Скоростные характеристики

Generations

Начнем с того, что разница между USB 3.1 Gen1 и USB 3.1 Gen2 заключается в скорости, где Gen обозначает поколение (generation). USB 3.1 Gen 1 изначально назывался USB 3.0 и обеспечивал скорость передачи данных до 5 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 удвоил эту скорость до 10 Гбит/с.

Введение USB 3.2 и USB 4.0

USB 3.2 был объявлен в 2017 году и затем представлен в трех различных вариантах. USB 3.2 Gen 2×2, новейший в семействе,  обеспечивает многополосную работу для новых хост-систем и устройств (стандарт USB подразумевает наличие и взаимодействие USB хост-контроллера и USB конечными точками, представленными периферийными устройствами), позволяя использовать до двух полос со скоростью 10 Гбит/с для достижения теоретической скорости передачи данных 20 Гбит/с. Каждая полоса — это фактически отдельно адресуемая последовательная шина данных.

Разъем USB-C имеет четыре пары контактов (RX/TX), которые служат «полосами» для передачи и приема данных. USB 3.2 Gen 1 (5 Гбит/с) и USB 3.2 Gen 2 (10 Гбит/с) используют одну полосу TX (передача) и одну полосу RX (прием) в зависимости от расположения разъема. USB 3.2 Gen 2×2 использует все четыре полосы для достижения теоретической скорости передачи данных 20 Гбит/с.

Распиновка вилки USB Type-c
Распиновка вилки USB Type-c

Как мы видим, тонкость заключается в том, что на самом деле не версия стандарта 3.2 отражает его скорость, а его поколение (Gen). Так, USB 3.2 Gen 1 имеет такую же скорость, как USB 3.1 Gen 1.

То же самое касается и USB 4.0, который может работать в 3 скоростных режимах. Основные отличия нового стандарта — добавление поддержки протокола Thunderbolt 3 и возможность туннелирования других протоколов, таких как DisplayPort и PCIe.

USB4 2.0 — новая версия стандарта, опубликованная в конце 2022 года, совместима с DisplayPort 2.1, с его помощью можно выводить изображение на 4К-монитор с частотой обновления 240 Гц или монитор 10K с частотой обновления 60 Гц без сжатия видео. При этом по кабелю будет подаваться питание для монитора.

В таблице ниже представлены результаты тестирования скорости передачи для различных версий стандарта USB. Тестируемый накопитель — твердотельный накопитель XS2000 2 ТБ от Kingston.

Спецификация Коммерческое название Типы разъемов Теоретическая
пропускная способность
Результаты тестов, чтение / запись (МБ/с)
USB 2.0 Hi-Speed USB USB-A
USB-B
USB Micro A
USB Micro B
USB Mini A
USB Mini B
USB-C
480 Мбит/c 42.76/43.35
USB 3.2 Gen 1 USB 3.0
USB 3.1 Gen 1
SuperSpeed
USB-A
USB-B
USB Micro B
USB-C
5 Гбит/с 465.16/463.80
USB 3.2 Gen 2 USB 3.1
USB 3.1 Gen 2
SuperSpeed+
USB-A
USB-B
USB Micro B
USB-C
10 Гбит/с 1068.63/1038.85
USB 3.2 Gen 2×2 USB 3.2
SuperSpeed
20Gbps
USB-C 20 Гбит/с 2086.65/2009.56
USB4 USB4 Gen 2×2
USB4 20Gbps
USB4 Gen 3×2
USB4 40Gbps
USB-C 10 Гбит/с, 20 Гбит/с, 40 Гбит/с
(зависит от спецификации хост-устройства)
1069.20/1042.88
Thunderbolt 4 (зависит от спецификации хост-устройства) USB-C 40 Гбит/с 1069.20/1

Типы разъемов

И USB 3.2, и USB 3.1 оснащены разъемами Type-A, Type-B и Type-C. Разъем Type-A является традиционным прямоугольным, а разъем Type-C меньше по размеру и является двусторонним, что делает его более удобным для пользователя. Эти разъемы обеспечивают совместимость с широким спектром устройств: от ноутбуков и смартфонов до игровых консолей и многого другого.

Type-B используется в периферийных устройствах. В современных версиях стандарта USB 3 Type-B отличается цветом и размером.

Цвета портов

Чтобы отличить порты USB 3.2 и USB 3.1, можно посмотреть на их цветовую маркировку. Порты USB 3.1 Gen 1 обычно имеют синий цвет, а порты USB 3.1 Gen 2 — оранжево-красный. Порты USB 3.2 бывают разных цветов, но часто имеют символ SuperSpeed+, указывающий на более высокую скорость передачи данных.

Электрические характеристики

Стандарты USB 3.2 / USB 3.1 / USB 3.0 рассчитаны всего на напряжение 5 Вольт и ток 900 мА, что в сумме составляет весьма скромные 4,5 Вт мощности. Это чуть лучше, чем USB 2.0, максимальная мощность которого составляет 2,5 Вт, но этого недостаточно для быстрой зарядки современного смартфона или планшета. Также учтите, что 4,5 Вт — это максимум для контроллера, поэтому отдельный порт USB 3.2 типа A на ноутбуке или настольном компьютере может даже не обеспечить такую мощность.

Стандарты мощности USB
Стандарт Тип порта Макс, Вт Макс, А Напряжение, В
USB 3.2 / 3.1 / 3.0 USB-A, USB-B 4.5W 900mA 5V
USB Power Delivery (PD) USB-C Only 240W 5A 5V, 9V, 15V, 20V, 28V, 36V, 48V
USB Battery Charging (BC) USB-A, USB-C 7.5W 1.5A 5V
USB-C (non PD) USB-C 15W 3A 5V
USB 2.0 USB-A, USB-B, micro USB 2.5W 500mA 5V

Но важно помнить, что стандарты зарядки, которые поддерживает порт, и номер версии USB не обязательно связаны между собой. Многие зарядные устройства и концентраторы используют разные стандарты зарядки, которые позволяют им значительно превышать ограничения USB 2.0 или USB 3. Те, кто использует зарядку аккумулятора через USB, могут выдавать до 7,5 Вт через порт Type-A. А также есть сторонние стандарты, такие как Qualcomm Quick Charge 2.0, мощность которых достигает 36 Вт и выше.

Если вы используете кабель и порт USB Type-C, зарядное устройство/хост-устройство может поддерживать подачу питания USB (USB PD), мощность которой в некоторых случаях может достигать 240 Вт. Но мощность не имеет ничего общего со скоростью передачи данных.

Передача видео через USB

С технической точки зрения ни USB 3.2, ни USB 3.1 сами по себе не могут передавать видео. Используя контроллер DisplayLink, можно конвертировать и сжимать видео в данные USB, однако сегодня мало кто использует устройства DisplayLink.

Также, наличие порта USB 3.1 в ноутбуке и подключение к нему док-станции с поддержкой DisplayLink не гарантирует то, что вы сможете выводить изображение через эту док-станцию на монитор. Это связано с тем, что самой поддержки DisplayLink и Thunderbolt не реализовано на материнской плате.

Топовые ультрабуки имеют порты USB Type-C, поддерживающие «альтернативный режим» (DisplayPort Alternative Mode), что означает, что USB-кабель и порт могут передавать данные с использованием протокола, который не является частью спецификации USB, то есть туннелируют видео данные. Во многих случаях этим протоколом является DisplayPort 1.2, 1.3 или 1.4, который затем позволяет подключить ваш компьютер к монитору или телевизору. Однако тот факт, что порт поддерживает USB 3.2 или даже USB 3.2 Gen 2×2, не означает, что он обязательно будет поддерживать альтернативный режим.

Совместимость с Thunderbolt

USB не обещает никакой совместимости с Thunderbolt, несмотря на то, что в нем также используются разъемы Type-C (их в этом случае называют USB-C). Дело в том, что для поддержки функций Thunderbolt используется отдельный контроллер, который основан на шине PCI Express и интерфейса DisplayPort и используют мультиплексирование каналов данных, что не поддерживает обычный USB контроллер.

В то же время, USB-C устройства, подключенные к Thunderbolt gjhne имеют обратную совместимость и будут работать с минимальным набором функций.

Thunderbolt 3 обеспечивает скорость передачи до 40 Гбит/с, при этом часть полосы пропускания выделена для передачи видео, например в системах с двумя мониторами с разрешением 5K. Оставшейся пропускной способности достаточно для доступа с устройств хранения и других дополнительных устройств.

Вы можете последовательно подключать до 6 устройств к одному порту Thunderbolt 3 (например, устройство хранения + сеть + монитор + питание), а другие порты использовать для дополнительных внешних устройств.

Один кабель Thunderbolt 3 можно использовать для высокоскоростной передачи данных и электропитания мощностью до 100 Вт. Thunderbolt 3 обеспечивает до 15 Вт для подключенных устройств, которые питаются непосредственно от шины. Это необходимо для высокопроизводительных твердотельных накопителей NVMe.

[Посещений: 291, из них сегодня: 1]

Добавить комментарий