Ежедневно прогресс в сфере информационных технологий только ускоряет свой темп. Растут объемы и скоростные показатели передаваемых данных. Однако, для обеспечения потребностей современного программного обеспечения не стоит забывать о совершенствовании и развитии аппаратной составляющей.
Для передачи данных между устройствами широкое распространение получил разъем USB , появившийся в 1996 году. Однако не все имеют представление, что на сегодняшний день многие современные устройства оснащены уже третьим поколением этого разъема – USB 3.0. В этой статье мы постараемся разобраться какие изменения и усовершенствования «вложили» разработчики в поколение 3.0 и в чем проявляются различия между USB 2.0 и USB 3.0.
Обратная совместимость
В теории устройства, оснащенные портами 3.0, обратно совместимы с тем устройствами, которые имеют разъемы USB предыдущего поколения. Единственным ограничением будет является показатель скорости . В то время как 2.0 будет работать на пределе своих скоростных возможностей, его «старший брат» не будет использовать и половину своих ресурсов.
Увеличение быстродействия
В устаревшем ныне, но все еще широко используемом стандарте USB 2.0 показатель скорости передачи данных был в пределах 460-490 Мбит/с . У нового стандарта 3.0 этот показатель может достигать в 8 раз большего значения – до 5 Гбайт в секунду . Что эти цифры означают для рядового пользователя? А вот что: теперь для передачи больших файлов, таки как фильмы, архивы и прочее, нужно будет затратить в 10 раз меньше времени. Однако, не все так просто. Эти показатели характеризуют только стандарт разъема 3.0, и чтобы передавать, например, файлы на флэш память на высоких скоростях необходима их поддержка так же и микросхемой-контроллером, самой «флешки».
Технические особенности
Как было написано выше, разъемы 2.0 и 3.0 совместимы друг с другом. Но все же существует ряд различий как в конструктивных особенностях, так и в технических характеристиках. Оба разъема, как и прежде имеют четыре контакта в целях взаимной обратной совместимости, однако шнур, используемый совместно с 3 поколение разъема, имеет два дополнительных контакта для организации работы на высоких скоростях, увеличения силы тока, используемую для питания различных устройств, а также для реализации других преимуществ. В результате этого шнур стал немного толще, а его рекомендуемая длина сократилась с пяти до трех метров. Кроме того, шнур стал немного жестче в следствие внедрения в кабель специального экранирующего покрытия для защиты от наводимых в нем электромагнитных полей.
Стоит так же отметить то, что теперь сила тока, присутствующая в разъеме, увеличилась до 950 мА, в то время как в разъеме 2.0 этот показатель составлял 500 мА. В результате чего для зарядки смартфонов и прочих устройств появилась возможность использовать больший ток заряда, что значительно сокращает время необходимое для полного заряда данного класса устройств. Кроме того, количество устройств, одновременно получающих заряд от одного разъема теперь может быть увеличено.
Внешние различия
На первый взгляд различить разъемы USB 2.0 и 3.0 на самом деле очень легко. Все дело в цвете пластмассовой вставки на которой закреплены четыре контакта разъема. В стандарте 3.0 эта пластмассовая вставка имеет синий цвет, иногда даже красный, в то время как в 2.0 – черный или серый. Других внешних различий эти два стандарта не имеют.
Стоимость
Средняя стоимость для флэш памяти, оснащенной USB разъемом стандарта 2.0, примерно составляет около 10$ за объем 8 Гбайт , и 5$ за 4 Гбайт . Эта цена является в принципе не очень дорогой и устраивает большую часть покупателей. Однако за увеличение скорости стоит заплатить и причем не очень-то и мало.
Цена на флэш накопитель с разъемом 3.0 на порядок дороже чем на 2.0. Средняя стоимость составляет 40$ и более . Вот тут-то и должен возникнуть вопрос, а готовы ли вы «выложить» из своего кармана такую сумму за прирост скорости. Если целью покупки является дешевый инструмент для передачи небольших по объему файлов, то выбор стоит все-таки сделать в пользу 2.0, но если скорость является основополагающим фактором использования «флешки» то тут уж не обойтись без возможностей 3.0
Как правильно выбрать
Конечно характеристики разъема 3.0 позволяют получить значительное увеличение скорости , но перед тем как выбрать его для приобретения, необходимо внимательно прочитать прилагаемое к устройству техническое описание. В некоторых случаях бывает так, что устройство оснащено разъемом 3.0, однако центральный процессор (микросхема-контроллер) совсем не рассчитана на работу с такими большими скоростями. Вот и получается вроде бы и разъем синего цвета, но значительного прироста скорости не наблюдается.
Кроме того, наибольшую скорость передачи данных разъем 3.0 может достигать при использовании такого же поколения USB разъема на другом конце провода. Если же с одной стороны работает устройство с разъемом 3.0, а с другой 2.0 то скорость будет ограничена возможностями разъема второго поколения.
Если вы планируете подключать к разъему 3.0, например, такие устройства как компьютерная клавиатура или «мышь», то никаких различий с 2.0 вы так и не почувствуете.
Вывод
Новое третье поколение предлагает массу новых технических возможностей, однако на сегодняшний день за них необходимо платить и платить не так уж и мало. Конечно с течением времени и по мере распространения стоимость на новое поколение разъемов будет снижаться и все устройства будут оснащаться только таким типом разъемов.
Прежде чем приобретать устройства, оснащенные разъемами 3.0, необходимо взвесить все «за» и «против». Нужно ли вам увеличение скорости или достаточно будет тех возможностей, которые предоставляет разъем USB 2.0.
USB 3.0 или USB Super Speed - новое поколение интерфейса USB (Universal Serial Bus).
Его ключевым отличием от предыдущей версии USB 2.0 (или High Speed) является возросшая с 480Мбит/сек до 5Гбит/cек максимальная теоретическая скорость передачи данных.
Менее очевидный, но столь же принципиальный момент - с версией 3.0 USB не только разгонится, но и станет изохронным и полнодуплексным, т.е. обретёт возможность независимо передавать данные в обе стороны с максимальной скоростью. Более ранние версии USB были полудуплексными, и заявленная максимальная скорость достигалась только при передаче данных в одном направлении. Это усовершенствование крайне важно для будущих высокоскоростных USB 3.0 и прочих устройств хранения данных, поскольку интерфейс не будет ограничивать потенциальные возможности устройства при одновременном выполнении операций чтения и записи.
На практике между контроллером и устройством достигается максимальная устоявшаяся скорость передачи данных около 380Мбайт/cек, что например, быстрее, чем фактическая скорость SATA-II (около 250Мбайт/cек), и более чем на порядок превышает аналогичный параметр для USB2.0 и IEEE1394.
Для того чтобы достичь таких характеристик, в USB 3.0 SuperSpeed впервые серьёзно была изменена конструкция разъёмов и с сохранением максимальной совместимости с предыдущими версиями стандарта там, где это возможно.
В дополнение к имеющимся в предыдущих версиях стандарта линиям питания, земли и дифференциальной пары для передачи данных добавлено ещё две дифференциальные пары для SuperSpeed-режима и отдельный экран, из-за чего сам конструкцией и диаметром стал напоминать экранированную витую пару (STP) категории 6, а SuperSpeed часть USB 3.0 производительностью и использованными методами передачи информации очень напоминает PCI-E 2.0 1x во внешнем исполнении, к сожалению, являясь с ним полностью несовместимой.
Был добавлен новый тип разъёма - USB Powered B. В дополнение к уже имеющимся в USB 3.0 контактам там добавлены два принципиально новых - DPWR и DGND, которые обеспечивают возможность питания контроллера подключенным к нему устройством (а не наоборот, как было во всех других версиях интерфейса).
Усилено питание устройств - теперь USB3.0 контроллер может отдать до 900 мА вместо 500 мА у предыдущей версии интерфейса. Минимальная "порция" тока увеличена до 150мА, т.е. с одного контроллера может "кормиться" 6 устройств по 150мА или одно - съесть все 900. Естественно, возможны промежуточные варианты. Минимальное рабочее напряжение подключенного устройства снижено до 4 Вольт.
Усовершенствования коснулись не только физического уровня - в отличие от USB 2.0 HighSpeed, USB 3.0 SuperSpeed контроллер организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам (а те уже сами при этом разбираются, что из принятых пакетов данных действительно было им предназначено), это позволяет с некоторыми оговорками назвать USB 3.0 хаб - свитчем, коим он фактически и является.
Пожалуй, пока единственный заметный недостаток USB 3.0 - это снижение максимальной длины SuperSpeed до 3 метров, но, возможно, эта информация в дальнейшем будет уточнена, и по итогам массового внедрения эта цифра может непринципиально измениться как в большую, так и в меньшую сторону.
Механический ресурс обычных полноразмерных USB 3.0 коннекторов рассчитан на полторы тысячи циклов "подключение-отключение", коннекторов повышенной прочности - на пять тысяч таких циклов, а коннектор USB 3.0 Micro наиболее "живучий" - он должен выдерживать до десяти тысяч подключений и отключений.
2.Типы разъёмов и совместимость.
 |
 |
 |
| USB 3.0 MicroB коннектор | USB 3.0 коннекторы "A" и "B" | USB 3.0 обычный "A" и MicroB |
SuperSpeed разъёмы в дополнение к четырём контактам, сохранённым на привычных местах для совместимости с предыдущими версиями стандарта, получили ещё пять специфичных контактов, располагающихся глубже внутри разъёмов и необходимых для работы в новом скоростном режиме. Однако полной обратной совместимости не достигнуто, поэтому кратко перечисляем исходы возможных сочетаний:
- USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа A, например, "флешку", можно подключить к USB 3.0 контроллеру, и оно будет там работать.
- USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа B, например, можно подключить к USB 3.0 контроллеру стандартным кабелем USB 2.0 AB, и оно будет там работать, разъёмы на кабеле просто не достанут до отвечающих за USB 3.0 контактов.
- USB 3.0 устройство с разъёмом USB типа A можно подключить к контроллеру USB 2.0, и оно должно там работать в режимах USB 2.0.
- USB 3.0 устройство не будет работать с контроллером USB 1.1.
- Кабель USB 3.0 типа B невозможно подключить к разъёму USB 2.0 , разъёмы старого типа имеют другую форму. В тоже время кабель USB 2.0 типа B входит в разъем USB 3.0 тип B.
На заре компьютерных технологий одной из основных проблем пользователя была плохая совместимость устройств - за подключение периферии отвечало множество разнородных портов, большинство из которых отличалось громоздкостью и низкой надёжностью. Решением стала «универсальная последовательная шина» или, сокращённо, USB. Впервые новый порт был представлен широкой публике в далёком 1996 году. В 2001-м покупателям стали доступны материнские платы и внешние устройства стандарта USB 2.0, а в 2010-м появился USB 3.0. Так в чём же отличия этих технологий и почему обе до сих пор востребованы?
Отличия стандартов USB 2.0 и 3.0
Прежде всего, стоит отметить, что все USB-порты совместимы между собой. Это значит, что подключение медленного устройства к быстрому порту и наоборот возможно, однако скорость обмена данными будет минимальной.
«Опознать» стандарт разъёма можно визуально - у USB 2.0 внутренняя поверхность окрашена в белый цвет, а у USB 3.0 - в синий.
Кроме того, новые кабели состоят не из четырёх, а из восьми проводов, что делает их более толстыми и менее гибкими. С одной стороны, это увеличивает функциональные возможности устройств, улучшает параметры передачи данных, с другой - повышает стоимость кабеля. Как правило, кабели USB 2.0 в 1,5–2 раза длиннее своих «быстрых» сородичей. Есть различия в размерах и конфигурации схожих версий разъёмов. Так, USB 2.0 делится на:
- тип A (обычный) – 4×12 мм;
- тип B (обычный) – 7×8 мм;
- тип A (Mini) – 3×7 мм, трапециевидный со скруглёнными углами;
- тип A (Micro) – 2×7 мм, прямоугольный;
- тип B (Micro) – 2×7 мм, прямоугольный со скруглёнными углами.
В компьютерной периферии чаще всего используется обычный USB Тип A, в мобильных гаджетах - Тип Б Mini и Micro. Классификация USB 3.0 тоже сложная:
- тип A (обычный) – 4×12 мм;
- тип B (обычный) – 7×10 мм, сложной формы;
- тип B (Mini) – 3×7 мм, трапециевидный с прямыми углами;
- тип B (Micro) – 2×12 мм, прямоугольный со скруглёнными углами и выемкой;
- тип C - 2,5×8 мм, прямоугольный со скруглёнными углами.
В компьютерах по-прежнему превалирует Тип A, но Тип C с каждым днём набирает всё большую популярность. Переходник для этих стандартов показан на рисунке.
Таблица: основные сведения о возможностях портов второго и третьего поколения
Пока что рано списывать USB 2.0 со счетов - этот стандарт широко применяется для подключения клавиатуры, мыши, принтеров, сканеров и других внешний устройств, используется в мобильных гаджетах. Но для флешек и внешних дисков, когда первична скорость чтения и записи, лучше подходит USB 3.0. Он же позволяет подключать больше устройств к одному хабу и быстрее заряжать аккумуляторы из-за большей силы тока.
Большая часть периферических устройств к компьютеру подключается с помощью USB-порта. Однако многие даже не догадываются, что спецификаций портов существует несколько, а самые распространённые на текущий момент - USB 2.0 и 3.0. А есть ли между ними отличие? Можно ли флешку с портом USB 3.0 подключить к 2.0 и наоборот?
Основные отличия USB 2.0 от 3.0
USB - это последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств (преимущественно на компьютере, но не только на нём).
Windows ввёл поддержку версии 3.0 только для Vista и Windows 7, Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31Стандарт этого порта был принят в 1996 году. Самая его распространённая спецификация - USB 2.0 появилась в 2000 году, USB-версии 3.0 - в 2008 году.
Ключевая особенность данного порта - это их полная совместимость. Устройство с USB 3-й версии можно подключить к USB 1.0. При этом оно будет полноценно работать, но с ограничениями спецификации USB. Например, если флеш-накопитель USB 3.0 подключить к USB 2.0, то максимальная скорость считывания данных будет ограничена пределами порта USB 2.0. Все остальные отличия между USB 2.0 и 3.0 указаны в таблице.
Таблица: сравнение параметров USB 2.0 и 3.0
| Параметр | USB 2.0 | USB 3.0 |
| Скорость доступа к данным | 480 Мбит/с (по спецификации, на практике - в 2 раза меньше) | 5 Гбит/с (по спецификации, на практике - в 1,5–2 раза меньше) |
| Количество контактов | 4 | 4 + 4 (последние 4 контакта задействуются только на совместимых устройствах) |
| Максимальная сила тока (не касается зарядных устройств, где задействуются не все контакты) | 0,5 А | 0,9 А |
| Максимальная длина провода для передачи данных (без повреждения данных) | 5м | 3м |
| Операционные системы, поддерживающие стандарт | Windows 2000, XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10, MacOS, Linux | Windows Vista, 7, 8, 8.1, 10, MacOS, Linux (начиная с версии ядра 2.6.31). |
Видео: совместимость интерфейсов USB разных версий
USB 3.0 - это своего рода модифицированная вариация USB 2.0 с более высокой скоростью обмена данными и немного большей силой тока. В любом случае порты абсолютно совместимы, так что устройства с USB-портом всегда подойдут друг к другу. Стоит ли переплачивать за USB 3.0? В большинстве случаев - нет. Это потребуется лишь при использовании сверхбыстрых внешних накопителей со скоростью доступа свыше 30–40 Мб/с (внешние жёсткие диски или SSD).
Интерфейс USB 3.0 значительно производительнее своего предшественника – USB 2.0. Тогда как последний ограничивает скорость линейной записи данных на флешку показателем в 30-40 Мб/с, посредством первого файлы на флешку USB 3.0 могут быть скопированы со скоростью порядка 100 Мб/с. Это реальный пример, в теории же предельной пропускной способностью USB 2.0 считается 60 Мб/с, а USB 3.0 – 625 Мб/с. Чтобы воспользоваться преимуществами интерфейса USB 3.0, им должны быть оборудованы и носитель (флешка, USB-HDD, прочие устройства хранения данных), и компьютер. Как узнать, на компьютере стоят порты USB 2.0 или 3.0?
На ноутбуках и материнских платах ПК, выпущенных ранее 2010 года, с высокой долей вероятности будут установлены порты USB 2.0. А вот компьютерные устройства, выпущенные позднее, могут быть оснащены USB 3.0.
Каким интерфейсом USB оснащен компьютер, можно узнать по внешним признакам портов. Порты USB 1.0 имеют 4 контакта, а пластмасса под ними белого цвета. Порты USB 2.0 также оборудованы 4 контактами, но пластмасса под ними, как правило, черного цвета. Внутри порта USB 3.0 находится целых 9 контактов, а пластмасса под ними обычно синего цвета. Современнейшие модели ПК и ноутбуков могут быть оснащены самым производительным на сегодняшний день интерфейсом USB 3.1 с заявленной максимальной пропускной способностью в 1250 Мб/с. Пластик под контактами таких портов может окрашиваться как в черный, так и в синий цвет. От интерфейсов-предшественников же порты USB 3.1 отличает выгравированная рядом надпись «SS» (Super Speed).
Корпуса ПК обычно оснащаются панелью спереди с дополнительными портами USB для удобства подключения устройств. Но за такое удобство владельцы компьютеров, не знающие, что их материнские платы поддерживают USB 3.0, нередко платят томительным ожиданием во время перемещения данных на флешку. Ведь даже современные, но бюджетные корпуса, как правило, оснащаются портами USB 2.0.
Узнать, на компьютере стоят USB-порты 2.0 или 3.0, можно с помощью средств Windows. Заходим в диспетчер устройств и раскрываем ветку «Контроллеры USB». Если в перечне ветки хост-контроллеры значатся как «Расширенный хост-контроллер» («Enhanced Host Controller»), при этом в их названиях не содержится дописка «USB 3.0», это значит, что на компьютере стоят порты USB 2.0.
О наличии портов USB 3.0 будет прямо говорить дописка «USB 3.0» в названиях расширенных хост-контроллеров. О том, что компьютер поддерживает USB 3.0, также свидетельствует наличие в перечне ветки контроллеров, в названии которых присутствует аббревиатура XHCI – указание на универсальный интерфейс eXtensible Host Controller Interface.
Как обзавестись портами USB 3.0, если их не обнаружилось? У тотального апгрейда в виде замены ноутбука или материнской платы ПК со всеми зависимыми от нее комплектующими есть альтернатива – установка адаптера USB 3.0. Для сборок ПК такие адаптеры существуют в виде плат, устанавливаемых в слот PCI Express. К ноутбукам адаптеры USB 3.0 подключаются с помощью слота ExpressCard. На AliExpress адаптеры USB 3.0 можно заказать за акционную цену чуть более $5. Такой вариант даст определенный прирост производительности, но все равно не будет дотягивать до возможностей USB 3.0, изначально поддерживаемого современными ноутбуками и материнскими платами. Ведь передача данных будет ограничена пропускной способностью соответствующего слота.
Отличного Вам дня!