Superspeed usb type a что это
Superspeed usb type a что это
Версия вашего веб-браузера устарела. Обновите браузер для повышения удобства работы с этим веб-сайтом. https://browser-update.org/update-browser.html
Понимание стандартов USB и их спецификаций может быть непростой задачей, особенно с учетом множества их обновлений. Мы ответим на вопрос о том, в чем состоит различие между USB 3.1 Gen 1 и Gen 2, и поговорим о том, почему Gen 2 лучше Gen 1, а также приведем другую полезную информацию, которая позволит вам понять все, что нужно знать о стандартах USB.
USB 3.0, выпущенный более десяти лет назад в 2008 году, стал третьей основной версией стандарта USB. Он обеспечил существенное улучшение по сравнению с USB 2.0, который впервые появился в 2000 году и обеспечивал скорость передачи данных всего 480 Мбит/с. С тех пор мы перешли от USB 3.0, который теперь известен как USB 3.1 Gen 1. Следовательно, USB 3.0 — это то же самое, что USB 3.1 Gen 1.
USB-IF, организация, сопровождающая спецификации USB (универсальная последовательная шина) и обеспечивающая соответствие требованиям, сделала это для того, чтобы разработчикам и производителям было проще получать одну и ту же важную информацию для обеспечения надлежащей разработки продуктов и обратной совместимости. Она отвечает за правила именования USB-кабелей и устройств.
Сравнение USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2
Различие между USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2 состоит исключительно в скорости. USB 3.1 Gen 1 поддерживает скорости до 5 Гбит/с, а USB 3.1 Gen 2 — до 10 Гбит/с. USB-IF намеревалась использовать различные названия для обозначения USB 3.1 Gen 1 и USB 3.1 Gen 2, что было бы лучше для целей маркетинга. Предполагалось называть USB 3.1 Gen 1 и Gen 2 «SuperSpeed USB» и «SuperSpeed USB+» соответственно, но эти названия так и не прижились в отрасли. Часто, чтобы различить эти два стандарта USB, OEM-производители добавляют скорости 5 Гбит/с или 10 Гбит/с в свои таблицы спецификаций. Другие же просто называют их «USB 3.1 Gen 1» или «USB 3.1 Gen 2».
Появление USB 3.2
С тех пор технология USB продвинулась еще дальше, и в 2017 году появился стандарт USB 3.2. Есть четыре различных варианта USB 3.2 со своими собственными названиями. Вот эти четыре варианта USB 3.2:
USB 3.2
Gen 1×1
USB 3.2
Gen 1×2
USB 3.2
Gen 2×1
USB 3.2
Gen 2×2
данных
название
USB 3.1 Gen 1
и USB 3.0
С появлением стандарта USB 3.2 преобладающие в отрасли соединения USB-A стали постепенно заменяться на USB-C. Поскольку USB-C поддерживает более высокие скорости передачи данных и позволяет быстрее заряжать другие периферийные устройства, он, естественно, стал основным USB-разъемом при использовании USB 3.2 Gen 2.
Thunderbolt — торговая марка аппаратного интерфейса, разработанного Intel® в сотрудничестве с Apple®, который соединяет периферийные устройства с компьютером. Thunderbolt 1 и 2 используют тот же разъем, что и Mini DisplayPort (MDP), тогда как для Thunderbolt 3 используется USB-C.
USB4 — следующий шаг
Следующим шагом в развитии технологии USB станет стандарт USB4. Он обеспечит скорость передачи данных 40 Гбит/с, совместимость с Thunderbolt 3 и будет использовать только разъем USB-C. Стандарт USB4 направлен на увеличение пропускной способности и ориентирован на конвергенцию экосистемы разъемов USB-C и минимизацию путаницы для конечных пользователей.
Вот ряд ключевых особенностей USB4:
Стандарт USB прошел долгий путь с момента своего первого появления и будет продолжать развиваться в будущем. Когда речь заходит о USB 3.1 Gen 1 и Gen 2, единственным различием между ними является скорость, и они обратно совместимы с версиями USB 3.0 и USB 2.0. В будущем, с появлением новых поколений стандартов USB и внедрением соединений USB-C, улучшения будут еще более существенными.
Типы стандартов USB и разница между ними
Содержание
Содержание
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:
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.
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 2×2, он же Superspeed++
Разъем USB Type-A: все, что вам нужно знать
USB бывают разных форм и размеров, но разъёмы USB Type-A являются наиболее распространенным типом. Они имеют прямоугольную форму и широко используются на протяжении десятилетий. В официальной спецификации USB порт USB-A известен как «Standard-A».
Для чего нужны разъёмы Type-A
Разъёмы USB Type-A — это наиболее распространённый тип USB-подключения.
Вы найдёте порты USB Type-A на большинстве современных компьютеров, ноутбуков, игровых консолей (например, PlayStation, Xbox и Nintendo Switch), смарт-телевизоров, проигрывателей потокового мультимедиа и других устройств.
Такие устройства, как USB-флэш-накопители, мыши, клавиатуры, внешние жёсткие диски, веб-камеры, цифровые камеры, игровые контроллеры, мобильные устройства и множество других периферийных устройств и аксессуаров, часто имеют разъёмы USB Type-A, в которые можно вставлять порты Type-A.
Порты USB Type-A работают со всеми версиями USB, от USB 1.1 и USB 1.0 до USB 3.0, USB 3.1 и USB 3.2.
USB Type-A и обратная совместимость
Когда дело доходит до стандарта универсальной последовательной шины (USB), нужно иметь в виду две вещи: физическая форма разъёма и базовый протокол (скорость).
Разъёмы USB Type-A относятся к первоначальному выпуску USB 1.0 в 1996 году, хотя USB действительно стал обычным явлением с USB 1.1 только в 1998 году. Однако, хотя разъёмы Type-A существуют уже долгое время, они все ещё работают с последними современные версии USB.
Этот долгоживущий стандарт физического соединения помогает USB в обратной совместимости. Если у вас есть современный компьютер, поддерживающий USB 3, и современное устройство USB, поддерживающее USB 3, вы можете подключить их с помощью кабеля USB, который поддерживает скорость USB 3, и получить все преимущества в виде скорости.
Однако, если у вас есть устройство USB 3, вы все равно можете использовать тот же USB-кабель для подключения его к старому компьютеру, который поддерживает только USB 2.0 или USB 1.1. Он будет работать на более медленных скоростях, но тот же разъем USB Type-A позволяет подключать ваше устройство практически ко всему.
Другими словами, вы можете подключить любой разъем USB Type-A к любому порту USB Type-A, и он будет «просто работать». Если это устройства разных поколений — например, если вы подключите USB-накопитель 20-летней давности к современному ПК, — они могут работать медленнее, но они будут работать.
Синие USB-коннекторы часто работают быстрее
Синий цвет внутри этого разъёма USB Type-A указывает на то, что он поддерживает скорость USB 3.0 (возможно).
Разъёмы и порты USB Type-A, которые поддерживают более высокие скорости USB 3.0, часто (но не всегда) имеют синий цвет внутри. Разъёмы типа A, которые поддерживают только более низкие скорости USB 2.0 или USB 1.1, часто (но не всегда) имеют чёрный цвет внутри.
То же самое и с портами: порты USB 3.0 часто имеют синий цвет внутри, а порты USB 2.0 часто имеют чёрный цвет. Однако это не гарантируется.
Разъёмы типа A, поддерживающие скорость USB 3.0 — те, которые часто имеют синий цвет внутри — имеют девять контактов по сравнению с четырьмя контактами, которые есть в старых USB-разъемах. Однако они по-прежнему обратно совместимы, и эти более высокие скорости будут работать только тогда, когда два устройства USB 3.0 подключены друг к другу. В противном случае они будут использовать более низкие скорости.
USB Type-C — это будущее
Разъем и порт USB Type-C:
Хотя USB Type-A по-прежнему является наиболее распространенным разъёмом, это не будущее. Будущее за USB Type-C, который уже распространён на новых устройствах.
Некоторые современные устройства даже имеют порты USB Type-A и USB Type-C, поэтому они совместимы со всем. Некоторые даже отказываются от USB Type-A и имеют только порты USB Type-C.
Вы всегда можете использовать адаптер. Например, устройство USB-A может быть подключено к адаптеру Type-A-to-Type-C, что позволит вам подключить его к порту USB-C. Это работает, потому что, несмотря на разницу в физическом подключении, USB всё ещё совместим.
Кабели USB-C меньше по размеру и исключают необходимость в портах mini USB и разъёмах Micro-B. Это другие USB-разъемы меньшего размера, которые использовались для подключения устройств USB Type-A (например, ноутбуков и зарядных устройств) к меньшим устройствам (например, смартфонам), в которых не было места для полноценной розетки USB Type-A. С USB-C будет только один стандартный порт USB Type-C для всех устройств. Как только он станет широко распространенным, вам больше не понадобятся разные типы USB-кабелей для разных устройств.
USB Type-A будет вытеснен USB4
Этот переходник позволяет подключать разъем USB Type-A к разъему USB Type-C:
Фактически для следующего стандарта USB, USB4, потребуется коннектор USB Type-C меньшего размера.
Но, несмотря на изменение формы разъёма, базовый стандарт USB по-прежнему обратно совместим с устройствами предыдущих стандартов USB.
Вы по-прежнему сможете подключить старое устройство USB Type-A к будущему устройству USB4, которое имеет только разъёмы Type-C. Вам просто понадобится переходник, который преобразует физическое соединение USB Type-A в соединение USB Type-C.
Интерфейс USB 3.0: теория
Интерфейс USB, название которого переводится как «универсальная последовательная шина», успешно решил задачу, которая ставилась его создателями. Он практически вытеснил все морально устаревшие внешние интерфейсы для подключения периферии к компьютеру, возведя в ранг само собой разумеющихся такие функции, как «горячее» подключение, автоматическая индентификация и установка драйверов, простое расширение количества портов, подключение устройств по цепочке.
Благодаря USB мы имеем внешние сменные накопители, не требующие специальных приводов для своей работы, нам не требуются дополнительные устройства и ПО для обмена данными с любыми мультимедийными, коммуникационными устройствами. USB — по-настоящему универсальный и гибкий интерфейс, снявший большое количество ограничений и упростивший работу с компьютером для людей, слабо разбирающихся в технике.
Тем не менее на сегодня у USB имеются недостатки, и самым главным из них является низкая пропускная способность. Все мы знаем, что интерфейс USB версии 2.0 поддерживает режим работы High Speed, обеспечивающий в теории скорость обмена в 480 Мбит/с (около 60 МБ/с). Но из-за особенностей протокола обмена данными и архитектурных решений, примененных в USB, реализовать такую скорость на практике не представляется возможным. Максимум, что мы можем получить от USB 2.0, — это порядка 35—38 МБ/с.
Этой пропускной способности уже не хватает внешним накопителям, особенно настольным жестким дискам, которые сегодня способны выдавать данные с постоянной скоростью выше 150 МБ/с. Совершенно не хватает скорости USB 2.0 для внешних видеокарт, устанавливаемых в мониторах с подключением по USB: доступные разрешения приходится ограничивать, а передаваемые данные — тем или иным способом сжимать. Не хватает скорости для веб-камер, устройств видеозахвата, ТВ-тюнеров с поддержкой HD.
Интерфейс USB 3.0 получил статус официального в 2008 году, но на рынок реально пришел в конце 2009-го. Как и раньше, он был разработан корпорацией Intel при поддержке консорциума USB IF. При создании новой версии универсального интерфейса разработчики ставили перед собой сразу четыре противоречивые задачи:
1) повысить скорость подключения устройств как минимум в 10 раз;
2) обеспечить полную совместимость с USB 2.0 как для устройств, так и для хоста;
3) обеспечить экономичный расход энергии шиной и устройствами;
4) улучшить возможности питания устройств по интерфейсу USB.
Заметим, что задача снижения энергопотребления стала особенно актуальной с развитием мобильных технологий. Дело в том, что во многих ноутбуках подключение внутренних устройств осуществляется по интерфейсу USB, проложенному внутри корпуса. Это касается прежде всего веб-камер, кардридеров, модулей Bluetooth, некоторых модулей Wi-Fi. В то же время интерфейс USB изначально не был рассчитан на мобильные системы и имеет достаточно простую схему управления энергопотреблением. Кроме того, в силу особенностей архитектуры он интенсивно «нагружает» все каналы (трафик, по сути, является широковещательным, доводится до всех устройств).
Все вышеперечисленные задачи были успешно решены, но не совсем стандартным способом.
Скорость
Интерфейс USB 3.0 — это фактически новый интерфейс, сохраняющий совместимость с прежними вариантами реализации универсального интерфейса. Принцип кодирования и модуляции был позаимствован у современных последовательных интерфейсов PCI Express и Serial ATA, хотя протокол обмена данными совершенно другой. Архитектурно USB 3.0 представляет собой все тот же хост-центрический интерфейс с физической топологией «многоуровневая звезда», но с логической топологией «шина» (все устройства равноудалены от центра и нумеруются последовательно). Для оптимизации прохождения трафика введена маршрутизация, которую осуществляют хабы (включая корневой хаб, объединенный с контроллером).
Пропускная способность USB 3.0 первой версии составляет 5 Гбит/с (как у шины PCI Express 2.0), или около 500 МБ/с (из-за применения кодирования 8b/10b каждый байт представлен 10 битами). Однако это еще не предел, и разработчики заявляют о возможности безболезненного масштабирования скорости в несколько раз. При этом больше не потребуется пересматривать основы интерфейса, как это было сделано с USB 3.0.
Для реализации требуемой пропускной способности не удалось использовать прежний электрический интерфейс, и USB 3.0 фактически представляет собой два различных интерфейса. Разъемы и кабели содержат электрические линии как старого USB 1.0/2.0, так и нового USB 3.0. Соответственно, новый интерфейс (режим работы) получил название SuperSpeed, или сокращенно SS. При подключении устройств на стадии согласования скоростей выбирается один из двух интерфейсов. При этом в режиме SuperSpeed из прежнего интерфейса USB 2.0 используется только питание.
Для обеспечения нормальной работы схемы «двойного» интерфейса пришлось придумать особые разъемы, которые, с одной стороны, были бы полностью совместимы с портами USB 1.0/2.0, а с другой — обеспечивали возможность использования нового интерфейса.
Кабель USB 3.0 содержит как неэкранированные линии старого интерфейса, так и экранированные — нового. В первой версии интерфейса линии по-прежнему электрические, однако стандарт допускает в перспективе их замену на оптические, с добавлением нового вида разъемов.
Порты USB 3.0
Как известно, в интерфейсе USB предусмотрено два вида портов — Type A и Type B. Это не прихоть разработчиков, а особенность реализации хост-центрического интерфейса, в котором имеется четкая иерархия: хост (вычислительное ядро) полностью управляет всеми устройствами, подключенными к нему. Поскольку одно и то же физическое устройство может выполнять функции и хоста, и периферийного устройства, порты пришлось сделать разными во избежание путаницы.
Порт типа А (нисходящий) принадлежит хосту, к нему подключаются периферийные устройства. В стандарте USB 3.0 дополнительные контакты нового интерфейса реализованы за счет варьирования глубины их расположения в разъеме.
Внешне разъем выглядит почти так же (производители могут маркировать их цветом, обычно синим), но в его глубине можно обнаружить новые контактные площадки. Порт типа A допускает установку как старого кабеля, так и нового, с линиями SuperSpeed.
Порт типа B (восходящий) располагается на периферийном устройстве, для которого по каким-либо соображениям желательно использовать отсоединяемый, а не фиксированный кабель. В данном случае дополнительные контакты расположены рядом с основными, с изменением формы розетки и вилки.
Тем не менее совместимость со старыми разъемами и кабелями сохранилась.
Кроме того, в стандарте USB 3.0 появилась возможность подачи дополнительного питания на устройство (до 5 Вт), с одновременным увеличением мощности, подаваемой по основным линиям питания (до 4,5 Вт). Для этих целей разработан особый вид разъема — Powered Type A/Type B.
Для компактных и портативных устройств создан разъем Micro USB 3.0, который представляет собой фактически два разъема рядом (из-за высокой плотности основной разъем не удалось дооснастить новыми контактами). Также сохранилась функция USB OTG, благодаря которой через один разъем можно подключать устройство и как хост, и как периферию.
Энергопотребление
Для снижения энергопотребления проделана большая работа, которая заключается в изменении самих принципов взаимодействия хоста с устройствами (устройства с устройствами по-прежнему работать не могут). Каждая из линий подключения устройств может находиться в одном из 4 состояний, характеризующихся различным энергопотреблением.
Пересылка всего трафика через все линии и порты, сделанная в USB 1.0/2.0 для упрощения логики работы хабов, отменена — хабы осуществляют маршрутизацию, посылая пакеты только в те порты, которые необходимы для достижения конкретного устройства. Кроме того, хаб с упреждением информирует каждое устройство об ожидаемой нагрузке, а значит, устройство способно самостоятельно управлять линией, по которой оно подключено к хабу. Динамически меняя состояние линий, вся шина может существенно сэкономить энергию, которая в данном случае не расходуется зря.
Интересно также отметить, что энергию в USB 3.0 могут экономить не только устройства, но и сам хост. Каждое устройство обязано предоставить информацию о том, какую минимальную скорость обслуживания оно способно «выдержать» без ущерба для функционирования. На основе этих данных хост (читай — ноутбук или портативный плеер) может перейти в максимально «глубокое» состояние энергопотребления — понизить частоту процессора, например. Конечно, если среди подключенных устройств встретятся модели, не поддерживающие USB 3.0, описанная схема работать не будет.
Итоги
Таким образом, мы можем подвести промежуточные итоги.
1) USB 3.0 — это совершенно новый интерфейс, реализованный параллельно со старым.
2) Совместимость с USB 2.0 сохраняется в полном объеме.
3) Для работы USB 3.0 требуется новый кабель, содержащий новые разъемы и дополнительные линии. По стоимости он будет существенно отличаться от старого.
4) Хабы USB 3.0 реализуют более сложную логику, а потому будут ощутимо дороже.
5) Помимо достижения более высокой скорости (в 10,4 раза выше, чем у USB 2.0), новый интерфейс обеспечит более экономный расход энергии, что актуально для мобильных систем.