Надежный стандарт порта Universal Serial Bus (Универсальная последовательная шина) является одним из наиболее часто используемых на планете. Но Форум USB разработчиков, компендиум, образованный такими компаниями, как Intel, Microsoft, Apple, HP чтоб следить за развитием этого стандарта, не почивает на лаврах. Последняя версия стандарта , а также новые устройства и компьютерные компоненты, придерживающиеся ного стандарта, которые только начинают поступать на рынок. Так в чем она отличается (и лучше) от более старых версий USB 2.0 и 3.0? И в чем разница между 3.1, 1 и 2 поколений?

Азы USB портов.

Прежде всего, является стандартом, и не следует путать с формой портов в вашем компьютере или кабелях, которые подключаются к нему. устройства и компьютеры могут использовать оба разъема на концах кабеля, в то время как USB Type-A - прямоугольный штекер, который используется большинством устройств, USB Type-B - разъем квадратной формы, который в основном используется для принтеров, внешних жестких дисков. Более мелкие разъемы, как mini USB и micro USB могут быть не совместимы, поэтому иногда используется разъем USB Micro Type-B, как на телефонах, подобных Galaxy Note 3. Это позволяет увеличить скорость передачи данных в спецификации USB 3.0, но до сих пор позволяет использовать более старые micro USB кабели для стандартной зарядки и передачи данных.

USB 3.0 / 3.1 также совместим с , последним дизайном разъема, который только начинает входить в оборот благодаря устройствам, как новый MacBook, Chromebook Pixel второго поколения, а также смартфон OnePlus 2. Этот реверсивный штекер отличается от , хотя производители могут выбрать для поддержки оба сразу, что безусловно, возможно. Например, 2015 MacBook и Chromebook второго поколения поддерживают стандарт на своих портах , в то время как OnePlus 2 использует стандарт USB 2.0, несмотря на порт .

В течение в 2016 года и далее, ожидаются более полные материнские платы, ноутбуки, планшеты и смартфоны, оснащенные портами, благодаря своему небольшому размеру и зеркальному исполнению. Эти порты могут или не могут быть оборудованы или более поздними версиями, из-за расходов или совместимости аппаратных средств.

Жажда скорости (передачи данных) .

Самым большим улучшением стандарта является повышение пропускной способности передачи данных до 10 Гбит/сек. Новая спецификация SuperSpeed ​​USB во втором поколении обеспечивает улучшенное кодирование и эффективность передачи данных, удвоение скорости стандарта первого поколения (5 Гбит/сек ). Говоря с более практической точки зрения, содержание полностью загруженного 50 Гигабайтного диска Blu-Ray может быть передано через второго поколения всего за 38 секунд. Конечно, это при условии, что у вас есть необходимые порты и кабели на обоих концах, и что оба устройства считывания и записи могут передавать данные на этой скорости - самые быстрые накопители(например ) потребительского класса могут записывать данные только на часть этой скорости. Кроме того, второе поколение настолько новое, что в настоящее время существует очень мало устройств, поддерживающих его. Немного более старый стандарт, первого поколения поддерживает только скорость до 5 Гбит/сек , как и USB 3.0. USB 3.0 и первого поколения очень похожи, на самом деле - последний в основном отличается благодаря нескольким устройствам , которые поддерживают его. Кроме того, любое устройство USB 3.0, 3.1 первого или второго поколения предпочтительнее старого стандарта USB 2.0, чей потолок 480 Мбит/сек , что значительно медленнее всех последующих альтернатив.

Благодаря более высокой пропускной способности данных USB 3.0 и 3.1 могут быть использованы для передачи видео. Уже есть адаптеры, позволяющие ПК и Mac выдавать видео высокой четкости на монитор или телевизор через стандартный порт USB, а также новые версии позволяют более быструю и плавную передачу видео с более высоким разрешением. поддерживает спецификацию , выводящую видео со скоростью до 4К. Вполне возможно, что сможет заменить существующие стандарты и порты HDMI, DVI и DisplayPort, хотя это кажется маловероятным в краткосрочной перспективе.

Добавим энергии.

Современные устройства, такие как телефоны, планшеты и даже ноутбуки оснащаются более крупными и более эффективными батареями, так что необходимо как можно безопаснее получить для них нужное количество электричества. Новейшие технологии быстрой зарядки могут достигать до 15 Вт и заряжать устройства гораздо быстрее, чем более старого стандарта 2.1. Тем не менее, этого недостаточно, чтобы насытить жажду производителей.

USB 3.0 и 3.1 и поддерживает спецификации энергоснабжения USB, которая поддерживает максимум 20 вольт на 5 ампер в общей сложности до 100 Вт мощности. Это означает, что существует очень мало портативных устройств, которые не могут быть обеспечены этим стандартом - недавно выпущенные модели Macbook и Chromebook Pixel заряжаются через их USB порты со стандартным адаптером питания, используя 29 Вт и 60 Вт, соответственно.

Сравнение с Thunderbolt.

Вот где все становится запутанным. Фирменный стандарт Thunderbolt от Intel, который конкурирует с , иногда совместим с ним, используя те же кабели. Во-первых, давайте сравним скорость. Thunderbolt версия 3 может обрабатывать передачу данных со скоростью до 40 Гбит/сек, потенциально в четыре раза быстрее, чем второго поколения. Версии Thunderbolt 1 и 2 используются патентованный кабель, который не совместим с USB, так что некоторые компьютеры, как и Macbook Pro оснащены USB и Thunderbolt 3 портами.

Начиная с Thunderbolt 3, Intel перешли на порты, а также кабели и сделали стандарт, кросс-совместимый с . Это означает, что если производитель поддерживает его, то же устройство можно использовать как Thunderbolt и режимы работы для передачи данных, видео и питания. порт на 2015 Macbook совместим с первого поколения и Thunderbolt 3, а также адаптерами для стандартного кабеля USB Type-A и старых портов Thunderbolt.

В настоящее время Thunderbolt в основном используется на устройствах Apple и в специализированных областях для более высокой скорости передачи данных, таких как редактирование видео. В то время как MacBook и MacBook Pro линейка от Apple, вероятно, продолжит поддерживать его, порты USB, совместимые с и Thunderbolt 3 могут быть редкими на материнских платах ПК и ноутбуках.

Революция ?

Первого поколения уже доступен на многих материнских платах и нескольких портативных устройствах, и тем быстрее стандарт второго поколения появляется на портативных жестких дисках, корпусах и адаптерах. Пока набирает популярность у производителей как порт на ноутбуках и телефонах, первого и второго поколений, скорее всего, распространится намного быстрее через индустрию бытовой электроники. Уже сегодня вы можете приобрести флагманские телефоны с поддержкой стандарта второго поколения, а также ноутбуки и настольные компьютеры.

Vention, special for you!

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?

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

Пользователям мобильных устройств в 2000-х пришлось нелегко – они были вынуждены мириться с так называемой проприетарностью . Телефоны каждого из производителей оснащались уникальными разъёмами для зарядки – как следствие, ЗУ, например, для Nokia не работало с телефоном Motorola . Доходило и до абсурда – когда для двух телефонов одного производителя (финского) приходилось искать различные зарядные устройства. Недовольство пользователей оказалось настолько сильным, что вмешаться был вынужден Европарламент.

Сейчас ситуация в корне иная: практически все производители смартфонов оснащают свои гаджеты портами под зарядные устройства одного типа . Пользователю больше не приходится покупать новое ЗУ «в довесок» к телефону.

Кабели USB можно применять не только для передачи данных с ПК на гаджет, но и для зарядки мобильного устройства. Смартфоны способны пополнять «запасы» аккумулятора как от розетки, так и от компьютера, однако во втором случае зарядка займёт существенно больше времени. Традиционный кабель USB для смартфона с Android или с Windows Phone выглядит следующим образом:

На одном из его концов присутствует стандартный штекер USB 2.0 Type-A :

Этот штекер вставляется в USB-порт на компьютере или ноутбуке.

На втором конце провода – штекер microUSB .

Он, соответственно, вставляется в разъём микро-USB на мобильном устройстве.

Именно micro-USB 2.0 является сейчас унифицированным разъёмом: встретить его можно на смартфонах и планшетах почти всех производителей мобильной техники (за исключением Apple). Соглашение о стандартизации интерфейсов было подписано в 2011 году представителями 13-и компаний, лидирующих на мобильном рынке.

На Micro-USB выбор пал по ряду причин:

• Разъём компактен . Его физические размеры составляют всего лишь 2×7 миллиметров – это примерно в 4 раза меньше, чем у USB 2.0 Type-A .
• Штекер прочен – особенно если сравнивать с тонкой зарядкой Nokia.
• Разъём способен обеспечивать высокую скорость передачи данных. Теоретически скорость передачи через Micro-USB при использовании стандарта 2.0 может достигать 480 Мбит/сек. Фактическая скорость гораздо ниже (10-12 Мбит/сек в режиме Full Speed ), однако пользователям это редко доставляет неудобства.
• Разъём поддерживает функцию OTG . Подробнее о том, какие преимущества это даёт, расскажем позже.

Конкуренцию micro-USB в борьбе за роль стандартного разъёма мог навязать Mini-USB . Мини-штекер выглядит так:

Этот вид USB-разъёма не подошёл в качестве стандартного, и вот почему:

• Разъём больше по размерам – пусть и ненамного. Величина его – 3×7 миллиметров.
• Разъём достаточно хрупкий – из-за отсутствия жёстких креплений он очень быстро расшатывается. Вследствие этого передача данных через кабель становится для пользователя настоящим мучением.

В 2000-х разъём вида mini-USB можно было встретить на смартфонах производителей «второго сорта» — скажем, Philips и Alcatel . Сейчас мобильных гаджетов с мини-разъёмом на рынке не найдёшь.

Помимо тех USB-разъёмов, о которых мы упомянули (Micro-USB, Mini-USB, USB Type-A), есть и другие. Например, micro-USB стандарта 3.0 может использоваться для подключения к ПК жёстких дисков, а USB Type-B (квадратной формы) – для музыкальных инструментов (в частности, MIDI-клавиатуры). К мобильной технике эти разъёмы не имеют прямого отношения (если не считать Galaxy Note 3 c USB 3.0), поэтому более подробно мы о них рассказывать не будем.

Какими бывают USB-кабели для смартфонов?

Благодаря неистощимой фантазии китайских рукодельцев пользователи мобильной техники могут купить кабели совершенно разных формаций. Например, в эпоху проприетарности невероятной популярностью пользовался такой вот «монстр»:

Да, эта зарядка подходила ко всем основным разъёмам!

Подобные «мультитулы» и сейчас есть в продаже, однако штекеров у них поубавилось. Вот зарядка 4-в-1 , которую можно заказать на дешевле, чем за 200 рублей:

Эта зарядка оснащена всеми современными штекерами – Lightning, 30Pin (оба для iPhone), microUSB, USB 3.0. Однозначно, «must-have» для пользователя!

Есть и другие любопытные варианты. Вот кабель от OATSBASF для тех, кто терпеть не может кабели:

Этот кабель позволяет подзаряжать от компьютера два мобильных устройства одновременно (например, 5-ый Айфон и Android) и имеет очень соблазнительную цену – чуть более 100 рублей.

В отечественных магазинах и салонах пользователь, конечно же, не найдёт такого изобилия разнообразных кабелей, как на страницах каталогов GearBest и AliExpress . Кроме того, Data-оборудование в рознице стоит существенно дороже. По этим двум причинам пользователям рекомендуется заказывать USB-кабели именно из Китая.

Что такое стандарт OTG?

Наверняка многие видели такой кабель и задумывались, для чего он нужен:

Это кабель OTG ; на одном его конце — штекер micro-USB , на втором – разъём USB 2.0 , «мама». С помощью такого кабеля к смартфону или планшету можно подключить USB-флэшку, но только в том случае, если само мобильное устройство поддерживает стандарт OTG .

OTG (сокращение от On-The-Go ) – это функция, предназначенная для быстрого соединения 2-х USB-устройств друг с другом, без посредничества компьютера. Подключить по OTG можно не только флэшку (хотя это, конечно, самый распространённый случай), но также, например, и компьютерную мышку, клавиатуру, внешний жёсткий диск, игровой руль, джойстик. Получится даже подсоединить смартфон к принтеру или МФУ, чтобы распечатать снимок, сделанный на камеру гаджета.

Кабели OTG для iPhone уже тоже появились, однако загрузить на «яблочное» устройство (без джейлбрейка) с внешнего носителя получается только фото и видео – и то лишь тогда, когда корневые папки на флэшке и сами фотографии имеют «правильные» названия.

Полного перечня смартфонов, поддерживающих функцию OTG , нет – просто потому, что наличием этого стандарта способны похвастать почти все современные гаджеты и список был бы огромен. Тем не менее, покупателю, намеревающемуся подключать к девайсу мышь или флэшку, стоит осведомиться у консультанта салона-магазина о поддержке OTG до того, как отдавать деньги – «на всякий пожарный».

USB Type-C: в чём преимущества?

Переход с micro-USB на – это новый тренд рынка мобильной электроники! Производители активно осваивают технологию и оснащают свои флагманские модели усовершенствованными разъёмами для зарядки и передачи данных. USB Type-C долго ждал «в тени»: разъём был создан ещё в 2013 году, однако только в 2016-м лидеры рынка обратили на него внимание.

Выглядит USB Type-C так:

В чём же заключаются преимущества Type-C перед привычным всем micro-USB ?

• Высокая скорость передачи данных . Пропускная способность Type-C равняется 10 Гб/сек (!). Но это только пропускная способность : в действительности на такую скорость смогут рассчитывать лишь владельцы смартфонов со стандартом USB 3.1 – например, Nexus 6P и 5X . Если гаджет использует стандарт USB 3.0 , скорость окажется на отметке примерно в 5 Гб/сек; при USB 2.0 передача данных будет происходить существенно медленнее.
• Быстрая зарядка . Продолжительность процедуры зарядки смартфона зависит от потенциального количества Вт, которые поставляются разъёмом. USB стандарта 2.0 способно подавать всего 2.5 Вт – оттого зарядка и длится часы. Разъём USB Type-C обеспечивает 100 Вт – то есть в 40 раз (!) больше. Любопытно то, что передача тока может происходить в обе стороны – как к хосту, так и от него.
• Симметричность коннектора . Если у коннектора micro-USB есть верх и низ, то коннектор Type-C симметричен. Какой стороной его вставлять в разъём, значения не имеет. С этой точки зрения технология USB Type-C похожа на Lightning от Apple.

Достоинством Type-C является также небольшая величина разъёма – всего лишь 8.4×2.6 миллиметра. По этому критерию технологии micro-USB и USB Type-C схожи.

У USB Type-C есть и недостатки, один из которых более чем существенный. Из-за нерегулируемой работы коннектора зарядка запросто может «поджарить» мобильное устройство. Такая вероятность не является чисто теоретической – возгорания случались и на практике. Именно по этой причине распространение неоригинальных, «кустарных» кабелей и зарядок USB Type-C Type-C и принять решение об отказе от стандартного разъёма. При этом Рэйвенкрафт допускает, что, возможно, полного замещения USB-A не произойдёт никогда.

Смартфоны с USB Type-C появились на рынке достаточно давно, но многие потребители практически ничего не знают о новом порте на Android-устройствах. В этой статье я объясню что представляет собой USB Type-C и для чего его можно использовать.

Что такое USB Type-C?

USB (универсальная последовательная шина) - стандарт кабеля, который позволяет синхронизировать данные, а также заряжать мобильное устройство. Первое поколение было анонсировано в далеком 1998 года и до настоящего момента мы наблюдали за появлением усовершенствованных версий порта. Новейшим решением является именно USB Type-C.

Каждая версия USB обладает скоростью передачи данных и ограничением электрического тока, который может пройти через нее. Коннекторы предыдущего поколения USB Type-A и Type-B имеют только 4 контакта, в то время как современный разъем типа C получил все 24, что позволяет ему проводить больше электрического тока и передавать данные на очень высоких скоростях.

Знакомый нам MicroUSB 2.0, к примеру, на данный момент используется на большинстве Android-устройствах, и он поддерживает 5V (вольт)/ 2А (ампер) и скорость передачи 480 МБ/с. USB Type-C (3.1), с другой стороны, уже предлагает 20V/5A для передачи электрического тока и скорость до 10 ГБ/с.

Преимущества USB Type-C

Очевидно, что новый стандарт может похвастаться потрясающей скоростью передачи данных, но у него есть и другие интересные нам преимущества. Коннектор Type-C двусторонний, то есть нет значения какой стороной вы его подключите, и имеет одинаковые контакты на обоих концах кабеля.

Более того, следующее поколение HDMI полностью совместимо с USB 3.1, то есть вам не нужно покупать дорогостоящий переходник или адаптер. В будущем все ноутбуки и настольные компьютеры будут оснащаться вот такими удобными разъемами.

А есть недостатки USB Type-C?

Не все производители приспосабливаются к новому стандарту USB. Некоторые кабеля имеют коннекторы Type-C, они выглядят, как Type-C, но поддерживают только USB 2.0. Такие кабеля могут быть опасны для устройств.

Просто не покупайте дешевые китайские аксессуары, чтобы обезопасить свой телефон. лучше всего покупать официальные USB у производителя смартфона.

Еще одной проблемой, стоящей перед USB Type-C, является небольшое число устройств, работающих с этим стандартом. На данный момент не так много телефонов или других устройств используют новую технологию, и если вы у друга дома и ищете зарядку - удачи найти подходящий кабель. Также вас может огорчить тот факт, что зарядки и кабеля USB Type-C не очень дешевые, но в будущем это изменится.

• Остерегайтесь дешевых USB-кабелей
• Даже если смартфон имеет порт USB Type-C, он может не поддерживать стандарт 3.1, так что убедитесь в этом перед покупкой
• Всегда используйте оригинальный кабель

Скорость работы интерфейса зависит от установленных контроллеров, и вы будете удивлены тем, что делают с ними некоторые производители. Технология USB Type-C обещает нам скорость передачи данных на уровне до 10 Гбит/с, но первое поколение устройств с USB Type-C оказывается далеко не настолько быстрым. В этой статье мы разбираемся, в чем здесь дело…

USB Type-C - новый интригующий стандарт, который больше года назад стал появляться в ноутбуках, планшетах, телефонах и на других устройствах. И у нас давно возникло желание проверить, какую же скорость он в реальности может обеспечить. Благодаря появлению SanDisk Extreme 900 мы действительно можем заставить этот двусторонний порт работать на пределе. Для тестирования мы подготовили 8 ноутбуков с USB Type-C, а также вставили в настольный ПК специальную карту PCIe, чтобы тест был более полным.

О чем «молчит» ваш порт USB-C

Подразумевается, что USB Type-C станет универсальным стандартным портом, но на сегодня его универсальность проявляется только в запутанности. USB Type-C может работать на скорости 5 Гбит/с или 10 Гбит/с, будучи по-прежнему маркированным как USB 3.1 производителем ноутбука. Технически USB Type-C может работать даже на скорости USB 2.0 - на жалких 480 Мбит/с. Так что если вы видите порт USB Type-C, то нем можно сказать только то, что скорость интерфейса может варьироваться от скромных 480 Мбит/с до внушительных 10 Гбит/с.

Чтобы запутать все еще сильнее, технология Intel Thunderbolt 3 использует порт USB Type-C для передачи данных через PCIe. И она также поддерживает USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с.

Обсуждать Thunderbolt 3 и поддержку передачи видео через USB Type-C нужно отдельно, и мы посвятим этому другую статью. Однако о питании и не столь универсальной зарядке через USB Type-C уже было сказано.

Не все порты USB Type-C одинаковы

Что же установлено в ваш ноутбук?

На производительность USB Type-C влияет ряд ключевых факторов. Первое - это возможности жесткого диска в вашем ПК. Если вы копируете со встроенного винчестера, получить скорость даже близкую к скорости порта просто невозможно, просто потому что большинство дисковых интерфейсов не дотягивают до максимальной производительности USB Type-C.

Другой важный фактор - это контроллер, используемый для подключения порта. На сегодняшний день существует два популярных чипа, доступных на рынке. Первый из них - ASmedia ASM1142. Этот чип USB 3.1, работающий со скоростью 10 Гбит/с, можно найти во множестве ранних версий ноутбуков и настольных ПК, которые были оснащены USB Type-C. И поскольку нам не удалось оперативно найти ноутбук с этим чипом, мы вставили карту Atech BlackB1rd MX1 PCIe в настольный ПК. Производительность собранной системы должна быть практически такой же, как у ноутбуков с данным чипом. Другой кандидат на лидерство - это дорогостоящий чип Intel Thunderbolt 3, который также поддерживает возможность работы USB со скоростью 10 Гбит/с.

Ну и, наконец, весьма популярное на сегодня решение, которое можно найти во множестве ноутбуков - это контроллер USB 3.0, встроенный непосредственно в чипсет системной логики Intel. Тот же чип используется для подключения стандартных прямоугольных портов USB 3.0 Type-A. Многие производители ПК просто передают его сигнал на овальные порты USB Type-C. И именно это решение является самым популярным, так как оно дешевле и требует меньше энергозатрат. Однако оно также ограничивает работу любого порта USB Type-C максимальной скоростью USB 3.0 - 5 Гбит/с.

SanDisk Extreme 900 - один из первых дисков с поддержкой USB 3.1 10 Гбит/с

Метод тестирования

Для проведения тестов мы использовали SanDisk Extreme 900 SSD, который действительно поддерживает подключение USB Type-C на скорости 10 Гбит/с. SanDisk удалось создать это накопитель емкостью 2 Тб, объединив два диска M.2 SSD в массив RAID 0 внутри одного корпуса. И получился действительно быстрый USB-диск. Подключая его к портам USB Type-C каждого компьютера, мы запускали утилиту AS SSD, которая позволяет оценить реальную скорость последовательной передачи данных порта.

Результаты, которые говорят сами за себя, вы можете увидеть на диаграмме ниже. Мы расположили их в порядке убывания производительности. На подписях указаны как модели ноутбуков, так и версии установленных контроллеров.

Мы оценили 8 ноутбуков, чтобы исследовать производительность USB Type-C (нажмите на картинку для увеличения)

Неудивительно, что производители ноутбуков, выбравшие самый дешевый вариант (подключение контроллера Intel USB 3.0 5 Гб/с к порту USB Type-C), обеспечивают вам… производительность в 5 Гбит/с. Нам не удалось протестировать 12-дюймовый MacBook, потому что AS SSD не работает на OS X, но он использует тот же контролер. Так что приходится ждать эквивалентной производительности.

Куда больший интерес вызывает работа чипов со скоростью 10 Гбит/с: ASMedia и Thunderbolt 3. На диаграмме они представлены 2 моделями Dell XPS (для Thunderbolt) и картой ASMedia в настольном ПК. В нашем тесте ASmedia показал небольшое преимущество над контроллером Thunderbolt 3. Впрочем, производители ПК подтверждают эти данные, сославшись на результаты собственных внутренних тестирований.

Модель Samsung Notebook 9 Pro использует только часть контроллера Intel Thunderbolt 3, поддерживающую USB 3.1

Впрочем, в тесте есть еще один интересный участник - это ноутбук Samsung Notebook 9 Pro. 15,6-дюймовая модель использует достаточно редкий подход оснащения порта USB Type-C за счет использования чипа Intel «Alpine Ridge» с Thunderbolt 3, однако включает в нем только поддержку USB. Даже в панели «Диспетчера устройств» вы найдете только контроллер Intel USB 3.1, как это показано на скриншоте выше.

Представители Samsung подтвердили, что этот ноутбук не работает с Thunderbolt 3. Мы проверили это при помощи диска Akitio Thunderbolt 3 - действительно не работает. Зачем инженеры Samsung поступили таким образом, остается тайной.

Однако нам известно, что производительность оказалась удивительно низкой. Да, этот порт работает быстрее, чем обычные USB Type-C со встроенным чипом Intel, но намного медленнее, чем ASMedia и полная версия Thunderbolt 3. Странный ход.

Заключение

Один взгляд на тестовую диаграмму дает понять, что у наличия в компьютере полноценного порта USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с есть реальные преимущества. Самый очевидный вывод: вам не придется долго ждать копирования файлов на USB-диск. Но кроме этого только с полноценным портом вы сможете раскрыть все преимущества внешнего диска с USB 3.1. И поскольку на рынке будет появляться все больше моделей ПК с портами USB Type-C, мы рекомендуем внимательнее читать характеристики перед покупкой компьютера.