USB 3, USB 4, Thunderbolt и USB-C — все, что вам нужно знать

В связи с распространением разнообразной терминологии USB и Thunderbolt, а также с появлением новых версий на горизонте, разобраться в беспорядке может быть проблемой. Вот что вам нужно знать о USB 3, USB 4, Thunderbolt 3 и Thunderbolt 4.

Для большинства пользователей существует два основных семейства многоцелевых подключений: USB и Thunderbolt. Оба имеют свои преимущества и свои недостатки, а также обладают многими общими характеристиками, но эти два дерева технологий в значительной степени отличаются друг от друга.

Если вы больше не читаете, вот ваш главный вывод: Сам по себе термин «USB-C» не определяет что угодно для передачи данных, зарядки или видео, помимо физического разъема. Но, как и следовало ожидать, есть много деталей, связанных с USB 3, USB 4, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4, и их отношение к разъем USB-C.

Первоначально выпущенный в 1996 году стандарт USB (универсальная последовательная шина) является более старым из двух типов подключения, созданным группой компаний, включая IBM, Microsoft, Intel и другие, и поддерживается Форумом разработчиков USB. .

Целью USB было создание стандарта, который работал бы на нескольких различных устройствах, объединяя мириады технологий до одной, как следует из названия. Кабели будут использовать определенный тип разъема, а провода внутри кабеля определенным предписанным способом, и это будет в основном одинаково для всех, за относительно небольшим исключением.

Эта зависимость от небольшого набора надежных соединителей означала, что пользователям было проще управлять несколькими устройствами, не беспокоясь о том, что порты исчерпаются, изо всех сил пытаясь найти нужный порт на своем компьютере или даже найти нужный кабель. По большей части это связано с подключением к компьютерам разъема, известного как USB Type-A, который мы обсудим позже.

USB также позволял подавать питание на устройство одновременно с питанием, что помогло сократить количество кабелей, которыми пользователь должен управлять. их настройка.

USB начался со скоростью передачи данных 1,5 Мбит/с и 12 Мбит/с в вариантах «Низкая скорость» и «Полная скорость», скорость, которая была невероятно высокой. на момент его выпуска, хотя версия «Full Speed» технически прибыла как часть USB 1.1. Однако последующие обновления увеличили скорость передачи, чтобы соответствовать потребностям потребителей и корпоративных пользователей.

В 2001 году был выпущен USB 2.0 с третьим уровнем скорости, получившим название «High Speed», который увеличил пропускную способность до 480 Мбит/с, что в 40 раз больше. скорость внедрения USB 1.1.

Важно для пользователей, USB 2. 0 были обратно совместимы с вариантами USB 1, что позволяло устройствам, использующим два разных стандарта, продолжать обмен данными, хотя и с более низкой скоростью передачи данных. Концепция сохранения обратной совместимости соединения с более ранними версиями сохранялась в последующих выпусках, что значительно упрощает пользователям компьютеров подключение оборудования, не беспокоясь о его несовместимости.

USB 3.0 стал эпохой гигабитных данных, получив название «SuperSpeed». USB 3.0 начал со скоростью передачи данных 5 Гбит/с, когда он был представлен в 2011 году. В рамках стандарта были внесены небольшие изменения в разъемы, необходимые для USB 3.0, включая общее использование вилок и розеток синего цвета для обозначения совместимости. с более высокими скоростями, хотя важнейший USB Type-A все еще был обратно совместим с более ранними версиями.

В 2014 году USB 3.1 появился в двух вариантах: первое поколение поддерживает режим USB 3.0 SuperSpeed ​​и скорость передачи данных 5 Гбит/с, а второе поколение использует так называемое » SuperSpeed ​​+ »и удвоил эффективную максимальную скорость передачи данных до 10 Гбит/с. В то же время был представлен новый разъем USB Type-C, который был альтернативой USB Type-A для USB 3.1 и USB 3.0, но на самом деле не использовался до следующего поколения.

Представление USB 3.2, объявленное в 2017 году, сохранило поддержку SuperSpeed ​​и SuperSpeed ​​+, но также добавило еще два режима передачи, которые предлагали соединения со скоростью до 10 Гбит/с и 20 Гбит/с . Кроме того, для достижения скорости 20 Гбит/с необходимо было использовать соединение USB-C из-за изменений стандартов, в которых использовался разъем.

Чтобы еще больше запутать ситуацию, в 2019 году Форум разработчиков USB провел ребрендинг.

USB 3.0 и USB 3.1 должны были получить новые технические названия USB 3.2 Gen 1 и USB 3.2 Gen 2 соответственно, а то, что было известно как USB 3.2, стало USB 3.2 Gen 2×2. Каждому из них также были присвоены маркетинговые названия SuperSpeed ​​USB, SuperSpeed ​​USB 10 Гбит/с и SuperSpeed ​​USB 20 Гбит/с.

В настоящее время современное оборудование, использующее USB, в значительной степени полагается на USB 3.0 и USB 3.1, хотя оборудование USB 3.2 начало поступать в 2019 году, а в 2020 году появится больше. .

Как мы уже говорили, если вы уберете что-нибудь из всего этого, все USB-C означает, какой физический разъем используется сам по себе. «USB-C» сам по себе без каких-либо других модификаторов ничего не говорит о зарядке, скорости передачи данных или чем-либо еще.

Thunderbolt, Thunderbolt 2

Разработанный в сотрудничестве между Apple и Intel, Thunderbolt является альтернативой USB, который был представлен на рынке в 2011 году, но первоначально был представлен Intel как Light Peak в 2009 г., работает на Mac Pro. По сравнению с USB, Thunderbolt стремился предложить значительные преимущества, включая мультиплексирование линий данных для оборудования PCIe и DisplayPort вместе, а именно смешивание данных с видео, а также высокую скорость передачи данных 10 Гбит/с для каждого из двух каналов, всего 20 Гбит/с.

Исходная версия Thunderbolt полагалась на соединение Mini DisplayPort, при этом порты на устройствах Mac могли использоваться либо для Thunderbolt, либо как Mini DisplayPort.

Thunderbolt от Apple кабели, которые использовали тот же разъем, что и Mini DisplayPort.

Важной частью Thunderbolt является последовательное соединение устройств, при этом оригинальный Thunderbolt способен обрабатывать до шести совместимых устройств в такой цепочке. Благодаря своей способности обрабатывать как данные, так и видеосигналы, Thunderbolt также позволяет дисплеям быть частью цепочки, при этом он обычно завершает цепочку, если он не поддерживает последовательное соединение.

Два года спустя был представлен Thunderbolt 2, который принес с собой поддержку DisplayPort 1.2, что означало, что он может обрабатывать видео с разрешением 4K на мониторе. Как и USB, Thunderbolt 2 также обратно совместим с Thunderbolt 1.

Ключевым изменением в Thunderbolt 2 было то, как он обрабатывал каналы. Благодаря включению агрегации каналов Thunderbolt 2 смог объединить два канала 10 Гбит/с, обеспечивая скорость передачи данных до 20 Гбит/с вместо двух каналов 10 Гбит/с, увеличивая максимальную теоретическую пропускную способность для отдельных подключений.

Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 был шагом вперед по сравнению с Thunderbolt 2 на довольно долгое время. несколько причин. В принципе, основным преимуществом стало увеличение пропускной способности до 40 Гбит/с, что соответствует четырем полосам PCIe 3.0, восьми полосам DisplayPort 1.2 и нескольким полосам USB 3.1.

Помимо увеличения пропускной способности, подключение также позволило использовать пару дисплеев 4K, работающих с частотой 60 Гц, или один дисплей с разрешением 5K. Доступная огромная пропускная способность также означает, что ее можно использовать и другими способами, например, с корпусами eGPU, чтобы позволить внешней видеокарте улучшить графическую обработку подключенного компьютера.

Thunderbolt от Apple В кабеле 3 Pro используются разъемы USB Type-C и черная оплетка.

Поскольку Thunderbolt 3 использовал разъем USB Type-C, устройства, использующие Thunderbolt 3, также обычно включают поддержку оборудования USB, которое использует разъемы Type-C. Эти устройства будут работать на тех же скоростях, что и стандарт USB, который они используют, а не на более высоких скоростях Thunderbolt 3.

Используя разъемы USB Type-C, устройства Thunderbolt 3 также могут воспользоваться его возможностями подачи питания, позволяя передавать до 100 Вт мощности через кабель. к другому оборудованию. Для пользователей MacBook это удобно при использовании док-станции Thunderbolt 3, поскольку один кабель от док-станции к MacBook Pro может заряжать ноутбук, сохраняя при этом все ожидаемые функции передачи данных, не требуя отдельного кабеля питания для MacBook.

Но не все кабели Thunderbolt 3 одинаковы. С Thunderbolt 3 короткие пассивные кабели имеют скорость до 40 гигабит в секунду, а длинные и пассивные кабели — только 20 гигабит в секунду. Для полной скорости на длинных дистанциях вам понадобится активный кабель. И максимальная мощность зарядки может варьироваться в зависимости от производителя. Мы не собираемся здесь углубляться в это, как мы делали это раньше.

Продолжая традицию обратной совместимости, порты Thunderbolt 3 и оборудование будет работать с соединениями Thunderbolt 2, хотя и на более медленных скоростях, за счет использования адаптеров.

Подключения — USB-A, USB-C и другие

Пока USB может использовать довольно много разных типов подключения, таких как Mini и Micro, на самом деле существует только три преобладающих стандартных версии, которые следует учитывать пользователям Apple. У них простая структура именования: Type-A, Type-B и Type-C.

С момента появления Type-A был известен как тонкий прямоугольный разъем, который подключается к Mac, ПК или концентратору USB, тогда как Type-B использовался со стороны периферийного устройства или устройства. Хотя разъем типа B можно было заменить на другой тип из расширенного списка разъемов, разъем типа A всегда оставался на одном конце.

Введение USB 3.0 также дало возможность внести изменения в основные разъемы Type-A и Type-B, добавив больше контактов в разъем и больше проводов. чтобы передать еще больше данных. В то время как Type-B изменил свой дизайн, чтобы стать выше, Type-A остался физически таким же, но получил дополнительные контакты в новых местах, что позволило ему по-прежнему работать с портами и разъемами, которые их не использовали, и, следовательно, поддерживать обратную совместимость.

Чтобы показать потребителям, что они предназначены для подключений USB 3.0, порты и разъемы Type-A и Type-B обычно окрашивались в синий цвет на устройствах сторонних производителей. , что отличает их от обычного черного, используемого для портов.

Кабели для Lightning, USB Type-C и USB Type-A, а также порты Thunderbolt 3 на MacBook Pro

Type-C, который работает с USB 3.1 и новее поколения, внесли изменения в конструкцию разъема, чтобы добавить в микс значительно больше точек контакта и пар проводов. В то время как более ранние соединения допускали некоторый уровень физической обратной совместимости, как и в случае с Type-A, Type-C вообще не предлагает эту функцию.

Часть дизайна USB Type-C заключается в том, что он устраняет болевую точку публики с Type-A, поскольку иногда им приходится переворачивать кабель, когда они попробовал вслепую вставить его вверх ногами. Для Type-C разъем работает в обоих направлениях.

Спецификация USB Type-C также включает улучшенную спецификацию Power Delivery, которая может использовать преимущества более высокой мощности. В режиме Power Delivery соединения USB Type-C могут обеспечивать мощность до 100 Вт, что позволяет заряжать оборудование, такое как MacBook, а также использовать кабель для передачи данных.

Этот список действительно охватывает только USB-разъемы, идущие к Mac или ПК. , а не то, что используется на другом конце. В более ранних поколениях были разъемы Mini USB и Micro USB в разных вариантах, хотя они в значительной степени обесценились с момента появления USB 3.0, за исключением Micro USB B или Micro-B SuperSpeed.

С введением USB Type-C производители устройств переходят от использования вариантов Micro USB в пользу Type-C из-за его компактного размера и относительного защита будущего.

Обсуждение разъемов не будет полным без упоминания о том, что разъемы не обязательно должны использоваться для USB-подключений, но широко известны тем, что с ними используются. . В случае Type-C он нашел другое применение в Thunderbolt 3.

Будущее — USB 4 фактически Thunderbolt 3

В 2019 году USB IF объявила о завершении своего стандарта для USB 4. Объявление неожиданно показало, что следующим поколением USB 4 будет Thunderbolt. 3, правда, с небольшими изменениями.

Как и Thunderbolt 3, USB 4 будет использовать разъем Type-C, иметь пропускную способность до 40 Гбит/с, подачу мощности до 100 Вт, поддержку 4K. и 5K дисплеев, а также обратная совместимость с USB 3.2 и USB 2.

USB 4 продолжит использовать соединения USB Type-C, а также будет поддерживать Thunderbolt 3.

Важно , он также будет включать поддержку самого Thunderbolt 3, хотя это технически необязательно. Устройство можно настроить так, чтобы оно не включало поддержку стандарта, но с учетом преимуществ кажется маловероятным, что поставщик оборудования отключит его.

В качестве дальнейшего обновления по сравнению с предыдущими поколениями USB, USB4 также поддерживает туннелирование PCIe и DisplayPort 1.4a, что позволяет использовать преимущества более высокой пропускной способности. Однако, если на хосте или устройстве отсутствует поддержка туннелирования PCIe, максимальная пропускная способность для целей без отображения ограничена 20 Гбит/с.

Хотя USB 4 был представлен в 2019 году, обычно существует задержка около двух лет, прежде чем поставщики устройств начнут включать поддержку новых стандартов USB. Вполне вероятно, что первые устройства, использующие USB 4, появятся на рынке либо к концу 2020 года, либо в течение 2021 года, если позволят эффекты COVID-19..

Больше будущего — Thunderbolt 4 — это Thunderbolt 3, но лучше

Запущен в 2020 году, Thunderbolt 4 — это шаг Intel по улучшению основы Thunderbolt 3. В отличие от перехода от Thunderbolt 2 к Thunderbolt 3, пропускная способность 40 Гбит/с, которую обеспечивает Thunderbolt 4, не изменилась, но способ ее достижения будет улучшен.

Для начала, стандарт повысит минимальные требования к видео и данным по сравнению с тем, что требовалось для сертификации Thunderbolt 3. Вместо поддержки одного дисплея 4K устройство Thunderbolt 4 должно поддерживать работу как минимум двух дисплеев 4K или одного экрана 8K, в то время как поддержка PCIe для хранения данных должна поддерживать передачу данных со скоростью 32 Гбит/с, а не 16 Гбит/с.

Список Intel улучшений Thunderbolt 4 по сравнению с Thunderbolt 3, USB 4 и USB 3.

Thunderbolt 4 также будет включать поддержку док-станций с четырьмя портами Thunderbolt 4, с бонусом в виде возможности разбудить компьютер прикосновением к клавиатуре или мыши, когда и периферийные устройства, и компьютер подключены к док-станции.

Тем, у кого проблемы с кабелями, Thunderbolt 4 позволит соединениям со скоростью 40 Гбит/с работать с максимальной эффективностью с пассивными кабелями длиной до 2 метров. Что касается безопасности, есть дополнительная защита от атак с прямым физическим доступом к памяти (DMA), которая требуется как часть минимальной спецификации.

С точки зрения того, когда он будет доступен, Intel представит контроллер Thunderbolt 4 серии 8000 позже в 2020 году, а также поддержит его в Tiger Lake. процессоры, первые компьютеры и аксессуары с поддержкой Thunderbolt 4 также ожидаются к поставке до конца 2020 года.

Хотя были сомнения относительно того, включит ли Apple Поддержка Thunderbolt 4 в своих будущих Mac, учитывая переход от процессоров Intel к Apple Silicon, Apple подтвердила в июле, что продолжит поддержку технологии Thunderbolt. «Мы по-прежнему привержены будущему Thunderbolt и будем поддерживать его на компьютерах Mac с помощью Apple Silicon», — говорится в заявлении компании после того, как Intel выпустила спецификации Thunderbolt 4.

Это не гарантирует, что Thunderbolt 4 будет предлагаться на Mac или MacBook в ближайшее время, но предполагает, что поддержка технологии будет включена в будущем. Продукт Apple, правда, не когда ожидать его появления.

Обратите внимание на кабели

Использование соединений USB Type-C в обоих USB и Thunderbolt 3 привели к проблеме для потребителей, желающих приобрести кабели для соединения своих устройств. Потребитель может предположить, что кабель, который подходит для одного, будет полностью подходящим для другого, но, как неоднократно объяснял AppleInsider , это неверно..

Для начала, хотя некоторые кабели Thunderbolt 3 могут работать как кабель USB 3.1 Type-C, не каждый кабель Thunderbolt 3 может это сделать. И наоборот, кабель USB 3.1 Type-C никогда не будет работать как кабель Thunderbolt 3.

Коллекция зарядных кабелей Apple Thunderbolt 3 и USB 2.0 Type-C — и каждый из них имеет разные характеристики производительности.

Действительно, современные контроллеры могут допускать восстановление после сбоя, что позволит периферийному устройству Thunderbolt 3 работать с кабелем USB 3.2 Type-C на более медленной скорости, нет никакой гарантии, что это будет вообще доступно для использования.

Еще больше усложняет ситуацию проблема пассивных и активных кабелей. Пассивные кабели Thunderbolt 3 почти всегда полностью совместимы с периферийными устройствами USB 3.1 Type-C, но скорость передачи данных ухудшается на больших расстояниях, обычно вдвое снижая пропускную способность Thunderbolt 3 до 20 Гбит/с на длине двух метров.

Активные кабели включают приемопередатчики, которые могут регулировать передачу данных по кабелю, что позволяет кабелю работать намного дольше без такой же потери пропускной способности. Однако такие активные кабели с меньшей вероятностью обеспечат совместимость с USB 3.1 Type-C.

Кабели могут даже различаться по мощности, передаваемой через них. Хотя и Thunderbolt 3, и USB 3.2 допускают подачу мощности до 100 Вт, любой конкретный кабель может не справиться с такой мощностью и будет ограничен 15 Вт.

Итак — когда вы покупаете кабель, знайте, что вы покупаете. И после покупки придумайте свой собственный способ маркировки кабелей, чтобы вы знали, каковы характеристики, потому что, как мы продемонстрировали на картинке выше, вы не сможете сразу определить, что и что делает.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий