Отличия USB 3. 0 от 2. 0 и особенности спецификаций

В чем разница между USB 3.0 и 2.0, каковы преимущества и недостатки таких спецификаций, как USB 3.0, 3.1 и Wireless USB?

Отличия USB 3.0 от 2.0 и особенности спецификаций

В этой статье я хочу более подробно остановиться на спецификации USB. Будут рассмотрены различные особенности интерфейса и различия между USB 3.0 и 2.0. Версия 1.0 не рассматриваю, потому что она практически не используется. В предыдущей статье я рассказывал о том, как определить, какой порт находится на ноутбуке и компьютере, рекомендую вам прочитать.

Давайте начнем с самого начала и выясним, что означает USB. Это универсальная последовательная шина в переводе универсальная последовательная шина. Он был создан в 1996 году и поддерживался такими компаниями, как Intel, Microsoft и другими. На данный момент технология действительно универсальна и поддерживает самые современные устройства. К USB можно подключить компьютерную мышь, жесткий диск, сканер и принтер, смартфон, флешку и многое другое.

USB или универсальная последовательная шина — это стандартный тип соединения и средства связи между широким спектром электрических устройств, включая компьютеры и периферийные устройства. Он был введен в эксплуатацию в 1996 году. Идея заключалась в том, чтобы стандартизировать связь или передачу данных между периферийными устройствами и компьютерами, заменив старые коммуникационные интерфейсы, такие как параллельные и последовательные порты …

Где используется USB?

В качестве отраслевого стандарта USB-кабели используются для подключения настольных или портативных компьютеров к внешним аппаратным устройствам, таким как клавиатуры, мыши, флэш-накопители, принтеры и игровые контроллеры.

Интерфейс USB стал настолько популярным в последние годы, что вы легко можете найти их даже в автомобилях и бытовых электрических розетках. Современные смартфоны, планшеты и многие портативные устройства теперь поддерживают USB-кабели и разъемы для быстрой зарядки по сравнению с другими типами кабелей.

Что такое USB 3 0 Интерфейс универсальной последовательной шины (USB) существует уже давно, и мы все привыкли использовать его для подключения различных

Разъемы USB Type-A и Type-C

Все мы сталкивались с ситуацией, когда USB-штекер не вставлялся в разъем с первого раза по одной простой причине: вы повернули его не так. Этот разъем называется USB Type-A и остается неизменным в процессе эволюции USB-устройств от первой до третьей версии стандарта.

Теперь его заменил разъем USB Type-C, который удобнее своего предшественника, поскольку он симметричен и позволяет подключать вилку с обеих сторон. Кроме того, он поддерживает гораздо более высокие скорости 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 аудиосигналов, поэтому с помощью соответствующего адаптера его можно использовать для подключения устройств с HDMI, VGA, DisplayPort и т.д. Другими словами, это идеальный универсальный разъем нового поколения.

Однако обратная совместимость разъемов Type-C может быть палкой о двух концах для некоторых пользователей, поскольку это позволит производителям продавать устройства, соответствующие более старым версиям USB, под видом новых. Поэтому перед покупкой ноутбука, материнской платы или компьютера следует выяснить, какие версии стандарта USB используют имеющиеся у них разъемы. Само по себе наличие разъема USB Type-C не гарантирует поддержку последней и самой быстрой версии интерфейса.

Материнские платы MSI серии Z390 с разъемами Type-C

Материнские платы MSI Z390 для процессоров Intel Core 9-го поколения оснащены последней доступной версией USB. Некоторые из них, такие как MEG Z390 GODLIKE и MEG Z390 ACE, позволяют подключать пару корпусных разъемов типа C. Подробную информацию об этих устройствах можно найти здесь .

Описание и характеристики интерфейса передачи данных USB 3.0

Характеристики USB 3.0

Форум разработчиков USB завершил работу над спецификацией USB 3.0 в конце 2008 года. Как и следовало ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости с USB 1.1 до USB 2.0. В любом случае 10-кратное увеличение пропускной способности приветствуется. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит / с. Пропускная способность почти вдвое выше, чем у современного стандарта Serial ATA (3 Гбит / с с избыточностью).

Логотип USB 3.0

Любой энтузиаст поймет, что USB 2.0 является основным узким местом современных компьютеров и ноутбуков с пиковой пропускной способностью от 30 до 35 МБ / с. Но современные 3,5-дюймовые жесткие диски для настольных ПК уже превзошли скорость передачи данных 100 МБ / с (2,5-дюймовые модели ноутбуков подходят к этому уровню). Высокоскоростные твердотельные накопители успешно преодолели порог в 200 МБ / с. А 5 Гбит / с (или 5120 Мбит / с) равняется 640 Мбит / с.

Мы не ожидаем, что жесткие диски в обозримом будущем приблизятся к 600 МБ / с, но следующие поколения твердотельных накопителей могут превзойти это число через несколько лет. Увеличение пропускной способности становится все более важным, поскольку количество информации увеличивается и, следовательно, увеличивается время ее резервирования. Чем быстрее хранилище, тем короче время резервного копирования, тем проще будет создавать «окна» в расписании резервного копирования.

Таблица сравнения скорости для USB 1.0 — 3.0

Цифровые видеокамеры сегодня могут записывать и хранить гигабайты видеоданных. Доля HD-камер увеличивается, и для записи больших объемов данных им требуется более крупное и быстрое хранилище. Если вы используете USB 2.0, передача нескольких десятков гигабайт видеоданных на компьютер для редактирования займет много времени. Форум разработчиков USB считает, что пропускная способность останется критически важной, а USB 3.0 будет достаточно для всех потребительских устройств в течение следующих пяти лет.

Скачать полную официальную спецификацию USB 3.0

Кодирование 8/10 бит

Для обеспечения надежной передачи данных в интерфейсе USB 3.0 используется 8/10 битное шифрование, с которым мы знакомы, например, по Serial ATA. Один байт (8 бит) передается с использованием 10-битного кодирования, что повышает надежность передачи за счет полосы пропускания. Следовательно, переход от одного бита к другому происходит при соотношении 10: 1 вместо 8: 1.

Сравнение пропускной способности USB 1.x — 3.0 и конкурентов

Режимы энергосбережения

Очевидно, что основная цель USB 3.0 — увеличить доступную пропускную способность, но новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно запрашивает доступность устройств, что потребляет энергию. Напротив, USB 3.0 имеет четыре состояния подключения, называемых U0-U3. Состояние соединения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 переводит устройство в «спящий» режим».

Если соединение находится в режиме ожидания, в состоянии U1 возможности приема и передачи данных будут отключены. Состояние U2 идет дальше, отключая внутренние часы. В результате подключенные устройства могут переключаться в состояние U1 сразу после завершения передачи данных, что должно обеспечить ощутимые преимущества в энергопотреблении по сравнению с USB 2.0.

Больший ток

Помимо различных состояний питания, стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 самым высоким поддерживаемым током. Если USB 2.0 обеспечивал порог тока 500 мА, в случае нового стандарта ограничение было перенесено на полосу 900 мА. Ток инициирования подключения увеличен со 100 мА для USB 2.0 до 150 мА для USB 3.0. Оба параметра очень важны для портативных жестких дисков, которым обычно требуется немного более высокий ток. Ранее эта проблема решалась за счет использования дополнительного USB-разъема, питающегося от двух портов, но с использованием только одного для передачи данных, хотя это нарушало спецификации USB 2.0.

Новые кабели, разъёмы, цветовое кодирование

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, что означает, что штекеры выглядят такими же, как и обычные штекеры типа A. Контакты USB 2.0 остаются в том же положении, но теперь в разъеме есть пять новых контактов. Это означает, что вам необходимо полностью вставить штекер USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы убедиться, что USB 3.0 работает, что требует дополнительных контактов. В противном случае вы получите скорость USB 2.0. Форум разработчиков USB рекомендует производителям использовать цветовую кодировку Pantone 300C внутри разъема.

Аналогичная ситуация и с разъемом USB типа B, хотя визуально различия более заметны. Разъем USB 3.0 можно определить по дополнительным пяти контактам.

USB 3.0 не использует оптические волокна, поскольку они слишком дороги для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять потоков вместо четырех. Передача данных происходит по четырем из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP-экранированная дифференциальная пара). Одна пара проводов отвечает за прием информации, другая — за передачу. Принцип работы аналогичен Serial ATA, при этом устройства получают полную полосу пропускания в обоих направлениях. Пятый провод на земле».

Конечно, вы знаете, что USB 3.0 намного быстрее, чем 2.0. Его максимальная пропускная способность почти в 10 раз больше, чем у «двух». Чтобы воспользоваться всеми преимуществами высокоскоростного интерфейса, его должны поддерживать как съемные носители, так и компьютер. Давайте посмотрим, как различать компьютерные порты USB 2.0 и USB 3.0. […]

Как проверить тип USB-портов в Windows

вы можете определить тип установленного порта с помощью системных инструментов Windows. Запустите Диспетчер устройств из панели управления, найдите раздел «Контроллеры USB» и разверните его. Если на вашем компьютере есть порты USB 2.0, в списке Advanced Host Controller не будет устройств с «USB 3.0» в названии».

Если на вашем компьютере есть порты USB 3.0, в расширенных именах контроллеров будет явно указано «USB 3.0».