован кабель 100 метровой длины, который вроде бы никак не вписывается в стандарты. Вся фишка в том, что он активный. На обоих своих концах кабель имеет преобразователь сигналов USB3 интерфейса в оптический. Сигнал передаётся по оптике и на выходе конвертируется назад. Естественно он не передают энергию, а только данные. При этом каждый из преобразователей на его концах питается от разъёма к которому подключен.
Думаю, что в скором времени для подтверждения подлинности уважающие себя фирмы начнут вставлять в кабели активные метки. Проблема хабов породит невиданную активность у разработчиков и производителей DC-DC преобразователей. Как справедливо заметил уважаемый пользователь TimsTims может возникнуть например ситуация, что устройство, которое питает способно выдать только 12 вольт, а подключенные к нему устройства начнут затребовать скажем одно 5, другое 18.
В общем этот стандарт обещает прокормить не одного разработчика, да и производители в накладе не останутся.

habr.com

USB3.1 Type-C что это такое

Меня часто в реальной жизни спрашивают, что такое USB 3.1 в формате type-c. Сегодня я об этом расскажу, все что знаю. Чтобы сразу ответить на частые вопросы скажу, что type-c – это тип разъема, тогда как USB 3.1 – это стандарт. Новый, но не совсем, уже есть USB 4.0, но для смартфонов USB 3.1 это новый стандарт.


Схема USB Type-A (2.0).

Вернемся в прошлое, в эпоху USB 2.0 (хотя многие до сих пор его пользуют). Внутри кабеля USB 2.0 есть четыре медных проводника (контактные площадки), по двум из них передается питание, а по двум остальным – данные. Один из концов такого кабеля оснащен разъемом Type-A, именно он подключается к системе. Чаще всего его можно встретить на флешках, мышках, клавиатурах и т.п. Вторая же часть кабеля имеет разъем Type-B, или же его mini и micro версию, который подключается в устройство. Например, тот же mini-USB в телефонах прошлых лет. Максимальная пропускная способность таких кабелей равна 480 Мбит/с, а максимальный ток = 500 мА.


Разновидности коннекторов USB Type-A (2.0).

Но так как время идет и прогресс не стоит на месте, развиваются технологии и старых мощностей уже не хватает, для улучшения характеристик стандарта была разработана новая спецификация USB 3.0. В не максимальная скорость достигает 5 Гбит/с, а ток 900 мА. USB 3.0 включает в себя 5 дополнительных контактов, 4 из которых обеспечивают дополнительные линии связи. Увеличение максимальной пропускной способности и тока – основные показатели, которые выделяют USB 3.0 на фоне старой 2.0 версии.


Схема USB 3.0.

И вот, осенью 2013 года появляется обновленный стандарт USB 3.1, который и привнес нам разъем USB type-c. Вместе с ним мы получили передачу питания до 100 Вт и удвоение скорости передачи данных в два раза – до 10 Гбит/с по сравнению с версией 3.0. Теперь, USB type-c стал двухсторонним, то есть устанавливается на обеих сторонах разъема для установки подключения. То есть, как ни крути, не ошибешься, втыкать его в устройство можно любой стороной type-c разъема. Также USB 3.1 получил еще один стандарт Power Delivery, который, согласно спецификации, обеспечивает передачу питания до 100 Ватт, причем в обе стороны. На данный момент эта технология задействована не во всех ноутбуков, например, она есть в MacBook и Chrome Pixel. Что это дает ? Например, подключая ноутбук к монитору по кабелю type-c, вы можете одновременно и передавать изображение на монитор, и от блока питания монитора подзарядить свой ноутбук.

Многие компании в угоду трендам идут на ухищрения, ставя разъем USB type-c, а внутри оказывается старый разъем Type-A со всеми ограничениями по питанию и скорости передачи данных, о чем я всегда упоминаю в своих обзорах смартфонов. То есть снаружи это вроде-бы type-c, а внутри стоит распайка на Type-A (2.0).


Распайка внутри корпуса с type-c на 2.0.

В настоящее время, в топовых решениях материнских плат для ПК и в некоторых игровых ноутбуках Hi-End класса, уже начало внедрять стандарт USB 4.0. Максимальная пропускная скорость обновленного разъема составляет до 40 Гбит/c. Пропускная мощность USB 4.0 равна 100 Вт, как у Thunderbolt 3 (USB 3.1 type-C). Этой мощности и скорости до 40 Гбит/c хватает для подключения двух дисплеев с разрешением 4К или одного 5К-монитора.

texnoblogger.com

Типы USB: гид по различным стандартам

Наверх
  • Рейтинги
  • Обзоры
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры и ноутбуки
    • Комплектующие
    • Периферия
    • Фото и видео
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Техника для дома
    • Программы и приложения
  • Новости
  • Советы
    • Покупка
    • Эксплуатация
    • Ремонт
  • Подборки
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Фото и видео
    • Программы и приложения
    • Техника для дома
  • Гейминг
    • Игры
    • Железо
  • Еще
    • Важное
    • Технол

ichip.ru

Тестирование производительности интерфейса USB 3.1 / Материнские платы

Раньше, когда принятая у Intel стратегия «тик-так» не давала сбоев, а AMD старалась не сдавать своих позиций на рынке настольных процессоров, весна традиционно оказывалась периодом обновления не только для всей живой природы, но и для десктопных платформ. Совершенно неудивительно, что в этих условиях демонстрация новых продуктов на весенних отраслевых выставках прочно вошла в привычку у производителей материнских плат. Но в этом году давняя традиция грозила срывом: никаких новых наборов системной логики в ближайшее время не ожидается, и, казалось бы, производителям плат этой весной должно быть нечем порадовать своих поклонников. Однако прошедшая на прошлой неделе выставка CeBIT показала, что разработчики всё-таки нашли выход из положения, и этим выходом стал новый интерфейс USB 3.1.

Хотя никаких новых процессорных разъемов и чипсетов в ближайшей перспективе не ожидается, многие производители плат решили дополнить имеющуюся у них линейку продукции новыми моделями с поддержкой портов USB 3.1. Реализация таких портов не требует серьёзных инженерных затрат, зато позволяет увеличить привлекательность материнских плат путём расширения функциональности и добавления совместимости с внешними устройствами нового поколения. К настоящему моменту платы с новыми портами уже появились в ассортименте компаний ASUS, ASRock и MSI, и, очевидно, остальные производители плат присоединятся к «клубу USB 3.1» в самое ближайшее время.

А раз так, то самое время посмотреть, что же может дать новый интерфейс с практической точки зрения. Пока устройств с поддержкой USB 3.1 в продаже нет, но компания ASUS предоставила в наше распоряжение комплект оборудования, включающий не только пару плат с поддержкой USB 3.1, но и внешний USB 3.1-накопитель. Используя всю эту совокупность устройств, мы получили возможность провести подробное тестирование нового интерфейса.

⇡#Стандарт USB 3.1: что нового

Введённый в обиход ещё в 2009 году стандарт USB 3.0 (также известный как SuperSpeed USB) десятикратно повысил скорость передачи данных по сравнению с USB 2.0 (Hi-Speed USB) и получил теоретическую пропускную способность на уровне 5 Гбит/с. Тогда казалось, что такого впечатляющего прироста скорости должно хватить очень надолго. Но увеличение объёмов передаваемых данных и не думало замедляться, поэтому дальнейшее развитие интерфейса на этом не остановилось, и теперь ему на смену приходит новая версия – USB 3.1 (получившая маркетинговое название SuperSpeed+ USB). Она способна обеспечить очередное, теперь уже двукратное, увеличение полосы пропускания – до 10 Гбит/с. С практической точки зрения это означает, что вместо современных USB 3.0-устройств, реальная скорость передачи данных от которых составляет в лучшем случае 400-450 Мбайт/с, теперь смогут получить распространение их последователи с интерфейсом USB 3.1, которые будут способны отдавать и получать данные как минимум вдвое быстрее.

 

USB 1.x

USB 2.0

USB 3.0

USB 3.1

Теоретическая пропускная способность

12 Мбит/с

480 Мбит/с

5 Гбит/с

10 Гбит/с

Кодирование

8/10-бит

8/10-бит

8/10-бит

128/132-бит

Теоретическая скорость передачи данных

1,2 Мбайт/с

48 Мбайт/с

625 Мбайт/с

1250 Мбайт/с

Двукратное расширение полосы пропускания – не единственное преимущество нового стандарта USB 3.1. В дополнение к этому USB 3.1 использует и более эффективное кодирование данных, позаимствованное из протокола PCI Express 3.0. Если USB 3.0 предполагал кодирование по схеме 8/10-бит (к каждым восьми битам полезных данных добавляется два бита контрольной суммы), то USB 3.1 переходит на более совершенную схему кодирования 128/132 бит с исправлением ошибок. Иными словами, в то время как предыдущая версия протокола расходовала 20 % своей полосы пропускания на передачу служебной информации, теперь накладные расходы снижаются до менее чем 4 %. Причём новый алгоритм расчёта контрольных сумм позволяет исправлять однобитовые искажения в 128-битном пакете без необходимости его повторной передачи. В результате интерфейс USB 3.1 на практике способен обеспечивать полезную пропускную способность, превосходящую скорость USB 3.0 даже более чем вдвое. Путём простого арифметического подсчёта несложно получить, что скорость передачи полезных данных по USB 3.1 может достигать величин более 1,2 Гбайт/с. Однако это – лишь теория, и из этого числа необходимо вычесть издержки драйвера, добавки, возникающие при формировании пакетов, неэффективность микропрограммного обеспечения и прочее. А значит, в итоге мы вполне можем ожидать практического максимума скорости где-то в районе 1 Гбайт/с, что выразится в уменьшении времени передачи больших объёмов данных по сравнению с USB 3.0 примерно в 2,4-2,5 раза.

В новый стандарт заложены и другие усовершенствования, уже не касающиеся скорости. Например, электрическая реализация портов при использовании особых разъёмов и специальной схемы подключения предполагает их способность отдавать до 100 Вт мощности. Это значит, что порты USB 3.1 в некоторых случаях будет допустимо использовать не только для питания переносных устройств хранения данных и для зарядки смартфонов и планшетов, но и даже для подпитки энергией, например, полноценных ноутбуков. В дополнение к этому выполненные в соответствии с новым стандартом USB-кабели получили поддержку специального «альтернативного режима», который позволяет передавать аудио и видео по протоколу DisplayPort.

Немалым достоинством стандарта USB 3.1 выступает его обратная совместимость. Это значит, что порты USB 3.1 способны работать в режимах USB 1.x, 2.0 и 3.0. То есть как старые устройства можно подключать к новым портам, так и новые устройства без каких-либо ограничений смогут работать в старых системах.

Впрочем, всё-таки существует один нюанс, который может несколько ограничить совместимость устройств и портов USB 3.1. Дело в том, что новая версия стандарта вводит в употребление ещё один тип разъёма – так называемый USB тип C. Это значит, что появляется дополнительный, независимый вариант портов, который не имеет механической совместимости ни с какими другими разъёмами.

Но даже несмотря на это, разъёмы USB типа C имеют сразу несколько преимуществ по сравнению с остальными реализациями. Самое главное — их можно беспрепятственно переворачивать на 180 градусов: они не имеют верха и низа и их стороны равноправны. Таким образом, вероятность правильно воткнуть штекер в порт увеличивается вдвое – это всегда можно будет сделать с первого раза. Кроме того, новый коннектор имеет сравнительно скромные габариты – он немного похож своими размерами на micro-USB тип B, обычно используемый в смартфонах, а значит, внедрение портов USB типа C может стать повсеместной тенденцией и со временем они станут негласным стандартом для портов USB, которыми будут оснащаться любые устройства.

⇡#USB 3.1 в исполнении ASUS

Компания ASUS смогла начать внедрение USB 3.1 на своих материнских платах одной из первых. Это неудивительно, так как наибольших успехов в разработке необходимых контроллеров достигла компания ASMedia, состоящая с ASUS в тесных партнёрских отношениях. В результате сегодня ASUS может предложить сразу два различающихся варианта реализации портов USB 3.1 – непосредственно на плате или через дочернюю PCIe-карту. Полный список моделей материнских плат, в которых появилась поддержка новых портов, выглядит следующим образом:

  • Rampage V Extreme/U3.1;
  • X99-Deluxe/U3.1;
  • X99-Pro/USB3.1;
  • X99-A/USB3.1;
  • X99-E WS/USB3.1;
  • Z97-Deluxe/USB3.1;
  • Z97-Pro(Wi-Fi ac)/USB3.1;
  • Z97-A/USB3.1;
  • Z97-E/USB3.1;
  • Z97-K/USB3.1;
  • Sabertooth Z97 Mark 1/USB3.1;
  • B85M-G Plus/USB3.1;
  • B85-Plus/USB3.1.

Те платы, которые имеют в своём названии маркировку USB3.1, оборудуются двумя портами USB 3.1, выведенными на заднюю панель. Модели же с суффиксом U3.1 комплектуются дополнительной PCIe x2-картой с двумя такими портами.

Обратите внимание, в приведённом списке фигурируют лишь платы для процессоров Intel, и в нём почти нет плат серии ROG. Однако это не значит, что у приверженцев таких решений нет шансов заполучить в свою систему новомодные порты USB. Попутно ASUS готова предложить и отдельную PCIe x2-карту расширения с двумя портами USB 3.1, которую можно будет приобрести независимо от материнской платы.

Нам же на тестирование достались две материнские платы: ASUS X99-A/USB3.1 и ASUS Z97-A/USB3.1.

Хотя они и имеют между собой коренные различия, так как поддерживают процессоры разного класса (LGA2011-3 и LGA1150), принципы реализации USB 3.1 на этих платах оказались совершенно одинаковыми. Обновлённые версии материнских плат почти полностью повторяют дизайн предшественниц — ASUS X99-A и ASUS Z97-A, — а изменения кроются лишь в появлении на них дополнительного чипа ASMedia ASM1142, который представляет собой двухпортовый контроллер USB 3.1, подключаемый либо к одной линии PCIe 3.0, либо к двум линиям PCIe 2.0. На обеих платах реализован второй вариант, то есть контроллер USB 3.1 в реализации ASUS использует чипсетные линии PCI Express, разделяемые с одним из имеющихся на плате слотов PCI Express 2.0 через мультиплексор. А это значит, что выбран далеко не самый быстрый вариант: на контроллер, реализующий два порта USB 3.1 с максимальной пропускной способностью 1,25 Гбайт/с, приходит шина с реальной полосой пропускания менее 1 Гбайт/с, да ещё и не напрямую, а через промежуточные узлы. Впрочем, на данный момент этого должно хватать: скоростные возможности USB 3.1 по современным меркам явно избыточны.

Контроллер USB 3.1 ASMedia ASM1142

Сами порты USB 3.1 выведены на платах ASUS на заднюю панель в виде традиционных разъёмов типа A. Для их визуального выделения используется видоизменённая цветовая схема: в то время как порты USB 3.0 имеют сердцевину синего цвета, у USB 3.1 она бирюзовая.

ASUS X99-A/USB3.1

ASUS Z97-A/USB3.1

Таким образом, нетрудно заметить, что на ASUS X99-A/USB3.1 порты USB 3.1 заняли место пары портов USB 3.0, которые на прошлой версии этой платы были реализованы дополнительным контроллером ASMedia, а на Z97-A/USB3.1 разъёмы USB 3.1 заменили пару чипсетных портов USB 2.0. В части же остальных характеристик между X99-A и Z97-A и их преемницами X99-A/USB3.1 и Z97-A/USB3.1 никаких различий нет.

Как видите, ASUS пока воздержалась от добавления на свои платы нового USB-разъёма типа C. И это касается не только рассматриваемой пары материнок, но и всей линейки USB 3.1-продуктов. Инженеры решили, что на данном этапе для пользователей важнее совместимость. Устройства, использующие интерфейс USB 3.1, только-только начинают свой жизненный путь, а порты USB 3.1 типа A, которые устанавливаются на платы, без каких-либо ограничений работают со всем старым USB 1.x/2.0/3.0-оборудованием по стандартным кабелям.

Учитывая отсутствие на рынке внешних устройств с новым интерфейсом, компания ASUS предоставила нам не только платы, но и инженерный образец собственного внешнего USB 3.1-контейнера. Однако это – не пример перспективного продукта, а лишь экспериментальный образец, который никогда не будет воспроизводиться серийно.

Устройство собрано во внешнем корпусе для 2,5-дюймовых накопителей Lian Li EX-M2. При этом внутри контейнера находится не обычный SSD, а плата, объединяющая два mSATA-накопителя в RAID-массив. Основывается она на контроллере ASMedia ASM1352R, как раз предназначенном для подключения к интерфейсу USB 3.1 одного или нескольких SATA-накопителей. Поскольку данный чип представляет собой вполне стандартное и общедоступное решение, можно ожидать, что агрегаты, подобные нашему экспериментальному тестовому устройству ASUS, через некоторое время смогут предложить другие производители, традиционно занимающиеся компьютерной периферией.

В варианте же, предоставленном ASUS, в RAID-массив уровня 0 было объединено два mSATA-накопителя Samsung SSD 840 EVO ёмкостью по 250 Гбайт каждый. Благодаря этому полученный 500-гигабайтный массив обладает возможностью выдавать при последовательных операциях скорости, существенно превышающие пропускную способность интерфейса SATA 6 Гбит/с. В частности, по утверждению инженеров ASUS, предельные пиковые результаты устройства при подключении через интерфейс USB 3.1 могут достигать величины 860 Мбайт/с.

Начинка ASUS USB 3.1 Enclosure

Внешний накопитель ASUS для своей работы требует подсоединения сразу двух USB-кабелей. Через старомодный разъём micro-B USB на него подаётся питание, а современный разъём типа C служит для передачи данных. Кроме того, по соседству с разъёмами располагается технологическая перемычка и три диагностических светодиода. Отметим, что одновременное использование для подключения контейнера к ПК сразу двух USB-разъёмов в данном случае избыточно, и серийные продукты наверняка смогут обходиться одним разъёмом, например типа C, на который допускается вешать электрическую нагрузку мощностью до 15 Вт.

Кабель ASUS USB 3.1 Enclosure: с одного конца USB Type A, с другого – USB Type C

⇡#Технология ASUS USB 3.1 Boost

Говоря о стандарте USB 3.1 и о росте скорости этого интерфейса, нельзя не упомянуть и о том, что инженеры компании ASUS проделали дополнительную работу и активировали в стандартном протоколе передачи данных некоторые по умолчанию отключенные оптимизации – режимы Turbo и UASP. Они были доступны на платах ASUS и для USB 3.0, но теперь их адаптировали для нового стандарта, что должно позволить достичь более высокой скорости передачи данных по интерфейсу USB. Конечно, максимальная теоретическая пропускная способность при этом не превышается, однако включение технологии USB 3.1 Boost использует возможности интерфейса более эффективно и дополнительно приближает реальные скорости к теоретическому максимуму.

В стандартном режиме передачи данных BOT (Bulk-only transport), который остался неизменным со времён первых версий USB и используется по умолчанию, информация и команды передаются через интерфейс последовательно, причём никакая параллельная обработка при этом не поддерживается, все команды обрабатываются по одной за раз. Очевидно, что при такой схеме производительность интерфейса оказывается напрямую связанной с размером транзакций. В частности, переход на более крупные пакеты снижает трафик, приходящийся на долю команд и служебной информации, и увеличивает скорость при последовательной передаче данных, то есть при обмене большими файлами. Однако у увеличения размера транзакций есть и обратная сторона: производительность при передаче мелких порций информации, размер которых меньше объёма транзакции, замедляется. Поэтому инженеры ASUS в своём режиме Turbo, суть которого заключается в оптимизации размеров транзакций BOT-протокола, применили комбинированный подход. В новой версии этого режима, которая была введена именно для USB 3.1, не просто увеличивается размер транзакций. Для того чтобы исключить возможные падения производительности, теперь добавлено ещё и кеширование, которое должно минимизировать случаи передачи небольших порций данных.

Более того, в дополнение к обновлённому Turbo-режиму инженеры ASUS добавили и включение нового протокола UASP (USB Attached SCSI Protocol), который появился в стандарте USB 3.0. Он предполагает использование наборов команд SCSI поверх USB-транспорта. Принципиальное отличие UASP заключается в его многопоточности и способности обрабатывать по несколько команд одновременно, что снижает время ожидания и поднимает скорость передачи за счёт увеличения полезной загрузки интерфейса. UASP предусматривает выделение четырёх независимых каналов, разделяющих обмен данными, командами и статусом по разным конвейерам. Фактически UASP добавляет многозадачность и возможность перестановки команд в очереди (аналог NCQ) для USB, однако для работы этого протокола требуется специальная поддержка как со стороны хоста, так и со стороны клиента. К сожалению, UASP поддерживали далеко не все устройства и контроллеры USB 3.0, однако с вводом в употребление стандарта USB 3.1 ситуация, вероятно, изменится к лучшему, и эффективность этого параллельного протокола смогут ощутить все пользователи без исключения.

На платах ASUS активация режимов UASP и Turbo выполняется через входящую в пакет AI Suite III специализированную утилиту ASUS USB 3.1 Boost.

Эта утилита проверяет совместимость портов и подключенных устройств и вносит необходимые настройки в параметры USB-драйвера.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? / Habr


USB Type-C

Что такое USB Gen 1, Gen 2 и Gen 2×2? (предыстория от февраля 2019)


Раньше найти USB побыстрее было просто: выбирайте USB 3.0 вместо USB 2.0, и всё. Но теперь вам придётся разобраться в том, чем отличаются USB 3.2 Gen 1, Gen 2 и Gen 2×2 – а также в том, чем отличаются разные типы SuperSpeed.

Раньше маркировка была проще


Давным-давно USB было два основных вида, 2.0 и 3.0. И всё, что вам нужно было о них знать – это то, что 3.0 был быстрее, чем 2.0. Вы могли купить флэшку стандарта USB 2.0, воткнуть её в компьютер с разъёмами USB 3.0, и она подошла бы – просто медленнее, со скоростями 2.0. Ну а если бы вы купили флэшку USB 3.0 и воткнули в разъём 2.0, то также получили бы скорости от 2.0.

Если же вам нужно было достичь максимальной скорости, вы покупали флэшку USB 3.0 и вставляли её в разъём USB 3.0. Всё это было просто и понятно. Но с момента появления USB 3.1 всё поменялось.

USB 3.1 мутит воду маркировок


Форум по внедрению USB, сокр. USB-IF (USB Implementers Forum), поддерживает спецификации USB и их выполнение, и отвечает за маркировку кабелей и устройств USB. Когда она ввела USB 3.1, то вместо того, чтобы так всё и оставить, отличая этот вариант от USB 3.0, она решила назвать новый стандарт «USB 3.1 Gen 2». А USB 3.0 задним числом переименовали в USB 3.1 Gen 1.

Чтобы усложнить всё ещё сильнее, собственные имена дали ещё и скоростям передачи. USB 3.1 Gen 1, изначально известный, как USB 3.0, поддерживает скорость 5 Гбит/с – её назвали SuperSpeed.

USB 3.1 Gen 2 поддерживает скорость в 10 Гбит/с – это назвали SuperSpeed+. Технически он достигает её через кодирование 128b/132b в полностью двустороннем режиме. Полностью двусторонний [full-duplex] режим – крутая штука, поскольку информацию можно и передавать, и получать одновременно. Поэтому он работает быстрее.

Разница между этими двумя вариантами немного сбивала с толку. Но если просто запомнить, что Gen 2 лучше, чем Gen 1, всё будет ОК. Чтобы помочь различать скорости, USB-IF также разработал логотипы, которые производитель может использовать только после получения сертификата, доказывающего соответствие кабеля обещанным спецификациям.

USB 3.2 – ещё быстрее, ещё запутаннее


В прошлом сентябре USB-IF подробно описал новые возможные скоростные режимы для USB-C и начало спецификации USB 3.2. USB 3.2 будет способен на скорость в 20 Гбит/с. Это в два раза быстрее, чем у USB 3.1 Gen 2. Если вам интересно, как кабель может так быстро удвоить скорость, не меняя ни размер, ни разъёмы – очень просто. У USB-продуктов, способных на скорость в 20 Гбит/с, есть два канала на 10 Гбит/с. Это похоже на упаковку большего количество провода в такой же кабель.

Как и у предыдущих версий, новый стандарт обратно совместим для базовых вариантов использования – однако увеличения скорости без нового железа вы не получите. Если вы покупаете жёсткий диск, обещающий передачу данных на 20 Гбит/с, и подключаете в имеющийся у вас компьютер, то работать он будет, но медленнее, чем то, на что способны USB-порты вашей машины. Чтобы насладиться всеми преимуществами, вам придётся обновить железо с обоих концов.

На всемирном мобильном конгрессе 2019 года USB-IF объявил о новой схеме маркировки нового стандарта. И опять старую схему собираются переименовать задним числом.

Теперь у нас то, что раньше было USB 3.0, со скоростью 5 Гбит/с, станет USB 3.2 Gen 1. USB 3.1 Gen 2, со скоростью в 10 Гбит/с, станет USB 3.2 Gen 2.

Новый стандарт на 20 Гбит/с назовут USB 3.2 Gen 2×2, прерывая предсказуемую последовательность. Физически у него есть два канала по 10 Гбит/с, отсюда и 2×2. В названии есть логика, но оно сбивает с толку, и вам нужно разбираться в железе, чтобы понять его смысл.

Изготовители вместо этого должны писать SuperSpeed


USB-IF не хочет загружать пользователей подобными терминами. Вместо этого он хочет, чтобы продукты Gen 1 рекламировались, как SuperSpeed USB. Он предлагает производителям распространять продукты Gen 2 под именем SuperSpeed USB 10 Гбит/с, а Gen 2×2 под именем SuperSpeed USB 20 Гбит/с. Но это не значит, что производители обязаны использовать такие наименования. Они могут использовать номенклатуру Gen 2.2, или, если не хотят проводить проверку на соответствие, просто не использовать логотипы и называть всё это как угодно.

Если производители подчинятся, то вопрос с наименованиями будет решаться довольно легко. Нужно посмотреть, есть ли в названии SuperSpeed, и число после него. Если этого нет, то это самый медленный вариант USB 3.2. Если есть число 10 или 20, то это обещание 10 или 20 Гбит/с. Возможно, было бы лучше, если бы USB-IF назвал самый медленный вариант SuperSpeed USB 5 Гбит/с. Но, по крайней мере, наименование звучит довольно логично.

В теории, делу должны помочь логотипы USB. На изображении выше видно, что SS и 10 обозначают USB-кабель как SuperSpeed, поддерживающий скорость в 10 Гбит/с. К сожалению, USB-IF пока не дал официального логотипа для сертификата SuperSpeed USB 20. Вероятно, логотип будет такой же, только вместо 10 будет 20. Но пока это неизвестно.

Если вы вспомните ранние проблемы с USB-C, то ситуация покажется вам довольно знакомой. Внимательно читайте описание кабелей, покупайте их только у проверенных поставщиков. В прошлом мы рекомендовали кабели Amazon Basics, но даже с ними нужен глаз да глаз. К примеру, вот этот кабель от Amazon Basics формата USB-C обеспечивает только скорости от 2.0. А вот этот кабель, который выглядит почти так же, обеспечивает скорость в 10 Гбит/с, и промаркирован, как USB 3.1 Gen 2. И, естественно, это относится не только к кабелям, а вообще к любому оборудованию с разъёмами USB-C.

К сожалению, путаница с наименованиями остаётся. При покупке USB придётся потратить усилия, чтобы знать, что именно вы получаете.

Текущее положение дел (сентябрь 2019)


Новая спецификация USB утверждена. Скоро можно будет переходить с USB 3.2 Gen 2×2 на USB4 Gen 3×2. Только не надо использовать USB4 Gen 2×2 – она нисколько не быстрее предыдущего поколения. Запутались? Добро пожаловать в USB.

И маркировка – не единственное, что может вас запутать. USB-кабели, похожие снаружи, часто могут сильно отличаться внутри. А из-за плохого кабеля ваше устройство вообще может сгореть.

Маркировка моделей USB4 (опять!) запутана


Когда-то маркировка USB была простой. Помните USB 2.0 и USB 3.0? Это было удобно. Всё начало усложняться с появлением USB 3.1 и USB 3.2. А теперь USB4 запутывает всё ещё больше – и, да, он называется USB4. Вы не должны называть его USB 4.0.

Форум по внедрению USB, сокр. USB-IF (USB Implementers Forum), – промышленная группа, управляющая стандартом, — говорит, что USB «предлагает скорости до 40 Гбит/с». Вот только скорости бывают разные. Инженер, знакомый со спецификацией, объяснил это изданию TechRepublic:

После выхода спецификаций можно ожидать новой волны путаницы, — сказал наш источник. – Появится маркировка USB4, однако придётся уточнять, что именно имеется в виду, поскольку у неё будут разные варианты. По определению, USB4 должна быть, по меньшей мере, Gen 2×2, что даст вам 10 Гбит/с * 2, то есть 20 Гбит/с. Также будет USB4 Gen 3×2, по 20 Гбит/с на канал. 20 * 2 даст вам 40 Гбит/с".

В итоге всё запутывается. Стандарта USB 3.0 уже нет – его переименовали задним числом в USB 3.1 Gen 1, а потом в USB 3.2 Gen 1. То, что должно было называться USB 3.1, назвали USB 3.1 Gen 2, а потом USB 3.2 Gen 2. Следующую версию, которая должна была называться USB 3.2, назовут USB 3.2 Gen 2×2, вопреки логической последовательности.

Ситуация с «поколениями» (Gen) USB абсурдно запутана и за ней крайне сложно следить, особенно когда USB-IF постоянно переименовывает предыдущие поколения стандарта.

Не все USB-кабели были созданы равными


Допустим, вы хотите воспользоваться преимуществами скоростей на 40 Гбит/с. Вам нужно будет купить кабель, сертифицированный на 40 Гбит/с. Вы не сможете просто взять любой старый кабель и ожидать, что он будет работать на таких скоростях. Однако сертификация не обязательна. Какие-то несертифицированные кабели тоже смогут правильно работать, и какие-то производители кабелей не озаботятся сертификацией своей продукции.

Однако отличаться могут не только скорости передачи данных. Не каждый кабель может выдавать необходимую мощность. Разные кабели будут заряжать устройства с разной скоростью. Только потому, что у кабеля есть возможность передавать данные на большой скорости, не означает, что он будет быстро заряжать устройства – и наоборот.

Ситуация с кабелями продолжает усложняться. И если мы уже определились с прекрасным разъёмом USB-C, который можно втыкать любой стороной, то остальная часть кабеля стала менее стандартной и более противоречивой.

И даже если кабель со стороны кажется новым, то внутри он может и не быть таким. Многие кабели USB-C внутри, по сути, представляют собой лишь USB 2.0. Они разработаны для зарядки, а не для высоких скоростей. В некоторые кабели встроена поддержка «альтернативных режимов», к примеру, Thunderbolt 3. Это совместный проект Intel и Apple, предлагающий скорость в 40 Гбит/с. Однако такую скорость способны развивать только устройства с Thunderbolt 3 внутри, и чтобы воспользоваться ею, вам нужен кабель с поддержкой Thunderbolt 3.

USB4 немного упрощает эту ситуацию, устраняя необходимость в Thunderbolt 3 и предлагая 40 Гбит/с – но, опять-таки, только если у вас есть устройства, поддерживающие её, и специальный кабель.

Существуют и другие альтернативные режимы, например, HDMI и MHL. Не все USB-кабели были созданы равными.

Плохие кабели USB-C всё ещё существуют


С первых дней существования USB-C на прилавках таятся плохие кабели. Некоторые из таких кабелей могут даже сжечь ваше устройство, если вы подключите их к ноутбуку или какому-то другому зарядному устройству. Сам по себе кабель USB-C должен, по идее, предотвращать получение слишком большой энергии устройством от зарядника.

Но многие производители кабелей не заботятся о правильной схеме работы их продукта. Некоторые кабели позволяют устройствам получать слишком много энергии, когда они подключаются к заряднику через традиционный порт USB-A. Известен случай, когда даже официальный зарядный кабель, поставлявшийся со смартфоном Oppo OnePlus, оказывался плохим. Когда вы заряжали телефон Oppo, всё было нормально, но если вы подключали этот USB-C кабель к другому телефону, тому могло прийтись плохо.

Вы должны не просто взять первый попавшийся кабель для зарядки, но проявить разумную осторожность и изучить этот вопрос. К счастью, процесс сертификации от USB-IF должен помочь гарантировать успех в поисках хорошего кабеля. Ищите отметку о сертификате. Однако не все кабели имеют сертификат. Несертифицированных кабелей полно, и многие из них даже прекрасно работают!

Нам нравятся кабели AmazonBasics – они недорогие, сертифицированные, и явно размечены по скоростям. И да, названия у них могут сбивать с толку, поскольку USB – штука сложная: «AmazonBasics USB Type-C to USB-A Male 3.1 Gen2».

Неудивительно, что Apple до сих пор не может отказаться от Lightning

Apple до сих пор использует на своих iPhone порты Lightning. Эти разъёмы похожи на USB-C, однако они проприетарные. Apple сама делает свои кабели для Lightning, однако их могут делать и другие производители. Есть только один нюанс: Apple должна выдать сертификат на кабель и поставить особый чип, чтобы кабель заработал. В отличие от USB, производители не могут делать ненадёжные кабели, которые вроде бы работают, но с проблемами. У Apple есть право вето благодаря сертификации MFi.

И кабель Lightning бывает только одного вида. У него нет никаких разных «режимов работы», которые бы существовали в одном кабеле, и имели сбивающие с толку названия вроде «Lightning 3.2 Gen 2×2» или «Lightning4».

Как бы это ни раздражало индустрию, но Apple, не отказываясь от кабелей Lightning, реально упростила ситуацию, сделала её менее запутанной. Стандарт USB получает всё лучшее железо, но кабели USB только усложняются и запутывают всех с каждым новым поколением. Зря USB-IF не использовала USB4 как возможность всё упростить.

habr.com

Подробнейший обзор контроллера c USB 3.1 + USB type-C. QICENT PU31-1P1C-BK (теория\ тесты\ сравнение)

Кому интересно как работает современный USB 3.1 контроллер с USB type-C разъёмом — прошу на смотрины. Вас ждут высокие скорости и куча графиков. Прислали товар на обзор сразу после обзора кабелей с USB type-C, теперь есть через что тестировать.

Распаковка и изучение

Посылка шла 22 дня (майские праздники). Упакована была в жёлтый бумажный пакет. Внутри картонная коробка слегка примята. В коробке имеется сама карта расширения, пару винтиков, драйвера на диске и брошюрка.


Устройство основано на чипе Asmedia ASM1142. Этот чип часто используется в материнских платах и прочих устройствах. Он реализует два USB 3.1 порта. USB type-C порт отдельно обслуживается коммутатором ASM1542, который нужен для специфического функционала, вроде определения типа устройства на другом конце провода.

Установка

Устанавливается устройство в PCI-e x4 слот. В моём случае, на материнской плате «PCI Express x16 2.0» порт на самом деле имеет всего x4 PCI-e линии, так что для тестов был использован именно он. Контроллер не работает, если ему не подать питание через SATA разъём.

После включения компьютера среди устройств появляется USB Controller, на который требуются драйвера. Установка с диска прошла успешно и в системе появляются устройства [USB Root Hub] и [ASMedia XHCI 1.1 Controller]. Операционная система рапортует, что устройство работает на скорости PCI-e x2. В спецификации на контроллер ASM1142 написано, что он умеет работать в режиме PCI-e x2 (2.0) или в режиме PCI-e x1 (3.0), что идентично по результирующей пропускной способности. Перед тестированием хочу напомнить скоростные характеристики различных интерфейсов.

  • USB 2.0 – 0.48 Gbit\s
  • USB 3.0 – 5 Gbit\s
  • USB 3.1 (gen1) – 5 Gbit\s
  • USB 3.1 (gen2) – 10 Gbit\s
  • PCI-e x4 (2.0) — 16 Gbit\s
  • PCI-e x2 (2.0) — 8 Gbit\s

Получается, что через обозреваемый контроллер можно пропустить всего 8 Gbit\s, в то время как каждый порт USB 3.1 позволяет развить скорость в 10 Gbit\s. Жаль, что у меня нет устройств, которые развивают хотя бы 8 Gbit\s. Есть два SSD, но у них скорость чтения даже суммарно не превышает 7.4 Gbit\s.

Тесты

К тестированию я готовился долго. Проводил тесты, пытался получить стабильный результат. В итоге тестовый стенд сформировался следующим образом:
— SSD Intel S3500 240GB (2 штуки)
— SSD Kingston SNV425-S2 128GB
— USB 3.0 карман Zalman ZM-VE400
— USB 3.1 карман Agestar 31UB2A12 (2 штуки)
— кабель USB type-C > micro USB 3.0
— кабель USB type-C > micro USB 2.0
— кабель USB type-A > micro USB 3.0 (комплектный Zalman)
— программа AS SSD benchmark v1.9
— компьютер MSI B75-G43\ Core i5 3330 (3.0Ghz)\ 16GB\ Windows 7 x64
— Intel B75 chipset USB 3.0 eXtensible host controller (8086\1E31)
— QICENT PU31-1P1C-BK USB 3.1 controller


Тест 1

сравнение USB 3.1 и USB type-C
Проверялась скорость работы через USB type-A и USB type-C исследуемого контроллера. В таблицу занесены данные приложения AS SSD, взятые при подключении к карману двух разных SSD. Из основных результатов были взяты только значения последовательного чтения и записи (как максимально отличающиеся). А остальные значения (ISO, Program, Game) были взяты из дополнительного набора тестов AS SSD. Накопители подключались через карман Zalman ZM-VE400.

По итогам видно, что даже старый SSD Kingston с использованием кармана, у которого контроллер ограничен скоростью чтения в 250 МБ\с, показывает маленький, но прирост в скорости. Тесты проводились по несколько раз, результаты плавали, но разница в 5-10 МБ\с оставалась.

Тест 2

сравнение Intel USB hub и QICENT USB hub
На этот раз проверялась скорость работы двух разных SSD через Qicent контроллер и встроенный контроллер от Intel. Использовались различные кабели, даже с USB 2.0. Накопители подключались через карман Zalman ZM-VE400.

Тесты показали что, плата расширения от Qicent даже в режиме USB 3.0 быстрее встроенного контроллера от Intel. Но вот в режиме USB 2.0 ситуация меняется.

Тест 3

питание кармана Zalman
Я постарался получить информацию, сколько получает одно устройство от разных портов и через разные кабели. Тест имеет некоторую погрешность, так как я забирал значения о напряжении не калиброванным тестером, а с дисплея USB кармана (во время простоя). С другой стороны, это хороший способ оценить получаемое напряжение одним устройством в разных ситуациях.

Тест 4

максимальная скорость передачи данных.
Увеличить скорость передачи можно используя карман с USB 3.1 контроллером. Для этого пришлось приобрести два кармана Agestar (31UB2A12 Black). В них я установил два SSD Intel S3500 240GB. Теперь разница между USB 3.0 и USB 3.1 контроллерами должна быть видна гораздо сильнее.

Но я пошёл ещё дальше. Я попытался проверить пропускную способность контроллера запуская по два теста одновременно. В каждом окне AS SSD я выбирал один из SSD и одновременно нажимал кнопку [Start]. В таблице я сравниваю разницу в скорости работы одного SSD Intel от интерфейса SATA 3.0, от Intel USB хаба и от Qicent USB хаба. Под обозначением «2хAGE 3.1 — 3.0 Intel» прячется суммирование результатов двух программ (чтения, записи и прочего).

Не знаю в чём причина, но две копии программы не всегда могли пройти все тесты, пока я не отключил пункт «кеширование» в настройках обоих SSD. Так что в тесте «2xAGE 3.1 — 3.1 Qicent» именно из-за отключения кеширования видно значительное падение производительности. Но иначе я бы не получил никаких цифр вообще. В итоге суммарная скорость чтения в 660 МБ\с выглядит неплохо.

Выводы

Устройство работает. Устройство опережает своего собрата почти во всех тестах. Порт USB type-C показал себя надёжным и производительным. Кабели удобно вставлять и вытаскивать, а скорость даже выше, чем у соседнего USB type-A 3.1. Если нужны два гнезда именно USB type-A – у производителя есть контроллер Qicent PU31-2P-BK

достоинства
— скорость работы USB 3.1 контроллера чуть выше, даже если у вас USB 3.0 устройства
— скорость работы через USB type-C разъём чуть выше, даже если у вас не C-to-C кабель
— напряжение питания через USB type-C разъём чуть выше остальных. (в пределах одного теста)
— добраться до максимума пропускной способности контроллера не удалось из-за проблем с программой и отсутствия сверхбыстрых SSD. Но суммарная скорость 661МБ\с при чтении и 545 МБ\с при записи довольно внушительны.

недостатки
— не нашёл драйвера на страничке товара официального сайта Qicent

На закуску.

А вам слабо?

P.S. Тестирование фигурирующих в обзоре USB type-C кабелей

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

в чем разница между USB Type C и USB 3.1? |

Последние изменения и улучшения технологии USB расширяют выбор интерфейсов для пользователей. Вначале форум по внедрению USB (USB Implementers Forum) переименовал интерфейс USB 3.0 в USB 3.1 Gen 1. При этом технические характеристики интерфейса остались прежними. Затем форум представил USB 3.1 Gen 2 и новый тип физического разъема, который получил название — USB Type C. Мы решили пролить свет на ситуацию вокруг этих стандартов и разъемов.


Технология USB 3.1

В настоящее время технология USB 3.1 Gen 1 (бывш. USB 3.0) поддерживается как стандарт новейшими операционными системами MacOS, Linux и Windows. Интерфейс обеспечивает максимальную теоретическую пропускную способность 5 Гбит/с и актуальную до 3,4 Гбит/с и до 900 мА тока для устройств. В отличие от USB 2.0 версия 3.1 работает в полнодуплексном режиме, другими словами, возможна одновременная отправка и прием данных.

USB 3.1 Gen 2 предлагает пользователям пропускную способность вдвое больше, чем Gen 1: 10 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 не является стандартом для Intel или AMD, но может поддерживаться сторонними драйверами и контроллерами. И хотя Gen 2 получил небольшие изменения протокола, он поддерживает обратную совместимость с Gen 1.

Сфера применения USB 3.1

Итак, технология USB 3.1 предоставляет пользователю значительно увеличенную производительность по сравнению с USB 2.0. При использовании съёмных накопителей будет обеспечена более быстрая передача данных: больших видеофайлов и изображений. USB 3.1 обеспечит поддержку высоких разрешений и частоты кадров для камер, используемых в системах машинного зрения на производственных линиях. Соответственно, и PTZ камеры, используемые как в системах видеонаблюдения, так и в системах видеоконференцсвязи без использования аппаратного кодека, могут поддерживать разрешение 1080p60 и выше. Несомненно, это улучшает качество и уменьшает стоимость систем для видеоконференций, а также позволяет пользователям подключать свои собственные устройства к Skype и WebEx.

Схема расположения выводов USB 3.1

Как и USB 3.0, USB 3.1 получил дополнительные контакты для поддержки SuperSpeed. Контакты D+ и D- остались прежними, включая (power) и (ground). Для обслуживания шины SuperSpeed были добавлены две дополнительные витые пары, которые и обеспечивают двунаправленную передачу данных SuperSpeed: StdA_SSRX+ and StdA_SSRX- (прием) и SSTX+ and StdA_SSTX (передача).

USB Type C

Новый тип физического разъема привносит значительные качественные изменения, которые выделяют его на фоне USB 3.1 Gen 1 и Gen 2. Type C поддерживает передачу данных со скоростью до 40 Гбит/с (альтернативный режим Thunderbolt 3) и тока с мощностью до 100 Ватт. Многие уже оценили форму разъема: его можно вставлять любой стороной. И коннектор, и соединитель получились довольно компактными и намного более прочными, чем альтернативы, например, micro USB. Кабели получили маркировку электронным чипом для правильного использования и предотвращения ситуаций, когда он не совместим или передаётся слишком большая мощность на устройство, которое ее не поддерживает. Type C обратно совместим с USB 2.0, 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2.

Type C может как потреблять, так и обеспечивать питание. Один и тот же порт может использоваться как для подключения флеш накопителя, так и для зарядки ноутбука. Кроме этого, зарядка от Type C таких устройств, как смартфоны и планшеты, происходит быстрее.

Альтернативные режимы

USB Type C может работать в так называемых альтернативных режимах, которые позволяют передавать через разъем и кабели не только USB данные. При этом задействуются другие физические протоколы, и с каждым из них обеспечивается передача тока с мощностью до 100 Ватт.

  • Альтернативный режим DisplayPort – поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 4:4:4 с версией DisplayPort 1.3. Одновременная передача USB 3.1 Gen 2 и USB 2.0.
  • Альтернативный режим Mobil High-Definition Link (MHL) — поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 (1 линия) или до 8Kp60 (4 линии) с использованием MHL 1.0, поддержка USB 2.0 и 3.1 в зависимости от конфигурации.
  • Альтернативный режим Thunderbolt 3 – поддержка до двух дисплеев с разрешением до 4Kp60, передача PCIe 3.0, DisplayPort, USB 2.0 и 3.1, в зависимости от конфигурации.
  • Альтернативный режим HDMI– поддержка спецификации HDMI 1.4b (4Kp30, 4Kp60 4:2:0), без поддержки одновременной передачи USB 3.1 в любой конфигурации.

Тенденции вокруг USB-C

Особенности и преимущества USB Type C, безусловно, отразятся на увеличении присутствия разъема в мобильных устройствах и ноутбуках. Среди устройств с данным типом разъема ожидаются флеш накопители, различные док-станции, мониторы и адаптеры для устаревших интерфейсов. К 2019 году ожидается поставка до двух миллиардов самых разных устройств.

blog.imsolution.ru

Что такое порт USB Type-C и где используется USB 3.1

Home » F.A.Q. » Что такое USB Type-C? Где используется USB Type-C?

Google и Apple недавно запустили новые мобильные компьютеры, хотя машины совершенно разные, но у них есть нечто общее: оба компьютеры имеют порты USB Type-C. Так что же такое USB Type-C? Давайте посмотрим.

Два наиболее известных устройства, в которых уже присутствует порт USB Type-C – новый Google Chromebook Pixel и новый Macbook. Однако USB 3.1 и разъемы Type-C станут стандартом в течении ближайших нескольких лет.

Каждый из нас, наверное, хорошо знаком с USB портом. Если у Вас есть компьютер, тогда, скорее всего, Вы пользовались USB-флеш-накопителем, или может быть подключили принтер к USB порту. Если у Вас есть смартфон работающий на Android, тогда Вы знаете, что USB порт можно использовать для подзарядки или переписывать данные с телефона и обратно. Порт USB присутствовал везде в течении долгого времени. Впервые он получил широкое применение, когда компании Microsoft в Windows 98и Apple включили поддержку для него, чтобы удалить порты клавиатуры и мыши. Это случилось почти 20 лет назад, и мало что изменилось с тех пор.

Порт USB 1.1 может передавать данные на скорости 12 Мбит/с, то есть 1,4 мегабайт в секунду. В те дни дискета имела объем 1,4 Мегабайта, так что это была высокая скорость. Порт USB 2.0 был выпущен в 2000 году, который теоретически мог пропустить 480 Мбит/с. Тем не менее, его фактическая средняя скорость примерно 280 Мбит/с, что составляет около 35 мегабайт в секунду.

Порт стандарта USB 3.0 был анонсирован в 2008 году и позволяет теоретических пропустить скорость до 5,0 Гбит/с. Однако фактическая достигаемая скорость составляет около 400 Мегабайт в секунду, неплохо, да?.

На настольных ПК для портов USB 1.1, 2.0 и 3.0 использовали один и тот же тип разъёма, а потом micro-B или mini-B на периферических устройствах (телефон, фотоаппарат, и т.д.).

Ситуация несколько изменилась с приходом портов USB 3.1. Как и следовало ожидать, порт USB 3.1 работает еще быстрее от своих предшественников, его скорость настолько быстрая, что он может быть использован для подключения 4K дисплеев. Это означает, что в будущем в ноутбуках и в ПК, мы не увидим HDMI или VGA разъемов, пользователи увидят новый тип портов. Иными словами, тип «A» и «B» уже история. Новый разъем называется USB Type-C. Так, что же дает нам новый порт USB Type-C, и почему этого не могут обеспечить Type-A и B?

Во-первых, новые разъемы USB Type-C – не большие. А это говорит о том, нам больше не понадобятся mini или micro порты, а значит – не будет путаницы с выбором нужного кабеля. Разъем Type-C достаточно мал для смартфонов и достаточно мощный для ПК, и даже для использования на серверах.

Во-вторых, порт USB Type-C может выдержать нагрузку мощностью в 100 Вт, это означает, что он может быть использован не только для зарядки смартфонов, но и для питания многих других устройств, которые раньше требовали другого источника питания (блока питания). В будущем для Вашего принтера, возможно, потребуется только один кабель – USB Type-C, который обеспечит как питание, так и передачу данных.

В-третьих, кабель Type-C является двухсторонним – теперь не имеет значения, как Вы его подключите. Нет больше необходимости присматриваться, какой стороной подключать кабель.

Наконец, в кабеле USB Type-C используется новый небольшой разъем на обоих концах, не будет больше использоваться тип «A» на одном конце, и тип «B» на другом. Теперь Вы действительно сможете подключать кабель как Вам угодно, и он будет просто работать!

Два наиболее известных устройства, в которых уже присутствует порт USB Type-C – новый Google Chromebook Pixel и новый Macbook. Однако USB 3.1 и разъемы Type-C станут стандартом в течении ближайших нескольких лет. Поскольку он обратно совместим, то для подключения устройств, работающих на предыдущих версиях USB портов, Вам понадобиться пассивный адаптер. Так, что компании, которые перейдут новую технологию, не будут отчуждать своих существующих клиентов.

Адам Родригес, менеджер по продукции Google заявил, что «Мы являемся сторонниками USB Type-C. В ближайшем будущем Вы увидите его во многих Chromebook и Android-устройствах». Стоит отметить, что разъем Type-C могут получить устройства, которые еще даже не поддерживают USB 3.1. Например, смартфоны среднего класса могут использовать новый разъем, фактически не имея поддержки нового стандарта USB. Это облегчит переход на новый тип разъемов, однако это может вызвать некоторое замешательство, когда порт не выдаст большой скорости, как ожидалось.

Последняя линейка портов Type-C (и USB 3.1) переняла все лучшее от любимого USB, и делает его еще лучше, обеспечивая универсальный размер разъема, который будет хорошо работать с обоими видами устройств – мобильными телефонами и персональными компьютерами.

gadgetmir.org

Объясняем, что значит USB 3.2

Интерфейс USB (Universal Serial Bus – Универсальная последовательная шина) существует уже довольно долго, и все мы привыкли использовать его для подключения разнообразных устройств, от накопителей до клавиатур и мышек. Однако с течением времени все стандарты нужно обновлять в соответствии с актуальным оборудованием и пользовательскими потребностями.

Спецификации и всевозможные технические детали относительно каждой версии стандарта USB объявляются организацией под названием USB Implementers Forum, основанной семью крупнейшими ИТ-компаниями с целью поддержки разработки высококачественных интерфейсов. Предложенные ей названия и спецификации всех версий USB были приняты практически всеми ИТ-компаниями по всему миру.

 

Представляем новые имена: USB 3.2 Gen1. USB 3.2 Gen2, USB 3.2 Gen2x2!

Система наименований новейших и самых скоростных версий стандарта USB является весьма запутанной, и ее последняя ревизия вновь поставит в тупик большинство пользователей. В последнюю неделю февраля 2019 года организация USB-IF объявила о ребрендинге версий USB 3.0 и USB 3.1 (да, у нас тоже возникло чувство дежавю).

Отныне версия стандарта, ранее известная как USB 3.0 или USB 3.1 Gen1 будет называться USB 3.2 Gen1, а версия USB 3.1 Gen2 теперь переименована в USB 3.2 Gen2.

Еще больше хаоса добавляет решение о том, что версия, которая, как предполагалось, должна была называться просто USB 3.2 теперь получает название USB 3.2 Gen2x2! Она вдвое быстрее, чем USB 3.2 Gen2, отсюда и обозначение 2х2.

Такая странная система наименований может иметь под собой солидное техническое обоснование, однако для простого пользователя будет проблематичным уловить разницу между всеми этими версиями USB. На самом деле даже сейчас большинство покупателей с трудом понимают, какой скорости им следует ожидать от приобретаемого USB-устройства.

В следующей таблице представлены новые и старые названия, а также указана максимальная скорость каждой версии USB. Эта информация поможет вам лучше ориентироваться в мире USB-устройств.

Поколение USB
Предыдущее название USB 3.1 Gen 1 USB 3.1 Gen 2 -
Новое название USB 3.2 Gen 1 USB 3.2 Gen 2 USB 3.2 Gen 2x2
Максимальная скорость 5 Гбит/с 10 Гбит/с 20 Гбит/с
Тип разъема Type-A и Type-C Type-A и Type-C Только Type-C

Каковы главные изменения в новой версии?

a) Удвоенная пропускная способность по сравнению с предыдущим поколением – до 20 Гбит/с.
b) Поддерживается лишь разъем USB Type-C (разъем Type-A данной версией стандарта USB не поддерживается).
*Стоит отметить, что устройства с интерфейсом USB 3.2 Gen2x2 будут появляться на рынке очень постепенно.
 

Разъемы USB Type-A и Type-C

Все мы сталкивались с ситуацией, когда штекер USB не входит в разъем с первой попытки по одной простой причине – вы повернули его не той стороной. Такой разъем называется USB Type-A, и он оставался неизменным на протяжении всей эволюции USB-устройств от первой до третьей версии стандарта.

Теперь ему на смену пришел разъем USB Type-C, который удобнее, чем его предшественник, поскольку является симметричным и позволяет подключать штекер любой стороной. Кроме того, он поддерживает куда более высокую скорость передачи данных (за счет одновременного использования нескольких линий).

Разъем Type-C совместим со всеми предыдущими версиями стандарта USB и способен передавать до 100 Вт электроэнергии. Он также используется для передачи видео- и аудиосигнала, поэтому при наличии соответствующего адаптера через него можно подключать устройства с интерфейсами HDMI, VGA, DisplayPort и т.д. Иными словами, это идеальный универсальный разъем следующего поколения.

Впрочем, обратная совместимость разъемов Type-C может стать для некоторых пользователей палкой о двух концах, поскольку это позволит производителям продавать устройства, соответствующие старым версиям USB, под видом новых. Поэтому перед покупкой ноутбука, материнской платы или компьютера следует узнать, какие именно версии стандарта USB используют имеющиеся у них разъемы. Само наличие разъема USB Type-C не гарантирует поддержку новейшей и самой скоростной версии интерфейса.

 

Материнские платы MSI серии Z390 с разъемами Type-C

Материнские платы MSI серии Z390 для процессоров Intel Core девятого поколения могут похвастать поддержкой самой последней версии USB, доступной на данный момент. Некоторые из них, например модели MEG Z390 GODLIKE и MEG Z390 ACE, позволяют подключить пару корпусных разъемов Type-C. Подробную информацию об этих устройствах можно найти здесь.
 

Следующее поколение: USB 4

Самая свежая новость от организации USB-IF является сюрпризом, особенно учитывая, что тут мы имеем дело с простым названием «USB4» для следующей версии стандарта (в оригинальном заявлении в названии не было пробела, поэтому мы не уверены, нужно ли его ставить или нет). Обращаем ваше внимание, что указанные ниже особенности являются примерными и в будущем могут быть изменены (оригинал официального заявления USB-IF можно найти здесь).
 

Итак, вот главные изменения, которых мы ожидаем от USB 4:

a) Скорость передачи данных в 40 Гбит/с: Следуя традиции удваивать пропускную способность с каждым поколением интерфейса USB, новый стандарт будет поддерживать скорость до 40 Гбит/с. По сути, он сравняется со скоростью интерфейса Thunderbolt!
b) Совместимость с Thunderbolt 3.0: Ожидается, что USB 4 будет совместим с некоторыми устройствами с интерфейсом Thunderbolt 3.0. Насколько эта совместимость будет широкой на практике будет понятно в дальнейшем.
c) Улучшенное распределение ресурсов: Данное улучшение, в теории, должно помочь всем тем, кто пользуется концентраторами. Ожидается, что USB 4 будет более эффективно распределять общую пропускную способность, чтобы передаваемые потоки данных (файлы, звук, видео) не мешали друг другу. Например, если вы подключили монитор формата 1440p, которому требуется 30% от общей пропускной способности (число выбрано случайно), то данные будут передаваться без остановок, используя оставшиеся 70%.

ru.msi.com

USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2

Будьте осторожны с выбором данного кабеля

Опубликовано 02.11.2019, 11:04   · Комментарии:15

Повсеместное распространение USB означает, что каждый пользователь в какой-то момент сталкивались со стандартом подключения в той или иной форме. Начиная с флеш-накопителей и заканчивая периферийными устройствами с помощью зарядников для телефонов, ни один тип подключения к устройству не является настолько распространенным, как USB Это даже в названии - Universal Serial Bus.

Как обычно делают технологические компании, надежный USB не застрахован от заумного жаргона, что создает путаницу на высшем уровне не только с числовым значением для версии (например, USB 3.0), но и с набором индикаторов поколений (Gen 1 например).

Как всегда, мы здесь, чтобы пролить свет на тайное и проанализировать разницу между USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2 поколения.

История USB

На сегодняшний день стандарт USB является положительным примером того, что происходит, когда компании откладывают свои беспощадные конкурентные ножи и объединяют усилия, чтобы сделать жизнь каждого человека намного проще.

Созданный в 1996 году консорциумом крупнейших технологических компаний в то время (Compaq, IBM, DEC, Intel, Nortel, NEC и Microsoft), известный как Форум разработчиков USB, USB создал четкий набор спецификаций соединителей с единственная цель стандартизации связи между широким спектром устройств и компьютером.

Идея заключалась в том, чтобы заменить откровенную серию типов и разновидностей разъемов, которых отмечали множество в то время, универсальной альтернативой, ориентированной на качество и совместимость.

Внедрение USB не только значительно упростило жизнь производителей, но и полностью изменило технологию хранения и периферийных устройств. Пользователи были в безопасности, зная, что, если у их ПК будет порт USB, то клавиатура с его поддержкой будет работать из коробки.

Помимо поддержки и продвижения, Форум неоднократно обновлял и пересматривал стандарт USB в течение последнего десятилетия, создав три поколения: USB 1.0, USB 2.0 и USB 3.0. Каждый раз стандарт сигнализировал о скачке скорости передачи данных с относительно медленных 12 Мбит/с USB 1.0 до более скоростных 60 МБ USB 2.0, кульминацией которого стала суперскорость USB 3.0 с оригинальным названием, предлагающая огромные скорости 5 Гбит/с. для второго поколения.

Помимо предоставления более высоких скоростей передачи, USB 3.0 также позволял устройствам получать больше энергии до 900 мА, что приводит к сокращению времени зарядки и меньшей зависимости от внешних источников питания для более требовательных периферийных устройств USB, таких как, например, MIDI-клавиатуры.

USB 3.1

В отличие от исторических тенденций в области маркировки, последняя версия, выпущенная в 2013 году, называется USB 3.1, несмотря на то, что она предлагает ошеломительную скорость 10 Гбит/с (названную SuperSpeed ​​+), что в два раза превышает скорость предшествующей версии USB 3.0. Если не брать во внимание назначение имени последней ревизии, вопросы становятся еще более запутанными, как мы увидим далее.

Наряду с выпуском USB 3.1 Форум разработчиков USB организовал перенастройку метки USB 3.0. USB 3.0 SuperSpeed ​​теперь будет называться USB 3.1 Gen 1, а новая версия USB 3.1 SuperSpeed ​​+ будет иметь метку USB 3.1 Gen 2.

Какая разница?

Теперь, когда мы получили представление о том, что такое маркировка данного интерфейса. Но, какова реальная разница между USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2?

Разница все сводится к числам. USB 3.1 Gen 1 может передавать со скоростью до 5 Гбит в секунду, в то время как USB 3.1 Gen 2 может передавать до 10 Гбит в секунду. По мощности USB 3.1 Gen 1 ограничен 900 мА, а USB 3.1 Gen 2 может выдерживать колоссальные 5 Ампер и совместим с новым разъемом Type-C - единственным разъемом, способным выдерживать максимальную мощность и характеристики передачи стандарта.

Кроме этого, стандартная форма двух версий одинакова по внешнему виду, они оснащены стандартом Type-A и характерными синими вставками на внутреннем языке розеток. Брендинг отличается, хотя USB 3.1 Gen 1 имеет маркировку SuperSpeed ​​USB, а USB 3.1 Gen 2 SuperSpeed ​​USB +.

Якобы, изменение состояло в том, чтобы дать стандарту четкую, различимую идентичность бренда, чтобы помочь дифференцировать эти два стандарта в глазах потребителя, то есть, чтобы предотвратить путаницу, которая кажется ироничной. Технически объединение USB 3.0 с USB 3.1 также упростило процессы R & R и производства за счет сокращения массива спецификаций, которые компании должны были придерживаться во время производства.

Развитие интерфейса

В 2017 году в борьбу вступил еще один соперник со скоростью до 20 Гбит в секунду - USB 3.2. Как это стало общепринятым к этому моменту, релиз ознаменовал еще одно изменение маркировки.USB 3.1 Gen 1 стал USB 3.2 Gen 1×1 со скоростью передачи SuperSpeed ​​до 5 Гбит в секунду. USB 3.1 Gen превратился в USB 3.2 Gen 2×1 со скоростью SuperSpeed ​​до 10 Гбит в секунду.

Между этими двумя находились два новых стандарта, известных как USB 3.2 1×2, предлагающих скорости 10 Гбит с различным кодированием, и USB 3.2 Gen 2 × 2 со скоростью до 20 Гбит в секунду. Последний функционирует только с разъемом Type-C, который вскоре станет стандартизированным типом разъема.

Добавленная мощность Type-C, обратимый дизайн (то есть больше не нужно искать правильную ориентацию для подключения USB-кабеля - конструктивный недостаток, который преследует стандарт с момента его появления), и более высокие скорости передачи означают, что он подходит для довольно много любого вида применения. Он заменяет множество существующих розеток от типа A, типа B до Micro B, Micro-AB и так далее.

Вывод

Если вы отправитесь в свой местный магазин или проанализируете новейшие технологические продукты AliExpress, вы увидите USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2 и, возможно, даже устройства USB 3.2.

USB 3.0 не будет использоваться ни в каких устройствах, но знайте, что если у вас старая мышь USB 3.0 или жесткий диск, она будет работать с любым из новых стандартов USB. К счастью, стандарты USB имеют обратную совместимость, то есть даже самые последние версии USB 3.2 поддерживают USB 2.0 и USB 3.1 Gen 1/Gen 2.

Наконец, чтобы освежить нашу память: USB 3.1 Gen 1 - это USB 3.0 под другим видом, работающий со скоростью 5 Гбит в секунду. USB 3.1 Gen 2 - это перемаркировка USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с.

fps-up.ru

USB-A и USB-C: в чем разница?

USB Type-A и USB Type-C являются интерфейсами проводного подключения. Разбираемся, чем они отличаются друг от друга и какое отношение к ним имеет USB 3.1.

Типов проводного подключения множество. К ним относятся VGA, COM, HDMI, USB и многие другие. USB Type-A и USB Type-C – это лишь верхушка айсберга, но говорить мы сегодня будем только о них. Эти два вида портов очень распространены, они встречаются и в персональных компьютерах, и в многочисленной периферии. При покупке любого девайса нелишним будет выяснить, какой тип подключения он поддерживает, так как эта информация поможет понять, что техника умеет делать и как выжать из нее максимум.

Что такое USB-A?

Начнем с того, что подключение по USB подразумевает использование порта главного устройства (хоста), соединительного кабеля и порта приемного устройства. Порты несут разные функции и различаются внешне.

USB-соединение типа А часто называют полноразмерным USB. Этот тип широко распространен и легко узнаваем.

USB Type-A – крупный, горизонтально расположенный разъем прямоугольной формы с острыми углами. Внутри него находится пластиковая панель черного, белого или синего цвета с набором контактов. Это тот самый разъем, который перед использованием нужно как говорится «пронаблюдать»: штекер входит в гнездо только в одном положении.

USB-A появился в середине девяностых. В нулевых он стал встречаться повсеместно. Им комплектуются клавиатуры, мышки, веб-камеры, повербанки, фотокамеры и соединительные кабели. Популярность USB Type-A обусловлена тем, что данный интерфейс надежен, универсален и обеспечивает высокую скорость передачи данных (480 Мбит/с). При этом он поддерживает не только подключение периферийных устройств, но и их подзарядку.

На другом конце кабеля с USB Type-A может находиться коннектор USB Type-B. USB-B – это порт приемного устройства (например, принтера), которое подключается к хосту (компьютеру). Его также легко узнать: соединение типа B имеет квадратную форму.

Существует множество подтипов USB-A и USB-B: USB Mini A, USB Micro A, Mini B, Micro AB и т.д. Их конструктивные особенности заслуживают отдельного материала, пока мы их касаться не будем.

Что такое USB-C?

Со временем возможности USB Type-A перестали отвечать потребностям пользователей, и возникла нужда в более быстром и компактном подключении. USB-C – относительно новый интерфейс, он появился в 2014 году. По форме он отличается от USB-A: это тоже прямоугольник, но гораздо меньшего размера и с сильно скругленными углами. Сегодня Type-C является одним из самых широко используемых типов подключения в потребительских устройствах.

Его ключевые особенности:

  • Компактность и удобство (штекер USB-C вставляется в разъем любой стороной).
  • Передача тока мощностью до 100 Вт (в некоторых случаях до 130 Вт).
  • Возможность подавать питание на энергоемкие устройства, например, ноутбуки.
  • Более высокая скорость передачи данных (до 10 Гбит/с).
  • Возможность передачи видео в 4К.
  • Универсальность — можно заменить множество специфических разъемов, включая HDMI и VGA.
  • Потенциальная совместимость с Thunderbolt 3 (при наличии дополнительного оборудования порт USB-C может использоваться в качестве Thunderbolt 3).

USB-C лучше, чем USB-A и все прочее?

Как было сказано выше, USB Type-C является более быстрым и универсальным по сравнению с USB-A. Со временем он вытеснит старые интерфейсы, однако случится это еще не скоро.

В настоящее время компьютеры и ноутбуки комплектуются обоими типами разъемов. Это необходимо, чтобы избежать проблем с подключением старой техники: в употреблении находится предостаточно телефонов, геймпадов, клавиатур, принтеров и прочей периферии, требующей подключения USB-A/A или USB-A/B.

К тому же не все пользователи готовы приобретать переходники на USB-C ради того, чтобы пользоваться старой техникой через новый стандарт подключения. Но по мере того, как старые девайсы выходят из использования, USB-C получает все более широкое распространение.

Что такое USB 3.1?

USB 3.0 и USB 3.1 – протоколы передачи данных при подключении по USB. Данные термины не относятся к физическому описанию разъемов. Они указывают, на какой скорости устройство способно обмениваться данными.

Стандарт USB 3.0 своим появлением положил начало цепочке важных изменений. Прежде всего он потребовал модифицировать конструкцию Type-A, чтобы расширить возможности подключения (так начал разрабатываться стандарт USB-C). Последующие изменения коснулись по большему счету только скорости передачи данных.

Протокол USB 3.1 и порт USB-C разрабатывались параллельно, именно поэтому USB-C всегда работает через USB 3.1 (хотя технически можно реализовать в нем и USB 2.0). На данный момент существуют два поколения USB 3.1: USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2. Второе расширяет исходные возможности USB-C, например, позволяет передавать данные на скорости до 10 Гбит/с.

Порты USB-A и USB-C могут поддерживать различные протоколы – от USB 2.0 до USB 3.1 Gen 2. Обычно эта информация указана в технических характеристиках устройства. Однако ситуация осложняется тем, что производители используют разные наименования протоколов, и иногда возникает путаница: USB 3.1 Gen 1 ошибочно называют USB 3.0.

USB 3.1 имеет совместимость с другими USB-соединениями: если порт ноутбука поддерживает протокол USB 3.1, к нему можно подключить старую флешку с USB 2.0. Но есть пара нюансов: для использования разъема Type-C может потребоваться адаптер, а максимальная скорость передачи данных возможна только в том случае, если USB-кабель и подключаемое устройство ее поддерживают.

Вместо заключения

Слишком сложно? Тогда запомните основное.

  • USB-A и USB-C – это разъемы и штекеры разной формы. USB-A – большой прямоугольный, USB-C – маленький и больше похож на вытянутый овал, чем на прямоугольник.
  • USB 2.0, 3.0 и 3.1 – стандарты передачи данных.
  • USB-A и USB-C могут иметь разные стандарты, от этого зависит скорость соединения.
  • USB 3.1 совместим с другими стандартами, но только USB-C может использовать потенциал USB 3.1 Gen 2.
  • Кабель и подключаемые устройства также должны поддерживать технологию 3.1 для полноценной работы.
  • В скором времени появится стандарт USB 3.2. Он даст новые преимущества в плане скорости, но внесет еще большую путаницу в понимание стандартов USB.

Источник: www.digitaltrends.com

setphone.ru


Смотрите также



© 2010- GutenBlog.ru Карта сайта, XML.