Интерфейс для подключения флешки к компьютеру

Обновлено: 06.07.2024

Вроде мы слышали, что USB 3.0 — это круче, чем USB 2.0. Но чем именно — знают не все. А тут еще появляются какие-то форматы Gen 1, Gen 2, маркировки Superspeed. Разбираемся, что значат все эти маркировки и чем они отличаются друг от друга. Спойлер: версий USB всего четыре.

USB 2.0

Когда-то было слово только USB 1.0. Сейчас это уже практически архаика, которую даже на старых устройствах почти не встретить. Еще 20 лет назад на смену первопроходцу USB 1.0 пришел улучшенный USB 2.0. Как и первая версия, эта спецификация использует два вида проводов. По витой паре идет передача данных, а по второму типу провода — питание устройства, от которого и идет передача информации. Но такой тип подключения подходил только для устройств с малым потреблением тока. Для принтеров и другой офисной техники использовались свои блоки питания.

USB версии 2.0 могут работать в трех режимах:

Low-speed, 10–1500 Кбит/c (клавиатуры, геймпады, мыши)
Full-speed, 0,5–12 Мбит/с (аудио и видеоустройства)
High-speed, 25–480 Мбит/с (видеоустройства, устройства для хранения данных)

USB 3.0

Стандарт USB 3.0 появился в 2008 году и до сих пор используется во многих устройствах. Скорость передачи данных выросла с 480 Мбит/с до 5 Гбит/с. Помимо скорости передачи данных, USB 3.0 отличается от версии 2.0 и силой тока. В отличие от более ранней версии, которая выдавала 500 мА, USB 3.0 способен отдавать до 4.5 Вт (5 В, 900 мА).

Новое поколение USB обратно совместима с предыдущими версиями. То есть USB 3.0 может работать и с разъемами USB 2.0 и даже 1.1. Но в этом случае буду ограничения по скорости. Подключив USB 3.0 к устройству с USB 2.0 скорость, вы получите не больше 480 Мбит/с — стандарт для версии 2.0. И наоборот, кабель 2.0 не станет более скоростным, если подключить его в устройство с USB 3.0. Это связано с количеством проводов, используемых в конкретной технологии. В версии USB 2.0 всего 4 провода, тогда как у USB 3.0 их 8.

Если вы хотите получить скорость передачи, заявленную стандартом USB 3.0, оба устройства и кабель должны быть именно версии 3.0.

USB 3.1

В 2013 году появляется версия USB 3.1 с максимальной заявленной скорость передачи данных до 10 Гбит/с, выходной мощностью до 100 Вт (20 В, 5 А). С появлением USB 3.1 произошла революция в маркировках всех стандартов. Но с ней мы разберемся чуть позже. А пока запомним главное: пропускная способность USB 3.1 увеличилась вдвое по сравнению с версией 3.0. И одновременно с обновленным стандартом появился и принципиально новый разъем — USB type-С. Он навсегда решил проблему неправильного подключения кабеля, так как стал симметричным и универсальным, и теперь все равно, какой стороной подключать провод к устройству.

USB 3.2

В 2017 году появилась информация о новой версии — USB 3.2. Она получила сразу два канала (больше проводов богу проводов) по 10 Гбит/с в каждую сторону и суммарную скорость в 20 Гбит/с. Стандарт USB 3.2 также обратно совместим с режимами USB 3.1, 3.0 и ниже. Поддерживается типом подключения USB-C на более современных гаджетах.

Типы разъемов

Версий разъемов USB несколько, и для каждого есть свое предназначение.

type-А — клавиатуры, флешки, мышии т. п.
type-B — офисная техника (принтеры, сканеры) и т. п.
mini type-B — кардридеры, модемы, цифровые камеры и т. п.
micro type-B — была наиболее распространенной в последние годы . Большинство смартфонов использовали именно этот тип подключения, пока не появился type-C. До сих пор остается довольно актуальным.
type-C — наиболее актуальный и перспективный разъем, полностью симметричный и двухсторонний. Появился одновременно со стандартом USB 3.1 и актуален для более поздних версий стандартов USB.

Superspeed, Gen или как разобраться в маркировках стандартов USB

Как только в типах стандартов появилась USB 3.1, привычная цифровая маркировка изменилась и здорово запуталась. Вполне понятный и простой USB 3.0 автоматически превратился в USB 3.1 Gen 1 и ему была присвоена маркировка SuperSpeed. А непосредственно сам USB 3.1 стал называться USB 3.1 Gen 2 с маркировкой SuperSpeed +.

Но и это уже потеряло свою актуальность с выходом стандарта USB 3.2. Он получил название USB 3.2 Gen 2×2 и маркировку SuperSpeed ++. В итоге маркировка всех предшествующих стандартов опять меняется. Теперь USB 3.0, она же USB 3.1 Gen 1, превращается задним числом в USB 3.2 Gen 1 с прежней маркировкой SuperSpeed. А USB 3.1, ставшая USB 3.1 Gen 2, тоже поднялась до USB 3.2 Gen 2. При этом конструктивно все стандарты остались прежними — изменяются только названия. Если вы уже запутались во всех этих цифрах и маркировках, таблица ниже поможет внести ясность в актуальных названиях.

Если еще более кратко, то сейчас опознать стандарты USB можно так:

USB 3.0 — это USB 3.2 Gen 1, он же Superspeed
USB 3.1 — это USB 3.2 Gen 2, он же Superspeed+
USB 3.2 — это USB 3.2 Gen 2x2, он же Superspeed++

Привет, Хабр! Недавно в заголовках новостей вновь прозвучали обвинения в адрес компании Apple, связанные с появлением результатов голосования членов Европарламента. Большинство поддержало инициативу разработки закона, обязывающего всех производителей придерживаться USB Type-C. А это отличный повод взять и собрать в одном посте самые распространенные варианты USB Type-C накопителей. Не только флешки, но и другие увеличители памяти девайсов, оснащенных USB Type-C. Смартфонов, в первую очередь, куда без них.

Почему убрали слот под флешки?

До прихода iPhone мир портативных гаджетов стремился к простоте расширения встроенного хранилища, а за отсутствие слота под флешки девайс получал справедливую порцию критики в обзорах и тестах. Но сейчас гнездо под карточку MicroSD можно встретить лишь в бюджетных смартфонах, а флагманы на Android уже давно лишились этой полезной опции. Но в чем причина?

Виновником исчезновения слота под карточки памяти microSDXC из смартфонов оказался современный контент высокого разрешения. Видеоролики в UHD, сырые несжатые фото и продвинутые нейронные алгоритмы машинного обучения критически зависимы от скорости используемой памяти. Хорошо, если установлена карта памяти UHS-I, но многие покупатели наивно добавляют в новый смартфон любимую старую флешку 10-го класса. А потом удивляются, что смартфон работает как-то медленно.

Маркетинговую причину исчезновения слотов, связанную с комплектациями на 128, 512 и еще сколько-то там гигабайт мы отложим в сторону, как слишком очевидные. Конечно же, для производителей готовых устройств, отказ от слотов расширения памяти играет на руку. Мы не останемся в стороне и предложим свой ответ на вопрос: как увеличить доступную память в смартфонах и других мобильных компьютерах с интерфейсом USB Type-C?

Слот под MicroSDXC на соседней кассе

В ассортименте Kingston можно встретить удобный карманный брелок, выполненный в виде USB Type-C ридера под карточки памяти MicroSDXC. Сам адаптер Kingston MobileLite Duo 3C полностью совместим с интерфейсами USB 3.1 и подойдет к любому смартфону с Type-C и поддержкой OTG. Ограничивают пиковую скорость лишь MicroSD–флешки.

Среди карт памяти Kingston модель Industrial Temperature выдает на запись около 45 МБ/с. Остальные карточки предлагают от 80 до 165 МБ/с на запись. Рекордсмен Canvas React Plus выдает на чтение до 285 МБ/с, плюс еще укомплектован USB-ридером и адаптером для использования с фотокамерами. Впрочем, этими цифрами могут похвастаться и другие Type-C накопители, о которых мы сегодня поговорим.

А почему мы смотрим на Type-C?

На сегодняшний день рынок устройств, оснащенных разъемом USB Type-C, составляет порядка 29% процентов, а устаревший Micro-USB удерживает 51% от всего обилия девайсов. Это вместе с гарнитурами, джойстиками, планшетами, а также бескрайним множеством портативных девайсов. Оставшаяся доля в 21% занята Lighting-девайсами компании Apple, против которой уже направили требование Европарламента о переводе всей техники на Type-C. Дело в том, что сегодня лишь USB Type-C готов выдавать через Power Delivery более 100 вт зарядного тока, а при подключении внешних накопителей обеспечить скорость до 40 Гбит/с.

Напомним, что потолок стандарта USB 3.1 Gen 1 равен 5 Гбит/с, а для USB 3.2 это уже 10 Гбит/с. Есть еще стандарт USB 3.2 на 20 Гбит/с, реализованный подключением на 2 линии, а в некоторых устройствах можно встретить интерфейс USB4 – это тот же Thunderbolt 3 до 40 Гбит/с.

Линейка USB-накопителей Kingston DataTraveler

Самый простой, компактный и удобный способ расширить память ноутбука, смартфона, либо планшета с разъемом Type-C – приобрести USB–флешку. В линейке Kingston есть несколько моделей с различиями по цене, внешнем исполнении и номинальной скорости. Из базовых вариантов отметить можно компактную MicroDuo 3C. Она хорошо подойдет для обмена файлами между гаджетами с USB-A и теми, что оснащены Type-C. По скорости результат довольно скромный, около 15 МБ/с на запись.

Самая доступная модель DataTraveler 70, уже в своем названии содержит ориентировочную скорость по чтению. Благодаря типовому корпусу из пластика, эта флешка нагревается чуть меньше и лучше держит скорость во время записи больших объемов данных.

Запись уверенно держится на отметке 35 МБ/с, а по чтению можно наблюдать диапазон от 90 до 120 МБ/с. Этого хватит для просмотра фильмов и сериалов в UHD-разрешении на смартфоне или планшете. Вдруг захочется скрасить авиаперелет, к примеру.

Как пример более скоростного носителя, можно взять DataTraveler Exodia. Этот USB-носитель оснащен стандартным интерфейсом типа А. Превратить ее в Type-C поможет недорогой OTG–адаптер. Результаты замера в CrystalDiskMark показали те же 130 МБ/с на чтении, а запись уже вплотную приблизилась к отметке 100 МБ/с.

Как насчет USB-боксов для SSD?

Полученные результаты оказались далеки от теоретического предела интерфейса USB4, а значит пора обратить взор на классические твердотельные накопители. Будь под рукой классический ноутбук или системный блок, и проблем с расширением не возникло. Но в наличии у нас лишь Type-C и выбирать адаптеры под SSD–диски необходимо с учетом этого фактора.

Подбирать внешний бокс следует по интерфейсу твердотельного диска. Скажем, в форм-факторе M.2 2280 можно встретить большое количество доступных внешних боксов небольшого размера. Но эти модели используют SATA-контроллер, и соответствующий ключ не позволит установить в слот накопитель NVMe. К слову, по цене такого SATA-M2 можно купить бокс и адаптер под классический 2.5” форм-фактор.

Доступные SATA-боксы с поддержкой USB 3.1 Gen 1 обойдутся в несколько сотен рублей, а на пике готовы выдать до 5 Гбит/с. В этот скоростной лимит отлично вписывается SSD-накопитель Kingston KC600. В бенчмарке CrystalDiskMark он спокойно достигает 480 МБ/с на чтении и 430 МБ/с по записи. Приятно также отметить, что температурный режим использования диска не выбивается за отметку 40°С, позволяя сутки напролет использовать его под нагрузкой.

Особняком стоят боксы, выполненные специально под NVMe-накопители. У них есть соответствующий ключ и поддержка USB 3.1 Gen 2, что эквивалентно скорости передачи данных до 10 Гбит/с. В продаже такие аксессуары встречаются реже SATA-адаптеров, но и скоростные характеристики привлекательнее.

К сожалению, рабочий ноутбук Acer Aspire 7 с процессором Core i5 7300HQ и USB 3.1 интерфейсом Gen 1, так и не смог раскрыть скоростной потенциал этого бокса. С накопителем Kingston A2000 на 500 ГБ все упирается в 490 МБ/с на чтении и записи, а температура диска не превысила 60°С.

Какую скорость покажут флешки на Macbook Air M1?

Для оценки скоростного потенциала NVMe-накопителей пора взять яблочный ноутбук парой разъемов Thunderbolt 3/USB4. При подключении к Macbook Air дискового накопителя Kingston KC600 через внешний бокс, скорость чтения и записи данных в утилите BlackMagic Disk Speed оказалась лишь чуть больше 300 МБ/с на чтение и запись. По субъективным ощущениям, значимого нагрева у диска нет вовсе, максимум те же 40°С.

Твердотельный накопитель Kingston A2000 продемонстрировал существенно лучший результат, добравшись до отметки 720 МБ/с на чтение и 850 МБ/с на запись. Температура также держалась около 60°С, а стабильность работы под нагрузкой без нареканий. Как пример, можно играть в Metro Exodus напрямую с внешнего диска, а ничего красивее по графике владельцам Mac OS недоступно.

С USB-флешками Kingston линейки DataTraveler удалось достичь тех же значений, что и на Windows-ноутбуке. Планка скорости по чтению также устойчиво держится в районе 120 МБ/с, а запись отличается в зависимости от конкретной модели. Для USB-накопителей MicroDuo 3C и DataTraveler 70 верхняя планка по скорости держится на отметке 35 МБ/с, а скоростная Exodia без труда преодолевает отметку в 90 МБ/с.

Как обстоят дела на смартфонах с USB Type-C?

Отдельного внимания заслуживает поведение носителей информации на смартфонах под управлением Android, ведь большинство новинок выпускается также с интерфейсом Type-C. Под рукой оказался Pixel 4 и Realme X3 Superzoom. Оба с 7нм чипсетом Snapdragon 855, разве что у последнего чутка разогнанная версия.

Для тестового прогона была взята папка с фотографиями и музыкой на 4 ГБ – классический ассортимент данных, которые могут понадобиться в определенный момент и на экране смартфона, и на компьютере. Хорошо, если в нужный момент под рукой окажется подходящий USB-накопитель.

Результаты тестов накопителей Kingston линейки DataTraveler 70 и MicroDuo 3C никак не отличаются по записи, а вот отрыв по чтению ровно в 2 раза. Двукратная разница замечена Kingston DataTraveler Exodia. а также SSD и NVMe-накопителях. У Realme X3 Superzoom скорость интерфейса USB Type-C ограничена 32 МБ/с, а у Pixel 4 это 57 МБ/с. Откуда разница?

В спецификациях гаджетов указаны схожие чипсеты от Qualcomm и одинаковый тип встроенной памяти UFC 3.1, но параметры USB-контроллера отличаются. Для Pixel 4 заявлена поддержка USB 3.1, тогда как смартфон Realme X3 Superzoom довольствуется USB 2.0 High Speed. И это отнюдь не редкость среди мобильных устройств. К примеру, Samsung Galaxy S20 оснащен USB 3.2, а вот модель Galaxy S20FE довольствуется уже USB 2.0. В целом же около 95% всех моделей смартфонов по сей день оснащены медленным USB-интерфейсом, а скоростной USB 3.2 остается экзотикой.

Отсюда и простой вывод: если вам требуется расширить память смартфона, а в ноутбуке/компьютере эта флешка окажется лишь случайно, можете смело выбирать USB-носители Kingston линейки DataTraveler. Крохотная MicroDuo 3C явно среди фаворитов, а наименьшая цена за гигабайт остается в ключевых преимуществах DataTraveler 70. Если же скорость нужна по максимуму и смартфон оснащен быстрым USB версии 3.2, самое время обратить внимание на скоростные внешние диски.

Какие скоростные USB–накопители есть в ассортименте Kingston?

Особого внимания заслуживает передовая линейка высокоскоростных USB-носителей, способных тягаться по скорости с NVMe-боксами. Одним из наиболее миниатюрных Type-C накопителей с поддержкой 10 Гбит/с интерфейса можно назвать модель Kingston DataTraveler Max. Выглядит как обычная флешка и весит 12 грамм, а внутри скрывается передовой контроллер и быстрые чипы памяти.

В смартфоне Google Pixel 4 этот накопитель практически не испытывает нагрузки и быстро упирается в те же 50-60 МБ/с при записи. Раскрыть скоростной лимит под силу лишь устройствам с поддержкой USB 3.2, и тестовый прогон в Macbook Air продемонстрировал весьма уверенные 676 МБ/с на запись и 835 МБ/с при чтении. Практически тот же результат, что показал NVMe–диск Kingston A2000 в соответствующем внешнем боксе, но разница в физических размерах видна каждому

Увы, но неизбежной платой за небольшой размер и высокую скорость является тепловыделение USB-накопителя Kingston DataTraveler Max. Под непрерывной нагрузкой этот накопитель может достигать 75°С, по данным CrystalDiskInfo.

Это чревато падением скорости чтения и записи до 300 МБ/с, не особо заметных при использовании в качестве хранилища файлов и видео. Для работы и запуска ресурсоемких приложений напрямую, эта флешка подходит не лучшим образом. Поэтому мы переходим к следующему.

Внешний NVMe-накопитель Kingston XS2000 заметно отличается от USB-носителей DataTraveler и технически идентичен связке из внешнего бокса и SSD. Эта модель выпускается в теплоемком алюминиевом корпусе размером с зажигалку Zippo и оснащена USB 3.2 интерфейсом подключения на две линии. При подключении к соответствующему интерфейсу компьютера заявлена максимальная скорость чтения и записи на уровне 20 Гбит/с, а при использовании с USB 3.1 и USB4 можно рассчитывать на 10 Гбит/с.

При подключении к Macbook Air на M1 накопитель Kingston XS2000 уверенно фиксируется на тех же результатах по скорости чтения и записи, как и NVMe-носитель Kingston A2000 во внешнем боксе. Порядка 730 МБ/с на запись и уверенные 835 МБ/с при чтении данных. Более того, результат не меняется даже при заполнении дискового пространства на 80%, а субъективные ощущения по тепловыделению и вовсе напоминают SATA-SSD во внешнем боксе.

При подготовке этого материала накопитель подвергался различным сценариям длительной работы под нагрузкой. С него запускались игры, воспроизводились фильмы по 100 ГБ каждый, а для проверки стрессоустойчивости ноутбук целый день держал запущенным BlackMagic SpeedTest. Результаты скорости оставались без изменений, а нагрев не превысил 60°С. Эти значения, как и вся атрибутика S.M.A.R.T. доступны в приложении CrystalDiskInfo на Windows.

Достичь заявленных 20 Гбит/с не удалось в силу особенностей технической реализации интерфейса подключения USB 3.2 2x2. В продаже можно встретить несколько моделей плат расширения на базе контроллера ASM3242. Все они оснащены одним входом USB Type-C и реализованы в виде плат PCIe на 4 линии.

А как же Thunderbolt 3?

Под видом обычного USB Type-C также может скрываться интерфейс Thunderbolt 3, чаще встречающийся в мобильных устройствах и компьютерах. Во многом это благодаря корням разработки в стенах Intel, но основная причина в прямом подключении интерфейса к шине PCIe, также до 4-х линий. В теории этот канал данных готов обеспечить до 40 Гбит/с по чтению и записи. Эти же цифры указывают производители специальных внешних боксов под NVMe-накопители формата M.2 2280.

Стоимость боксов в рознице начинается от 12 тысяч рублей, плюс сам диск, обязательно с подходящей скоростной характеристикой. На практике большинство боксов развивают около 2800 МБ/с по чтению и 2600 МБ/с при последовательной записи. Важно отметить, что подобные накопители не совместимы с обычными разъемами USB 3.2. Со смартфонами и планшетами воспользоваться подобными внешними дисками не получится.

Второй существенный минус наиболее болезненно бьет по карману. Тот же NVMe-накопитель Kingston KC2500 обойдется примерно в 21 тысячу рублей, а внешний диск XS2000 стоит всего на 2 тысячи рублей дороже. Цена за прибавку скорости растет по экспоненте, стоит перешагнуть рубеж 10 Гбит/с у USB 3.2.

Еще сомневаетесь в выборе?

По состоянию на 2021 год наиболее выгодным USB Type-C накопителем данных в сегменте до 1 ТБ можно смело назвать внешний бокс и подходящий вам SATA-SSD в форм-факторе 2.5”. Если хочется записать данные на миниатюрную флешку, можете приобрести миниатюрные накопители уровня DataTraveler 70 и закрыть вопрос по минимальной цене.

Если же требуется использовать диск в работе, монтировать ролики, играть в игры и запускать ресурсные программы с этого диска, мы рекомендуем выгодный по цене Kingston XS2000. Он вдвое меньше внешнего NVMe-бокса, дешевле по стоимости гигабайта данных и холоден как внешний SATA, хотя вдвое быстрее. Если же вам необходим внешний диск для работы с большим объемом данных на маке, либо у вашего ПК в наличии порт Thunderbolt 3 и подходящий Intel Core, вам доступны внешние диски с пиковой скоростью передачи данных 40 Гбит/с.

Что такое KIWY? Kingston Is With You — Kingston всегда с вами.
Продукция, решения и технологии Kingston широко применяются и используются по всему миру корпорациями, центрами обработки данных и обычными людьми каждый день – от авиации и космических станций до смартфонов, ПК и фоторамок. Самые неожиданные сферы использования решений Kingston узнайте тут.

Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на официальный сайт компании.

Существует несколько отличий между поколениями стандарта USB 1.0, 2.0 и 3.0. В чем между ними разница? Стоит ли гнаться за последним? Давайте разберемся, какая скорость, совместимость у стандартов USB.

Что такое USB?

Для начала узнаем про наиболее важные различия между USB 1.0, USB 2.0 и USB 3.0. Самый первый стандарт USB считается устаревшим и нигде в новых устройствах не используется. Но мы, все равно, про него расскажем.

Различный внешний вид USB

Голубой цвет, значит USB 3.0 или 3.1

Типы разъемов USB и коннекторов на связаны с поколением USB. Разработчики старались, чтобы более современный стандарт был совместим с более старым. Единственное, разницу между USB 1.0, 2.0 и 3.0 можно определить по цвету

Главный вывод: разъемы и коннекторы у USB разных поколений в 99% случаев одинаковые! Только с поколением USB 3.1 появились некоторые дополнительные гнезда и коннекторы. Но они редкость и о них чуть ниже.

Скорости и направления передачи данных

USB 1.0 поддерживал максимальную скорость передачи данных только 12 Мб/секунду. А вот чуть позже был введен стандарт USB 2.0, который уже мог передавать данные на скорости 480 Мб в секунду. Самые новые поколения USB 3.0 и 3.1 поддерживают максимальную скорость до 5 Гб/сек и 10 Гб в секунду, соответственно.

Но и это еще не все. USB 2.0 и USB 1.0 способны обрабатывать данные только в одном направлении одновременно. Для примера, если вы копируете с флешки фильм, то одновременно закачать на нее что-то не удастся. А вот стандарты USB 3.0 и 3.1 позволяют осуществлять передачу данных в обоих направлениях.

Что такое USB 3.1 и чем он отличается от USB 3.0?

Давайте подробнее остановимся на разнице между USB 3.1 и 3.0. Это последние версии стандарта USB. И все чаще встречаются в современных устройствах. От смартфонов, телевизоров и тв-приставок до компьютеров.

USB 3.1. был так назван, потому что не привнес значительных изменений в сам стандарт, а является развитием 3.0. Поддерживает передачу данных со скоростью до 10 Гбит/с. Часто встречается одновременно с разъемом USB-C. Но это не значит, что если разъем другой, то стандарт USB в устройстве обязательно старше. USB 3.1 запросто поддерживает другие типы разъемов.

Для достижения максимальной скорости передачи данных USB 3.1 и кабели, и устройства должны поддерживать USB 3.1. USB 3.1 также известен как USB 3.1 Gen 2 (10 Гбит/с).

А вот поколение USB 3.0 поддерживает скорость передачи данных только до 5 Гбит/сек. USB 3.0 также известен как USB 3.1 Gen 1 (5 Гбит/с).

Еще раз повторимся, что USB 3.1 обратно совместим с USB 3.0 и USB 2.0 в большинстве случаев. А значит, если у вас флешка с поддержкой USB 3.0 или 3.1, то вы можете ее подключать к компьютеру с USB 2.0. Просто скорость передачи данных будет как у 2.0.

Но есть одно исключение. USB-устройства с поддержкой 3.0 и 3.1 с питанием от шины, которые потребляют больше энергии, чем USB 2.0, скорее всего не смогут включиться. Ведь им не будет хватать энергии. Это не касается флешек, клавиатур и всех обычных устройств. Но может касаться различных USB-видеокамер и т.п. Внимательно читайте на упаковке, что требуется для таких гаджетов.

USB (Universal Serial Bus) расшифровывается как универсальная последовательная шина передачи данных между устройствами. Например, между компьютером и его периферией – клавиатурой, мышкой, флешкой, принтером, сканером, веб-камерой и т. д.

Через USB подключенные девайсы получают энергию для работы и зарядки, поэтому гнездами такого типа оснащают power-банки и зарядные устройства. За питание отвечает пара или две пары контактов, которые на схемах условно обозначают VCC или +5 V и GND (земля). Если внимательно взглянуть на разъем, можно увидеть, что эти контакты длиннее остальных. Так сделано для того, чтобы соединение/разъединение силовых и информационных линий происходило с разбежкой во времени, иначе данные могут передаваться с ошибками.

За данные отвечают 2 и более контакта в зависимости от версии USB. Половина из них передает сигнал от основного устройства (хоста) к периферии, а вторая половина – обратно.

Интерфейс USB поддерживает технологию Plug and Play («подключаю и использую»). При соединении с хостом, например, компьютером, периферийное устройство сообщает ему, что оно собой представляет, а хост подбирает подходящий драйвер. «Общение» происходит по линиям данных.

Девайсы, выпущенные в последнее десятилетие, оснащены USB-интерфейсами версий 2.0, 3.0, 3.1, 3.2. Редко, но еще встречаются старые устройства с USB 1.1. Интерфейсы разных поколений передают информацию с различной быстротой.

Теоретически достижимые скорости передачи данных по шине USB актуальных версий представлены в таблице:

USB1.1	12 Мбит/с
USB2.0	480 Мбит/с
USB3.0	5 Гбит/с
USB3.1	10 Гбит/с
USB3.2	20 Гбит/с

Дабы не путать читателя, здесь приведены только максимальные скорости, согласно спецификациям USB различных версий без учета режимов их работы. Значит, реальная скорость обмена данными между устройствами, соединенными этой шиной, может быть в разы ниже.

USB-разъемы разных поколений совместимы друг с другом, но быстрота передачи данных между ними всегда ограничивается потенциалом более медленной стороны.

USB последнего – третьего поколения выдерживает бОльшую силу тока, нежели предшественники, что влияет на скорость зарядки и поддержание работы подключенных устройств, особенно потребляющих много энергии, вроде внешних жестких дисков.

Максимальный выходной ток USB-порта зарядного или хостового устройства составляет:

Для версий 1.1-0 – 0,5 А.
Для версии 3.0 – 0,9-1,5 А.
Для версий 3.1-3.2 – 1,5-3 А с возможностью повышения до 5A.

Стандартное напряжение выходного USB-порта – 5 V. Отдельные спецификации версий 3.1-3.2, ориентированные на подключение энергоемких девайсов, выдерживают до 20 V.

Это интересно: Компьютер не видит Android через USB

Внешне USB-разъемы разных поколений отличаются цветами. Третье – самое молодое, имеет голубой или синий оттенок, это его типовой признак. Первое и второе могут быть окрашены в черный, белый, серый и другие цвета, их раскраска никак не связана с характеристиками.

Виды разъемов

Виды USB-разъемов зависят от выполняемой функции и скорости с который передаются данные. Благодаря существованию нескольких типов ЮСБ-разъемов охватывается расширенный функционал, который позволяет пользователю упрощать связь компьютера с устройством (мышка, клавиатура, iPad, МФУ, сканер и другие).

По назначению любой USB-порт можно отнести к одному из трех типов:

Стандартному или обычному, который обеспечивает питание и информационный обмен между девайсами. Такими портами оборудованы компьютеры, ноутбуки, смартфоны, телевизоры и т. д.
Зарядному. Они встречаются на зарядных устройствах, power-банках и некоторых системных блоках, предназначены только для питания периферии.
Выделенному зарядному. Эти гнезда служат для зарядки USB-гаджетов от бытовой электросети. Их встраивают в электрические розетки. Пример такого решения показан на фото ниже.

Первый тип может быть любой версии, второй и третий чаще относится к версиям 2.0 или 3.0. Последние различаются между собой цветами.

Конфигурация разъемов тоже «завязана» на поколение интерфейса. USB-штекеры и гнезда версий 1.1 и 2.0 бывают следующих типоразмеров и форм:

Типа А (стандартные). Такие порты устанавливают на хостовые и зарядные устройства. Они бывают трех размеров: обычного (самый распространенный – 12×4 мм, 4 контакта), среднего (miniUSB 7×3 мм, 5 контактов) и маленького (microUSB 7×2 мм, 5 контактов).

Типа B (узкие). Гнездами этого вида оснащают периферийное оборудование. Они также могут быть обычными (7×8 мм, 4 контакта), мини (3×7 мм, 5 контактов) и микро (2×7 мм, 5 контактов).

Разъемы микро обоих типов визуально очень похожи. Отличие лишь в том, что А имеет форму прямоугольника, а у B скошены верхние углы.

Редко, но встречаются USB-кабели, которые оборудованы комбинированными разъемами: mini-AB и micro-AB. Их можно подключать к гнездам того и другого вида.

Разъемы USB третьего поколения имеют следующие типоразмеры:

A – стандартный. Он отличается от предшественника цветом и количеством контактов, здесь их 9. Разъем микро-A имеет 10 контактов и разделен на 2 части. Половина идентична microUSB 2.0 (для совместимости), остальные 5 контактов расположены в другой части. Так сделано потому, что компактный размер не позволил уместить все выводы в одном месте. Разъемов типа мини-A 3.0 не существует.
В – его стандартный и мини-разъемы идентичны по конфигурации USB-B версии 2.0, но также имеют по 9 контактов. Micro-В отличится от micro-А формой совмещаемой половины. Она, как и microUSB-B 2.0, имеет срезанные углы.

Интерфейсы microUSB третьего поколения распространены мало, поскольку крайне неудобны в использовании. Кроме того, гнезда этого типа зачастую не выдерживают многократных рывков туда-сюда и отламываются от носителя. Таким же недостатком страдают и их предшественники, но здесь проблема возникает чаще.

Однако это не значит, что от миниатюрных разъемов USB-3 придется отказаться. Замена неудачному решению уже найдена – новый и кардинально непохожий на прототип интерфейс USB Type C.

Type-C или просто USB-C – это компактный разъем USB третьего поколения (8,4 x 2,6 мм, 24 контакта), который предназначен для тех же задач, что и его предшественники. В отличие от всех прочих интерфейсов этого типа, он симметричный или двусторонний, то есть поддерживает подключения кабеля и верхней, и нижней сторонами, как разъемы Lightning на устройствах Apple.

Отсутствие нужды ориентировать кабель в нужном положении уменьшает риск поломки гнезда, продлевает срок его службы и упрощает жизнь людям с ослабленным зрением и нарушенной координацией движений, которые в силу этих причин не могут пользоваться устройствами с разъемами microUSB-B.

Спецификация Type-C соответствует USB 3.1 и обеспечивает полную совместимость с ранними версиями этого интерфейса, как того требует стандарт. Поэтому мобильные гаджеты, оснащенные такими гнездами, не всегда поддерживают скорости третьего поколения: новомодный разъем вполне способен уживаться с USB-контроллером версии 2.0.

Основные отличия Micro и Mini USB

Перечисленные виды ЮСБ разъемов имеют как общие сходства, так и различия. Связано это в основном с линейными размерами.

Размеры устройства. Инженеры считают данную деталь важной, поэтому микро ЮСБ используется практически во всех мобильных устройствах. Micro занимает меньше места в устройстве, поэтому разработчики останавливают выбор на нем. Mini же имеет расширенную форму. Некоторые аналитики предрекают скорую гибель Mini ЮСБ, они говорят о том, что скоро он просто перестанет существовать. Micro тип выходит на лидирующие позиции.
Micro USB создан из прочных материалов на основе Mini. Поэтому Микро считается улучшенной версией предыдущего поколения. Они реже ломаются.

Сегодня Микро тип используется в большинстве выпускаемых мобильных устройств. Использование Mini постепенно сокращается.

Немного о USB-кабелях

Различия между кабелями USB не только в конфигурации разъемов, но и в количестве жил. Самый распространённый тип кабеля – четырехжильный USB 2.0, предназначен для передачи данных и питания периферийного оборудования. В нем каждая из линий связана с парой идентичных контактов на противоположных штепселях. Данные по такому кабелю передаются по очереди – или в одну, или в другую сторону.

Существуют USB-кабели только для зарядки. В них всего 2 жилы – плюс и земля, а контакты информационных линий просто соединены между собой. Они обычно тоньше 4-жильных. В магазинах их, как правило, не продают, но включают в комплекты поставки разных девайсов с поддержкой питания 5 V (например, электрических зубных щеток).

Кабели USB третьего поколения обычно окрашены в синий цвет (хотя не всегда) и более толстые. Ведь помимо стандартных четырех жил, в них включено столько же дополнительных. За счет добавочных линий поддерживается одновременная передача данных в оба направления.

Для подключения к смартфонам и планшетам периферийного оборудования (клавиатур, флешек, мышей и т. д.) разработан еще один тип кабелей – OTG. В кабеле OTG-2.0 всего 4 жилы и 5 контактов. На стороне хоста дополнительный – пятый контакт (ID) соединяется с землей – так устройства определяют, какое из них выступает в роли хоста. В OTG-3, соответственно, на 4 линии данных больше.

Кабели USB Type-C с противоположной стороны чаще имеют штепсель другого вида, например, USB-A, HDMI, DP и т. д. Конфигурация второго разъема, количество жил и связь с определенными выводами, поддержка силы тока разных уровней определяют их назначение и функциональность.

Выбор кабеля влияет на скорость зарядки и обмена информацией между устройствами. Некачественный или неправильно подобранный, он может быть «бутылочным горлом» подключения. Так, если соединить телефон и компьютер через порты USB-3.0 – USB-C кабелем USB-2.0, связь будет медленнее в разы, чем если бы использовался соединитель версии 3.

Питание через USB-разъем

Изначально стандарт USB был «заточен» на питание и зарядку маломощных девайсов с током потребления до 0,5 A при напряжении 5 V. Однако с появлением смартфонов и планшетов с батареями повышенной емкости этот предел стал бы непреодолимым барьером к массовому выпуску их на рынок. Ведь заряжать такие устройства малыми токами можно сутки напролет, а кому это понравится.

Так появилось еще несколько спецификаций, в том числе Quick Charge (быстрая зарядка) – технология передачи энергии, которая превышает штатные возможности USB, посредством USB-интерфейса.

Сегодня актуальны следующие версии этого стандарта:

Quick Charge 2.0. Она предусматривает ступенчатое повышение выходного напряжения от 5 V до 9 V, 12 V и 20 V.
Quick Charge 3.0. Также поддерживает повышение напряжения до 20 V, но с интервалом 0,2 V.
Quick Charge 4.0 и 4+. Базируется на еще одной технологии электропитания – Power Delivery, и обеспечивает быструю зарядку аккумуляторов через разъемы USB-C.

Возможность пополнять запасы энергии от зарядных устройств с поддержкой Quick Charge имеют только те гаджеты, где она реализована на аппаратном уровне. Технология QC, как и USB, полностью поддерживает обратную совместимость.

Power Delivery – стандарт питания энергоемких устройств с поддержкой мощности до 100 W посредством обычного кабеля и разъемов USB версии 2.0 или 3.0-3.2. Источником энергии в такой системе может быть не только зарядник или power bank, но и девайс, выступающий в роли хоста. А хостом может назначаться любой гаджет с аккумулятором, например, смартфон, подключенный к другому смартфону.

Передача тока в системах Power Delivery идет в обоих направлениях, поэтому хост и периферия в процессе зарядки могут меняться местами. Кроме того, стандартом предусмотрена возможность изменения уровней токов и напряжений по пяти профилям:

менее 5 V и 2 А;
5-12 V и 1.5 А;
5-12 V и 3 А;
12-20 V и 3 А;
12-20 V и 4.75-5 А.

Power Delivery уже сейчас позволяет питать через разъемы USB такие мощные устройства, как ноутбуки и моноблоки. Дальнейшее развитее технологии, надо ожидать, перешагнет 100-ваттный порог и найдет применение в умных TV, бытовой технике, осветительных приборах и везде, где только можно. Словом, у USB большое будущее, и нам предстоит сосуществовать с ним еще много-много лет.

Особенности и преимущества

Раньше внешние сторонние устройства общались с ПК посредством таких средств коммутации, как PS/2, последовательный и параллельный вход-порт, отдельный разъем для подсоединения игровых манипуляторов, и что такое USB, никто даже не слышал. При разработке новых гаджетов появилась острая необходимость унифицировать коммутационные возможности. Презентация нового стандарта привела к расширению функциональности компьютера и стимулировала разработку сторонних продуктов с шиной USB.

Простота и удобство в использовании стали синонимами USB-технологии. Она позволила взаимодействие со спецификацией «Plug and Play», которая предполагала надежную, быструю и дружественную коммутацию внешних источников.

Недостатки интерфейса USB

Разъемы mini USB и micro USB из-за конструктивных особенностей часто выходят из строя раньше своего эксплуатационного срока службы. Это обусловлено тем, что такие разъемы обычно находятся в гаджетах, которые очень часто приходится подсоединять к компьютеру или заряжать (телефоны, смартфоны, КПК, МР3-плееры). При этом стоит отметить, что технология USB позволяет не только обмениваться данными, но и дает возможность заряжать устройства через свое соединение.

Заявленная пропускная способность у спецификации 2.0 в 480 Мбит/с не соответствует действительности. Это происходит потому, что данные передаются в обе стороны по одной витой паре кабеля. Для достижения максимальной скорости требуется 2 такта при обмене информацией, что, кстати, реализовано в USB 3.0.

Альтернативы USB

Переходник кабеля FireWire. Порты USB это альтернатива последовательным и параллельным портам, доступным на старых компьютерах. Порты USB поддерживают намного более быструю (часто 100-кратную или более) передачу данных, чем последовательную или параллельную.

Для компьютерных сетей вместо USB иногда используются порты Ethernet. Для некоторых типов компьютерных периферийных устройств порты FIreWire также иногда доступны. И Ethernet, и FireWire могут предложить более высокую производительность, чем USB, хотя эти интерфейсы не обеспечивают питание по проводам.

Читайте также: