Ak na svete existuje peklo, nájdeme ho v centrále USB Implementers Fora. Nezisková organizácia sa už 25 rokov stará o vývoj dnes najrozšírenejšieho sériového rozhrania pre pripájanie čohokoľvek. Posledných sedem rokov má ale na starosť aj inú agendu - motať ľuďom hlavu.

Až do USB 3.0 (rok 2008) malo rozhranie očakávaný vývoj a pomenovanie. S každou novou verziou stúpla rýchlosť, trojka navyše dostala nový typ konektoru s viacerými kontaktmi, ktorý išlo jednoducho poznať podľa toho, že boli modré. (Hoci výrobcovia neskôr toto značenie porušovali.)

Zmätky už pochopiteľne boli aj vtedy. Ešte v prvej verzii rozhraní fungovalo v dvoch režimoch s priepustnosťou 1,5 a 12 Mb / s. USB-IF preto zaviedlo ešte marketingové názvy Low Speed ​​a Full Speed. Lenže keď pár rokov nato dorazilo 40 × rýchlejšie USB 2.0, vymyslelo pre neho termín High Speed. Čo je pre laika viac? Plná (full) rýchlosť, alebo vysoká (high)? Absurditu dotiahlo dokonca USB 3.0 s označením SuperSpeed.

Porovnanie generácií USB

Píše sa rok 2013 a tvorcovia oznamujú špecifikácie USB 3.1 s rýchlosťou až 10 Gb / s. Ono "až" je dôležité. Rozhranie bude dostupný v dvoch verziách. Jedno zvládne len 5 Gb / s, preto sa označovalo ako USB 3.1 Gen 1. Druhé išlo plných 10 Gb / s a ​​to sa volalo USB 3.1 Gen 2 (alias SuperSpeed ​​+, SuperSpeed ​​Plus alebo dokonca Enhanced SuperSpeed). To prvé ale nebolo nič iné ako staré dobré USB 3.0.

Za ďalšie štyri roky sme obočie pozdvihli druhýkrát. Prichádza USB 3.2 s priepustnosťou až 20 Gb / s. História sa opakovala. USB 3.0 neskôr premenovanej na USB 3.1 Gen 1 bolo novo USB 3.2 Gen 1. Predchádzajúca USB 3.1 Gen 2 sa volalo USB 3.2 Gen 2. A nakoniec skutočná novinka medzigeneračne zvyšovanie priepustnosti na dvojnásobok sa nevvolala podľa očakávaní USB 3.2 Gen 3, ale USB 3.2 2 × 2. Pretože má dve dvojgeneračné (10Gb / s) linky. Marketingové názvy sa ustálili na jednoznačných termínoch SuperSpeed ​​USB, SuperSpeed ​​USB 10Gbps a SuperSpeed ​​USB 20Gbps.

Poslednou novinkou je vlani predstavené USB4. Tentoraz bez medzery (USB 4) aj desatinného miesta (USB 4.0). Zatiaľ i bez marketingového názvu v podobe HyperUltraSpeed ​​alebo podobné vylomeniny. Od svojich predchodcov sa líši, lebo je založený na konkurenčnom rozhraní Intel Thunderbolt 3, avšak zostáva spätne kompatibilné.

Tiež USB4 bude existovať v dvoch verziách. Tá s označenom Gen 2 × 2 ponúkne priepustnosť 20 Gb / s (ale nejde o premenovanú USB 3.2 Gen 2 × 2). Vyššia verzia USB4 Gen 3 × 2 pobeží na plných 40 Gb / s.

Keby sa v USB-IF držali sedliackeho rozumu, dávno by vyhodili nič nehovoriace marketingové označenie "niečoSpeed" ​​a rozhranie pomenovali postupne USB 3.0, USB 3.1 a USB 3.2 podľa dosahovanej priepustnosti 5, 10 a 20 Gb / s. Nástupnícke USB4 si nové číslo zaslúži, v jadre má totiž veľa zmien. Avšak USB 4.0 by bolo konzistentnejšie.

Súčasnému stavu totiž rozhodne neprispieva fakt, že v názvoch robia zmätky aj sami výrobcovia hardvéru či príslušenstva. Laik uvidí USB 3.2 (často bez označenia generácie) a nadobudne dojem, že je to lepšie ako USB 3.0. Nemusí byť, pokiaľ ide fakticky o USB 3.1 Gen 1.

Cez 10 konektorov

Pri USB nie sú mätúce len názvy rozhrania, ale tiež aj konektory. Historicky platí, že USB-IF definuje štandardy protokolov pre prenos dát (USB 3.0 atď.) a štandardy konektorov (USB-C atď.). Až na výnimky * jedno nezávisí na druhom (* USB 3.2 2 × 2 vyžaduje USB-C). Počas štvrť storočia sa na trhu objavilo preto presne 11 konektorov USB.

Líšia sa veľkosťou (štandard, mini, micro) a tým, na ktorom zariadení sa nachádzajú. Podľa toho nesú označenie A, B, AB alebo C. Áčka sú ony veľké klasické konektory, ktoré spravidla nájdeme na počítačoch. B a AB potom boli na zariadeniach, ktoré sa k počítačom pripájajú. Veľký Type B obvykle nájdeme na tlačiarňach a skeneroch. Mini B alebo Micro B potom boli na mobiloch, myšiach, klávesniciach, na zvukovej technike atď.

USB-C je 11. konektorom USB, snáď na dlhú dobu poslednom (zdroj:wikipedia.com)

Donedávna platilo, že všetky konektory išlo zapojiť len jedným smerom. V orientácii však rozhodne nepomohol tvar konektorov. Revolúciu priniesol až USB Type C (prezývaný USB-C) z roku 2014. Prvýkrát je obojstranný, takže ho nie je možné zapojiť zle. Má najviac pinov zo všetkých (24) a stavaný bol tak, aby mohol byť na strane počítačov, mobilov i ďalších zariadení. Delenie na veľkosti a triedy skončilo, konektor je plne univerzálny.

Jeden konektor pre všetko

Plná univerzalita má ale aj tienisté stránky. Tvorcovia hardvéru doslova znásilňujú USB-C. To už neslúži len k prenosu dát a nižšieho elektrického výkonu. Môže im prúdiť aj zvuk, obraz alebo zabezpečí vysoký prenos energie až do 100 W. Lenže tieto vlastnosti nie sú povinné. Ak máme na notebooku dva USB-C, nemusia byť rovnocenné. Notebook môžete nabíjať len jedným z nich či oboma. Obraz cez USB-C potom môžu poslať oba, len jeden či žiadny.

Aj keby boli plne vybavené oba, potom ešte existujú rôzne typy USB-C káblov, ktoré nemajú plnú pinovú výbavu alebo dostatočné parametre na to, aby podporovali všetky funkcie. Že má nejaké zariadenie USB-C, skrátka nevypovedá nič o tom, čo dokáže.

Schéma pinov na USB-C (zdroj:Altium).

A pretože fyzický konektor (USB-C) a elektrické zapojenie (USB 3.0) spolu nesúvisí, nie je ani jasné, akú dátovú rýchlosť budú podporovať. Starosti nám robia hlavne výrobcovia mobilov. V nich nájdeme rýchle UFS úložiska schopné čítať aj zapisovať dáta v stovkách megabajtov za sekundu. Lenže ak skombinujú USB-C a USB 2.0 (obvyklé u čínskych výrobcov), s počítačom potom mobil bude komunikovať rýchlosťou nanajvýš 60 MB / s, v praxi ale aj pokojne o polovicu pomalšie. Napríklad Samsung mal vo zvyku síce integrovať USB 3.2 Gen 1 (podľa aktuálnej nomenklatúry), avšak pribalil len kábel so schopnosťami USB 2.0.

Čo je vlastne USB-C?

Každé zariadenie aj kábel s USB-C musí podporovať aspoň USB 2.0 a prenos až 15 W energie (3 A, 5 V). Všetko ostatné je bonus navyše. A pretože výrobcovia hardvéru ani príslušenstva neoznačujú svoje produkty poriadne, dopredu hocikedy nemožno zistiť, či niečo naviac skutočne vie.

USB-IF vyvíja aj štandard USB Power Delivery, ktorý dokáže cez USB-C posielať až 100 W (5 A, 20 V). To sa hodí na nabíjanie notebookov, dnes už ale k podobným výkonom mierime aj u mobilov. Tie však väčšinou nevyužívajú čistý protokol USB PD, ale nasadzujú vlastné proprietárne rýchlonabíjací technológie. Ale to by bolo na osobitný článok ...

Ďalšími voliteľnými funkciami USB-C sú tzv. Alternate Modes. Ako už sme písali vyššie, to ony majú na svedomí prenos obrazu alebo zvuku. Existuje AM pre HDMI alebo DisplayPort, takže USB-C prepustí audiovizuálne dáta, bez toho aby sa museli používať známe konektory späté s HDMI a DisplayPortom.

Jedným z AM je tiež Thunderbolt 3. To je zvláštny prípad rozhrania, ktoré má iba vlastnú elektrickú / logickú časť, avšak fyzicky využíva už hotové konektory. Thunderbolt 1 a 2 boli postavené na miniDisplayPorte, Thunderbolt 3 a 4 využijú USB-C.

Thunderbolt 3 je pritom najpokročilejším sériovým rozhraním. Pre prenos zužitkuje PCIe linky, takže ponúka rýchlosti až 40 Gb / s. Je spätne kompatibilný s USB 3.x a USB 2.0, prepustí DisplayPort a v základe tiež 15 W energie. Keď v popisku pri počítači uvidíte USB-C, nič vám to nepovie. Keď tam bude Thunderbolt 3, viete, čo zvládne. Intel vlani otvoril špecifikácie Thunderbolt 3, preto ich USB-IF využilo a postavilo na nich USB4 s rovnakými vlastnosťami.

Práve odtiaľ už budúcnosť vyzerá ružovejšia. USB4 bude mať len jeden konektor a najlepšie možné vlastnosti. Úplne bez problémov to ale tiež nebude. Po Thunderbolt zdedil problém s kabelážou. Tie môžu byť lacné, pasívne, ale krátke. Alebo drahé, aktívne a dlhšie. Avšak tie najdlhšie využívajúce optické vlákna miesto medených spojov zase neprenesú energiu. A ak nebudú mať v názve explicitne uvedené, že sa jedná o káble pre USB4, bude ešte veselo.

Až o pár rokov dorazí "USB V", určite to bude oveľa lepšie!

Autor : Lukáš Václavík

Zdroj : zive.cz