Разбираемся со стандартами USB 3 и USB 4

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.

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.

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.