Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Скорость работы интерфейса зависит от установленных контроллеров, и вы будете удивлены тем, что делают с ними некоторые производители. Технология USB Type-C обещает нам скорость передачи данных на уровне до 10 Гбит/с, но первое поколение устройств с USB Type-C оказывается далеко не настолько быстрым. В этой статье мы разбираемся, в чем здесь дело…
USB Type-C - новый интригующий стандарт, который больше года назад стал появляться в ноутбуках, планшетах, телефонах и на других устройствах. И у нас давно возникло желание проверить, какую же скорость он в реальности может обеспечить. Благодаря появлению SanDisk Extreme 900 мы действительно можем заставить этот двусторонний порт работать на пределе. Для тестирования мы подготовили 8 ноутбуков с USB Type-C, а также вставили в настольный ПК специальную карту PCIe, чтобы тест был более полным.
О чем «молчит» ваш порт USB-C
Подразумевается, что USB Type-C станет универсальным стандартным портом, но на сегодня его универсальность проявляется только в запутанности. USB Type-C может работать на скорости 5 Гбит/с или 10 Гбит/с, будучи по-прежнему маркированным как USB 3.1 производителем ноутбука. Технически USB Type-C может работать даже на скорости USB 2.0 - на жалких 480 Мбит/с. Так что если вы видите порт USB Type-C, то нем можно сказать только то, что скорость интерфейса может варьироваться от скромных 480 Мбит/с до внушительных 10 Гбит/с.
Чтобы запутать все еще сильнее, технология Intel Thunderbolt 3 использует порт USB Type-C для передачи данных через PCIe. И она также поддерживает USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с.
Обсуждать Thunderbolt 3 и поддержку передачи видео через USB Type-C нужно отдельно, и мы посвятим этому другую статью. Однако о питании и не столь универсальной зарядке через USB Type-C уже было сказано.
Не все порты USB Type-C одинаковы
Что же установлено в ваш ноутбук?
На производительность USB Type-C влияет ряд ключевых факторов. Первое - это возможности жесткого диска в вашем ПК. Если вы копируете со встроенного винчестера, получить скорость даже близкую к скорости порта просто невозможно, просто потому что большинство дисковых интерфейсов не дотягивают до максимальной производительности USB Type-C.
Другой важный фактор - это контроллер, используемый для подключения порта. На сегодняшний день существует два популярных чипа, доступных на рынке. Первый из них - ASmedia ASM1142. Этот чип USB 3.1, работающий со скоростью 10 Гбит/с, можно найти во множестве ранних версий ноутбуков и настольных ПК, которые были оснащены USB Type-C. И поскольку нам не удалось оперативно найти ноутбук с этим чипом, мы вставили карту Atech BlackB1rd MX1 PCIe в настольный ПК. Производительность собранной системы должна быть практически такой же, как у ноутбуков с данным чипом. Другой кандидат на лидерство - это дорогостоящий чип Intel Thunderbolt 3, который также поддерживает возможность работы USB со скоростью 10 Гбит/с.
Ну и, наконец, весьма популярное на сегодня решение, которое можно найти во множестве ноутбуков - это контроллер USB 3.0, встроенный непосредственно в чипсет системной логики Intel. Тот же чип используется для подключения стандартных прямоугольных портов USB 3.0 Type-A. Многие производители ПК просто передают его сигнал на овальные порты USB Type-C. И именно это решение является самым популярным, так как оно дешевле и требует меньше энергозатрат. Однако оно также ограничивает работу любого порта USB Type-C максимальной скоростью USB 3.0 - 5 Гбит/с.
.jpg)
SanDisk Extreme 900 - один из первых дисков с поддержкой USB 3.1 10 Гбит/с
Метод тестирования
Для проведения тестов мы использовали SanDisk Extreme 900 SSD, который действительно поддерживает подключение USB Type-C на скорости 10 Гбит/с. SanDisk удалось создать это накопитель емкостью 2 Тб, объединив два диска M.2 SSD в массив RAID 0 внутри одного корпуса. И получился действительно быстрый USB-диск. Подключая его к портам USB Type-C каждого компьютера, мы запускали утилиту AS SSD, которая позволяет оценить реальную скорость последовательной передачи данных порта.
Результаты, которые говорят сами за себя, вы можете увидеть на диаграмме ниже. Мы расположили их в порядке убывания производительности. На подписях указаны как модели ноутбуков, так и версии установленных контроллеров.
.png)
Мы оценили 8 ноутбуков, чтобы исследовать производительность USB Type-C (нажмите на картинку для увеличения)
Неудивительно, что производители ноутбуков, выбравшие самый дешевый вариант (подключение контроллера Intel USB 3.0 5 Гб/с к порту USB Type-C), обеспечивают вам… производительность в 5 Гбит/с. Нам не удалось протестировать 12-дюймовый MacBook, потому что AS SSD не работает на OS X, но он использует тот же контролер. Так что приходится ждать эквивалентной производительности.
Куда больший интерес вызывает работа чипов со скоростью 10 Гбит/с: ASMedia и Thunderbolt 3. На диаграмме они представлены 2 моделями Dell XPS (для Thunderbolt) и картой ASMedia в настольном ПК. В нашем тесте ASmedia показал небольшое преимущество над контроллером Thunderbolt 3. Впрочем, производители ПК подтверждают эти данные, сославшись на результаты собственных внутренних тестирований.
.png)
Модель Samsung Notebook 9 Pro использует только часть контроллера Intel Thunderbolt 3, поддерживающую USB 3.1
Впрочем, в тесте есть еще один интересный участник - это ноутбук Samsung Notebook 9 Pro. 15,6-дюймовая модель использует достаточно редкий подход оснащения порта USB Type-C за счет использования чипа Intel «Alpine Ridge» с Thunderbolt 3, однако включает в нем только поддержку USB. Даже в панели «Диспетчера устройств» вы найдете только контроллер Intel USB 3.1, как это показано на скриншоте выше.
Представители Samsung подтвердили, что этот ноутбук не работает с Thunderbolt 3. Мы проверили это при помощи диска Akitio Thunderbolt 3 - действительно не работает. Зачем инженеры Samsung поступили таким образом, остается тайной.
Однако нам известно, что производительность оказалась удивительно низкой. Да, этот порт работает быстрее, чем обычные USB Type-C со встроенным чипом Intel, но намного медленнее, чем ASMedia и полная версия Thunderbolt 3. Странный ход.
Заключение
Один взгляд на тестовую диаграмму дает понять, что у наличия в компьютере полноценного порта USB 3.1 со скоростью 10 Гбит/с есть реальные преимущества. Самый очевидный вывод: вам не придется долго ждать копирования файлов на USB-диск. Но кроме этого только с полноценным портом вы сможете раскрыть все преимущества внешнего диска с USB 3.1. И поскольку на рынке будет появляться все больше моделей ПК с портами USB Type-C, мы рекомендуем внимательнее читать характеристики перед покупкой компьютера.
Новый стандарт USB Type-C до сих пор недостаточно широко развит на рынке, однако производители постепенно принимают свежую технологию. В смартфоностроении USB-C уже можно назвать новым трендом, потому что это не только усовершенствованный разъем для зарядки, но и средство для отказа от традиционного 3,5-миллиметрового порта для наушников. Сегодня мы более детально поговорим о USB Type-C, и данная статья расскажет вам, что это такое.
Сегодня практически все электронные устройства оснащаются разъемом USB. От настольных компьютеров до смартфонов и разнообразных накопителей с ноутбуками. USB является повсеместным стандартом, когда дело доходит до подключения периферии или передачи данных между устройствами. Последнее крупное обновление USB вышло в 2013 году с выходом USB 3.1, сопровождающегося релизом нового разъема Type-C. Как видите, с тех пор прошло уже почти 4 года, а Type-C так и не прижился.
В настоящее время на рынке можно по пальцам пересчитать устройства, использующие технологию USB Type-C. Среди компьютеров это последние ноутбуки от Apple, от Google, линейка от Samsung и еще несколько гибридных устройств. Среди смартфонов - в основном флагманы уходящего года: , и .
Так почему USB Type-C лучше, чем предшественники? Давайте выясним.
Что такое USB Type-C
USB Type-C - это новый и в настоящее время активно развивающийся отраслевой стандарт передачи данных для компьютеров и мобильных устройств. Главным и самым значительным нововведением Type-C является измененный разъем - универсальный, симметричный, способный работать любой стороной. Разъем USB-C был придуман USB Implementers Forum - группой компаний, которая разработала и сертифицировала новый стандарт USB. В нее также входят крупнейшие технологические компании, а именно Apple, Samsung, Dell, HP, Intel и Microsoft. К слову, это важно знать, ведь поэтому USB Type-C был легко принят большинством производителей ПК.
USB-C - это новый стандарт
В первую очередь нужно знать, что USB Type-C является новым стандартом для индустрии. Точно так же, как когда-то ими были USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 или самый последний USB 3.1. Только предыдущие поколения USB больше были сосредоточены на увеличении скорости передачи данных и различных других улучшениях, тогда как Type-C с физической точки зрения меняет конструкцию разъема аналогично модификациям технологии - MicroUSB и MiniUSB. Однако, решающее различие в данном случае заключается в том, что, в отличие от MicroUSB и MiniUSB, Type-C направлен на замену абсолютно всех стандартов, причем с обеих сторон (пример USB-MicroUSB).Основные характеристики:
- 24 сигнальных вывода
- Поддержка USB 3.1
- Альтернативный режим для реализации сторонних интерфейсов
- Скорость до 10 Гбит/с
- Передача энергии до 100 Вт
- Габариты: 8,34х2,56 мм
USB Type-C и USB 3.1
Одним из возможных вопросов незнающих о USB Type-C может быть нечто подобное: какое отношение USB 3.1 имеет к USB Type-C? Дело в том, что USB 3.1 является основным протоколом передачи данных для Type-C. Скорость версии 3.1 составляет 10 Гбит в секунду - в теории это в 2 раза быстрее, чем USB 3.0. Еще USB 3.1 может быть представлен в оригинальном формате разъема - такой порт называется USB 3.1 Type-A. Но сегодня гораздо проще встретить USB 3.1 с универсальным разъемом нового типа Type-C.Версии USB
Чтобы лучше понять, почему Type-C станет заменой традиционным версиям USB, в первую очередь необходимо понимать разницу между ними. Существуют различные версии USB, а также даже разные коннекторы - например, Type-A и Type-B.Версии USB относятся к общему стандарту, но их различие состоит в максимальной скорости передачи данных и мощности работы. Конечно, есть и многие другие факторы.
Хотя USB 1.0 технически является первой версией USB, она не смогла полноценно выйти на рынок. Вместо нее была выпущена новая версия USB 1.1 - как раз она стала первым стандартом, к которому мы все привыкли. USB 1.1 может передавать данные на скорости 12 Мбит в секунду и максимально потребляет 100 мА тока.
USB 2.0
Вторая версия USB была представлена в апреле 2000 года. Она обеспечила стандарт значительным приростом в максимальной скорости передачи данных - до 480 Мбит в секунду. Также USB 2.0 стал мощнее, потребляя 1,8А на 2,5В.
USB 3.0
Выход USB 3.0 принес с собой не только ожидаемые улучшения в скорости передачи данных и мощности, но и новые типы разъемов. Более того, USB 3.0 даже получил свой цвет - новую версию стандарта обозначили синим, чтобы доблестно отличать его от старых поколений USB. USB 3.0 может работать со скоростью до 5 Гбит в секунду, беря для своего функционирования 5В на 1,8А. Кстати, эту версию представили в ноябре 2008 года.
Новейшая и самая лучшая версия USB была выпущена в июле 2013 года, хотя до сих пор она не используется повсеместно. USB 3.1 может обеспечить пользователей пропускной способностью до 10 Гбит в секунду с максимальным потреблением энергии в 5В/1А, либо опционально 5А/12В (60 Вт) или 20В (100 Вт).
Type-A
Type-A является классическим интерфейсом USB. Короткий и прямоугольный штепсель стал оригинальным дизайном для USB и по сей день остается стандартным разъемом для использования в конце хоста USB-кабеля. Есть также некоторые вариации Type-A - Mini Type-A и Micro Type-A, но они никогда не были широко принятыми общественностью в связи со сложнохарактерным гнездом. В настоящее время обе эти вариации Type-A признаны устаревшими.
Если Type-A стал одной стороной привычного для нас USB-кабеля, то Type-B является другой. Оригинальный Type-B - это высокий разъем со скошенными верхними углами. Обычно встречается на принтерах, хотя сам по себе является расширением стандарта USB 3.0 для введения новых возможностей соединения. Классические MiniUSB и MicroUSB тоже есть в версии Type-B, наряду с абсолютно неуклюжим MicroUSB 3.0, в котором используются дополнительные штекеры.
Type-C
Таким образом, спустя Type-A и Type-B мы подошли, очевидно, к новейшему Type-C. Версии Type-A и Type-B должны были работать совместно друг с другом посредством обратной совместимости, однако прибытие Type-C полностью разрушило эти планы, поскольку USB-C предполагает полную замену устаревших технологий USB-соединения. Также Type-C был разработан специальным образом, чтобы дополнительные варианты типа Mini или Micro не понадобилось выпускать вообще. Это, опять же, связано с намерениями заменить все нынешние разъемы на USB Type-C.
Главной особенностью стандарта Type-C является универсальность или симметричность разъема. USB-C можно использовать обеими сторонами подобно технологии Apple Lightning - больше никаких специальных сторон для соединения, которые к тому же еще и в темноте сложно найти. Также версия Type-C основана на USB 3.1, что означает поддержку всех преимуществ последней версии, включая высочайшую скорость.
USB-C по-прежнему является обратно совместимым с существующими вариантами USB, но для такого сценария использования, конечно, понадобятся адаптеры.
Недостатки USB Type-C
Проблемы у нового стандарта USB Type-C, естественно, тоже имеются. Одним из главных и самых серьезных опасений последней версии технологии называют физическую конструкцию разъема - она очень хрупкая ввиду симметричного дизайна. Apple, несмотря на такую же универсальность своего Lightning, использует прочный металлический штекер, который является гораздо более устойчивым к внешним воздействиям.Еще более актуальной и вызывающей значительное беспокойство проблемой USB Type-C является нерегулируемая работа коннектора, что привело к ряду опасных поступающих в продажу аксессуаров. Некоторые из таких аксессуаров за счет использования неподдерживаемых уровней напряжения способны «поджарить» подключенное устройство. Например, так было с великолепным на старте флагманом , который впоследствии начал сперва воспламеняться, а потом и вовсе взрываться в руках, брюках, машинах и квартирах своих владельцев.
Данная проблема привела к очевидному и единственному решению - массовому запрету на производство и продажу неоригинальных аксессуаров с поддержкой USB Type-C. Так, если аксессуар не будет соответствовать стандартным спецификациям USB Implementers Forum Inc., то продукт не будет допущен к продаже. Также для проверки рабочего состояния и подлинности различных сторонних аксессуаров компания USB-IF представила защищенное 128-битным шифрованием ПО, которое позволит устройствам с данным разъемом осуществлять автоматическую проверку подключенного устройства или аксессуара с USB-C.
Минусы:
- Конструкция. Дизайн USB Type-C хорош, но пострадала конструкция - она довольно хрупкая. Apple в своем Lightning использует цельнометаллический штекер, когда в Type-C используется овальная форма с размещением сигнальных выводов в центральной части.
- Работа коннектора. Если позволить USB Type-C работать с неподдерживаемыми уровнями напряжения, то, вероятнее всего, кабель и/или устройство подвергнется возгоранию.
- Совместимость. USB Type-C - это инновации в мире USB, но новейшее поколение оставляет в прошлом старые устройства, поскольку не поддерживает работу с ними.
- Переходники. Для полноценной работы с USB Type-C на старых устройствах придется докупать переходники. Это дополнительная трата денег.
Преимущества USB Type-C
Несмотря на все вышенаписанное, USB Type-C можно уверенно назвать шагом вперед для индустрии. Установка данного разъема позволит производителям делать более тонкие компьютеры и мобильные устройства с меньшим количеством портов, высочайшей скоростью передачи данных и в наушники. В будущем, если USB Type-C выбьется в массы, разъему удастся заменить не только порт 3,5 мм для наушников, но и HDMI - интерфейс, используемый для передачи видео. Так USB Type-C заменит привычные сегодня разъемы и станет универсальным стандартом в любой ситуации.
Плюсы:
- Симметричность. USB Type-C позволяет забыть о ситуациях, когда приходится вспоминать, с какой стороны вставлять кабель в разъем. Также отныне можно не бояться не найти нужную сторону USB в темноте.
- Компактность. Габариты USB Type-C составляют 8,4х2,6 мм - это позволяет производителям делать компьютеры и мобильные устройства значительно тоньше.
- Универсальность. Благодаря интеграции единого разъема станет возможной зарядка одним кабелем как ноутбука, так и планшета или смартфона.
Универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus) или же просто USB - это промышленный стандарт, разработанный в середине 1990 годов для того, чтобы стандартизировать подключение периферии к компьютеру. Он заменил большинство интерфейсов и теперь является самым распространенным типом разъемов для потребительских устройств.
На сегодняшний день практически каждое устройство, будь оно портативным или стационарным, имеет различные виды USB разъемов. Но все устроено намного сложнее, чем считают новички. Сегодня мы рассмотрим виды USB портов и различные стандарты.
У многих мог сейчас назреть вопрос: "Если USB должен быть универсальным, то почему он имеет большое количество типов?". Дело в том, что все эти типы USB разъемов выполняют различные функции. Это помогает обеспечить совместимость в случае выпуска устройства с улучшенными характеристиками. Давайте рассмотрим наиболее распространенные виды USB портов.
- Type-A - большинство кабелей имеют на одном конце коннектор этого типа USB, туда же относятся и кабели современных клавиатур и мышей. Этим же типом USB комплектуются персональные компьютеры и зарядные устройства;
- Type-B - это порт используется для подключения принтеров и других периферийных устройств к компьютеру. Но в настоящее время он не распространен так, как распространен USB Type-A;
- Mini USB - это был стандартный разъем для мобильных устройств до появления Micro USB. Этот разъем меньше стандартного, что и можно понять по его названию. Этот тип разъемов тоже немного устарел и был заменен Micro USB, но это не означает, что такие виды USB нигде нельзя найти;
- Micro USB - на данный момент является стандартом для портативных устройств. Его приняли все крупные производители мобильных устройств, за исключением Apple. Но Micro USB постепенно начинают заменять на USB Type-C. Кстати, существуют различные виды Micro USB разъемов, но об этом поговорим чуть позже;
- Type-C - такой кабель может иметь на обоих концах один и тот же коннектор. Заявлена более высокая скорость передачи данных и более высокая мощность по сравнению с предыдущими стандартами USB. Такой разъем использовала компания Apple для Thunderbolt 3. О USB Type-C мы поговорим чуть позже;
- Lightning - не относится к стандарту USB, но является фирменным интерфейсом для мобильной продукции Apple с сентября 2012 года. Устройства же до этого времени использовали менее компактный 30-pin проприетарный разъем.
USB 3.0
Новый стандарт обеспечивает более высокую скорость передачи данных и при этом имеет обратную совместимость со старым стандартом. По форме USB 3.0 и USB 2.0 Type-A одинаковы, просто новый стандарт окрашен в синий цвет, чтобы отличить USB 3.0 от 2.0.
Но увеличение скорости будет только в том случае, когда разъем, куда вставляется кабель или флеш-накопитель должен быть USB 3.0, и сам кабель или флеш-накопитель должен иметь коннектор USB 3.0.
Также кроме USB 3.0 Type-A существуют и другие типы разъемов USB 3.0. Type-B и его Micro версия имеют дополнительные контакты, чтобы обеспечить более высокую скорость передачи данных, что разрушает совместимость этих разъемов со старыми версиями, но старые USB 2.0 устройства можно подключить в новые USB 3.0 разъемы, но прироста скорости вы не получите.
Micro USB
Если у вас есть Android устройство, то вам нужно иметь Micro USB кабель. Даже самые ярые фанаты Apple не могут избежать этого типа разъемов в портативных аккумуляторах, колонках и другом.
Также имеются деления на типы разъемов Micro USB. В основном используется Micro USB Type-B, Type-A особо не распространен, да и я его в реальной жизни никогда не видел. То же самое относится и к Mini USB.
Если вы начнете покупать много гаджетов, вы скоро начнете использовать разные провода для разных устройств, все равно же нет разницы. Так что вам не придется докупать дополнительные провода, если вы их не теряете и не рвете.
При покупке кабеля люди обычно покупают самые дешевые, что я вам делать не советую, так как качество такой продукции может быть очень плохим. В дальнейшем это приведет к неработоспособности кабеля.
Также определитесь с длиной кабеля. В поездке короткий кабель удобен, но дома с таким вы будете сидеть на полу возле розетки. Длинный же кабель будет запутываться и всячески мешать вам. Для портативного аккумулятора у меня кабель длиной в 35 сантиметров, а кабель для зарядки смартфона дома длиной в 1 метр.
USB On-The-Go
USB On-The-Go (USB OTG) - это относительно новый стандарт, позволяющий вставлять в портативные устройства флеш-накопители, предназначенные для других USB интерфейсов, кабели, чтобы заряжать что-либо от аккумулятора вашего портативного устройства и так далее. USB OTG поддерживает не только USB Type-A, но и другие виды USB портов.
А теперь представьте, что у вас есть внешний жесткий диск, смартфон и ноутбук. Какие действия вы выполните для того, чтобы переместить какой-либо файл с внешнего жесткого диска на ваш смартфон? Самый простой способ - это сначала переместить файл с внешнего жесткого диска на ноутбук, а с него на смартфон.
А теперь представьте, что вы имеете USB OTG переходник. Просто вставьте переходник в смартфон, а в него кабель от внешнего жесткого диска. Необходимость в ноутбуке отпадает. Удобно?
К сожалению, не все устройства поддерживают USB On-The-Go, так что перед покупкой переходника советую вам проверить ваше устройство на поддержку USB OTG.
Переходники для Lightning существуют и они даже с версии iOS 9 везде работают, но называть это OTG как-то не особо хочется.
USB Type-C
Этот новый стандарт имеет большой задел на будущее. Во-первых, он быстрый и может передавать большие токи, во-вторых, его можно вставить любой стороной и на обоих концах провода может быть один и тот же коннектор.
В 2015 году компания Apple потрясла весь мир, выпустив MacBook с одним USB Type-C разъемом. Это может быть началом тенденции.
Сейчас существует немало устройств с USB Type-C разъемом. Для подключения к компьютеру стоит использовать USB Type-C - USB Type-A кабель, если у вас нет такого же разъема в компьютере.
Покупать дешевые USB Type-C кабели не стоит, совсем не стоит. Очень просто убить ваше устройство. К тому же по такому кабелю проходят большие токи, так что некачественный кабель еще и приведет к пожару. Не жалейте денег на качественный кабель.
Выводы
Сегодня мы рассмотрели различные виды USB разъемов и стандартов. Теперь вам известны все популярные типы USB разъемов. Надеюсь, что эта информация была полезной для вас. Если это так, то не поленитесь, пожалуйста, оценить эту статью ниже.
Почти два года назад мигрировал на USB Type-C и до сих пор не ослеп. Расскажу всю правду.
Рынок не готов
В 2015 году Apple представила публике - первый ноутбук с прогрессивным интерфейсом USB Type-C на борту. Тут бы в обморок от радости упасть, да только разъем оказался лишь один. Зато для всего и сразу, в том числе для зарядки лэптопа. За этот порт только ленивый не обругал алюминиевый гаджет, хотя я лично оказался именно среди таких. Не ругал, но опасался, что будут проблемы при активной эксплуатации устройства.
Опасался и все-таки решился на покупку. Уж очень аппарат понравился, фактически . Естественно, покупал сразу с переходником - самый простой Apple USB-C/USB. Так началась моя новая жизнь на стыке поколений, когда стандарт уже запущен в массы, да только рынок к этому еще не готов.
Спустя почти два года с момента релиза MacBook 12 рынок оказался все так же не готов к USB Type-C. Как минимум, такое впечатление может сложиться из-за реакции публики на использование тех же портов в новых MacBook Pro . Но зачастую это мнение теоретиков. На практике все несколько прозаичней. В данной статье поделюсь опытом использования ноутбука с USB Type-C - плюсы, минусы и стоит ли опасаться нового стандарта.
USB Type-C универсален, но тоже не совсем готов к рынку
Функциональность нового стандарта впечатляет и об этом написано много хороших статей, в том числе и . Если кратко и упрощенно, то разъем компактнее предшественника, вставлять можно любой стороной, поддерживается передача данных (до 10 Гбит/с или до 40 Гбит/с если речь о Thunderbolt 3), видео (вплоть до 5К), аудио и питания до 100 Вт включительно.
Круто? Не то слово!
Сложность лишь в том, что когда намешивают все и сразу, случаются накладки, проблемы и вопросы несовместимости. Самый простой пример - MacBook 12 и MacBook Pro 2016 , в которых вроде бы одинаковые разъемы, но по факту они там разные: классический USB Type-C и Thunderbolt 3 соответственно. Последний более прогрессивен, обладает обратной совместимостью, но не во всем. Есть с первым поколением чипсета USB-C от Texas Instruments (TPS65982). И это лишь верхушка айсберга.
Существует несколько стандартов для кабелей USB Type-C с поддержкой разной скорости передачи данных (от 480 Мбит/с до 10 Гбит/с), разного вольтажа по питанию или отсутствием силовых линий вовсе, с функцией передачи видео (через встроенный DisplayPort или альтернативный Alternate Mode) и без таковой. Все схемы и стандартны четко прописаны, да только подпольным китайским фабрикам плевать на них, ведь в приоритете цена. Как результат - дешевым кабелем можно .
Что мы имеем в итоге? Разъем один, он поддерживает много стандартов, умеет практически все, но есть и обратная сторона медали в виде большой путаницы среди кабелей и периферии. Провода одинаковые, а возможности разные. Разъем один и тот же, но не факт, что он умеет все заявленное в спецификациях стандарта. К слову, в новых MacBook Pro порты Thunderbolt 3 умеют действительно все, да только проблем с совместимостью это пока не решает.
Таковы реалии переходного периода, в которых мы оказались стараниями Apple. С другой стороны, не будь тяжелого кирзового сапога с логотипом надкусанного яблочка, время от времени пинающего рынок по филейным местам, кто знает, сколько бы еще наблюдалось засилье оптических приводов в ноутбуках и как быстро распространился бы Wi-Fi.
Давайте лучше взглянем на работу в USB Type-C в реальном мире и на реальном устройстве - действительно ли так страшен черт, как его малюют.
Два года жизни с USB Type-C
Каждая история строго индивидуальна, в том числе и моя. С другой стороны, всегда есть какие-то общие моменты эксплуатации устройств. Попробую акцентировать внимание именно на них, чтобы можно было примерить описываемый опыт к своей личной ситуации.
Первое, что вызвало опасение, а хватит ли заряда ноутбука, чтобы восстановить на нем резервную копию Time Machine с внешнего винчестера? Когда приобретал аппарат, в моем регионе был доступен лишь простой фирменный переходник, как на фото выше, то есть либо питание можно подключить, либо внешний накопитель. Опасался зря. 250 ГБ «личного рабочего пространства» быстро обосновались на новой машине, израсходовав в процессе всего 30% заряда батареи. Большой плюс был в том, что внешний винчестер поддерживает USB 3.0, как и переходник, так что данные копировались на весьма высоких скоростях (более 40-50 МБ/с).
Рекомендую не экономить на переходниках USB Type-C и брать брендовые, проверенные модели, чтобы не нарваться на низкоскоростной вариант (480 Мбит/с). А если речь касается питания ноутбука, то выбор только среди ТОП-брендов или фирменных переходников Apple. Это не тот момент, когда можно сэкономить и когда нужно экономить, так как на кону не только функциональность порта ввода/вывода, но и здоровье гаджета.
Обосновавшись на лэптопе и поработав пару-тройку недель как-то не заметил особой потребности в старых портах USB, даже когда требовалось перекинуть фотографии с карточки памяти (что делаю довольно часто по долгу службы) или же подключить какую технику. Даже перепрошивал свой любимый фотоаппарат (Sony A7r) через USB Type-C и фирменный переходник - процесс прошел без сучка и задоринки. Разница была лишь в необходимости подключать этот самый переходник, что есть секунда делов.
То есть проблем, связанных с тем, что дырка порта в ноутбуке механически напрямую не совместима с 99% устройств на рынке, не возникло. Необходимость использовать переходник никак не напрягала и не напрягает до сих пор.
Первые шероховатости начались, когда потребовалось частенько ездить в командировки. Чтобы было чем заняться в дороге помимо написания статей, обычно записываю фильмы и сериалы в планшет или смартфон. Сложность оказалась в том, что порт только один и переходник у меня одинарный тоже. Фирменный более дорогой не стал докупать, задавила жаба. Таким образом для записи видео с внешнего винчестера в на iPad и iPhone, приходилось вначале копировать контент на собственный накопитель ноутбука и затем перебрасывать его в мобильный гаджет Apple. Лишнее действие и лишнее время. Не критичный, но все-таки напряг.
Вначале решил проблему дешевым китайским USB Type-C хабом, о чем . С питанием он никак не связан, так что ноутбук бы я не спалил при всем желании. Единственная засада - низкая скорость передачи данных, ограниченная USB 2.0 (до 30 МБ/с), но зато переходник тянул сразу три подключенных устройства. Правда, встроенный в него кардридер сдох на следующий день эксплуатации. Тем не менее, 20 ГБ видео легко залетели с внешнего накопителя в через это чудо китайской инженерной мысли и потом еще несколько раз записывал подобные порции контента.
Спустя какое-то время я решил проблему кардинально, заказав качественный и очень компактный USB-хаб Satechi Type-C Pass Through USB Hub
. К слову, аналогов много - все они стоят примерно одинаково. Более того, существуют похожие хабы, но еще и с выходом HDMI. В общем, эта миниатюрная штучка решила проблему питания ноутбука при подключенных паре USB-аксессуаров, плюс она содержит кардридеры SD и MicroSD. В отличие от китайского хаба, слоты для карт памяти работают до сих пор. Прикол лишь один - алюминиевый переходник ощутимо греется, но сложностей с этим не возникало. Работал, воткнутый по 5-6 часов в ноутбук - все ок.
Также из Type-C аксессуаров приобрел флешку с двумя портами сразу - удобно переносить какой-то контент с MacBook на устройство со старыми портами USB.
Как видите, присутствуют шероховатости, но даже при наличии всего одного порта USB Type-C каких-то критических ситуаций не возникало. Зато есть и свои плюсы. Например, тот факт, что я могу . Кроме того, комплектный блок питания , но и iPhone, iPad и любое другое USB-устройство. Нужен только самый простой переходник Apple.
Обзавелся и внешней батареей с USB Type-C, способной заряжать MacBook 12, даже когда тот активно работает, что увеличило автономность устройства еще часа на 3-4.
Больше USB Type-C, еще больше для прыжка в светлое будущее
Когда были анонсированы новые модели MacBook Pro и народ начал активно ругать Apple за отказ от кучи разных дырок в пользу USB Type-C, у меня весь этот хайп вызвал лишь улыбку. Реальных сложностей в переходе на новый стандарт нет, есть только лишние расходы на переходники, но на фоне цены самих лэптопов - это мелочь.
Жалобы, мол, профи придется таскать с собой переходники, безосновательны. Реальные профи понимают, что через год-два, когда понадобится менять свой монструозный ноутбук, проблемы уже не будет - периферия подтянется под новый стандарт. Те профи, которые решили перейти на новый аппарат сейчас, тоже не парятся. Потому что ребята (и девчата) и так таскают с собой кучу переходников на все случаи в жизни. На то они и профи. Добавить еще пару тройку - не проблема. Зато любой разъем можно реализовать с любой стороны ноутбука, если речь о старших моделях MacBook Pro.
Редко бывает, что одна лишняя буква в названии стандарта грозит совершить революцию в мире интерфейсов передачи данных и гаджетов, но появление последней разновидности USB 3.1 Type-C похоже как раз тот случай. Что же нам обещает принести очередное обновление старого доброго USB интерфейса?
- Скорость передачи данных до 10 GBps
- Возможность запитывания от порта устройств с потребляемой мощностью вплоть до 100Вт
- Размеры коннектора сравнимые с micro-USB
- Симметричность разъёма - у него не существует верха и низа, а значит нет ключа, который часто приводит к повреждениям как самих разъёмов, так и подключаемых через них гаджетов
- С помощью данного интерфейса можно запитывать устройства с напряжением вплоть до 20 вольт
- Больше не существует разных типов коннекторов - А и В. На обоих концах кабеля стоят совершенно одинаковые разъёмы. Как данные так и питающее напряжение могут передаваться через один и тот же разъём в обоих направлениях. В зависимости от ситуации каждый разъём может выступать в роли ведущего или ведомого
- Нам обещают, что конструкция разъёма способна выдерживать до 10 000 подключений
- Возможно использование этого интерфейса для непосредственного подключения вместо некоторых других широко распространённых интерфейсов для быстрого обмена данными.
- Стандарт совместим сверху вниз как c обычным USB 3 интерфейсом, так и с его младшими братьями. Конечно не на прямую, но с помощью переходника через него возможно подключение скажем USB 2.0 диска
Не буду касаться истории развития USB интерфейса, эта тема не плохо развита в данном комиксе в смысле истории в картинках
Электроника - наука о контактах
Для начала сравнительные фото сегодняшнего героя в компании заслуженных предков.
Коннектор USB Type-C немного крупнее привычного USB 2.0 Micro-B, однако заметно компактнее сдвоенного USB 3.0 Micro-B, не говоря уже о классическом USB Type-A.
Габариты разъема (8,34×2,56 мм) позволяют без особых сложностей использовать его для устройств любого класса, включая смартфоны и планшеты.
Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой вставке пожалуй это самое слабое его место в центральной части разъёма. Контактная группа USB Type-C содержит 24 вывода. Напомню, что у USB 1.0/2.0 имелось всего 4 контакта, а разъемам USB 3.0 потребовалось уже 9 выводов.
Если внимательно присмотреться к рисунку слева, то видно, что контакты имеют разную длину. Это обеспечивает их замыкание в определённой последовательности. На рисунке в центре мы видим наличие защёлок, которые должны удерживать воткнутый кабель и обеспечивать тактильный щелчок в процессе соединения-рассоединения. На правом графике изображена зависимость усилия в процессе вставки-вынимания разъёма.
Пики, которые мы видим на нём - это моменты срабатывания защёлки.
Можно констатировать, что разработчики стандарта сделали если не всё, то почти всё, чтобы разъём стал максимально удобным и надёжным: он вставляется любым концом и любой стороной с ощутимым щелчком. По их мнению, он способен пережить эту процедуру более 10 тысяч раз.
Многоликий симметричный янус
Крайне приятной и полезной особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъёма, позволяющий подключать его к порту любой стороной. Достигается это благодаря симметричному расположению его выводов.
По краям расположены выводы земли. Плюсовые контакты питания также расположены симметрично. В центре находятся контакты, отвечающие за совместимость с интерфейсом USB2 и младше. Им повезло больше всего - они дублируются и поэтому поворот на 180 градусов при соединении не страшен. Синим цветом помечены выводы, отвечающие за высокоскоростной обмен данными. Как мы видим тут всё хитрее. Если мы повернём разъём, то к примеру, выход TX1 поменяется местами с TX2, но одновременно и место входа RX1 займёт RX2.
Выводы Secondary Bus и USB Power Delivery Communication служебные и предназначены для общения между собой двух соединяемых устройств. Ведь им необходимо очень о многом друг другу рассказать, прежде чем начать обмен, но об этом позже.
А пока ещё об одной особенности. Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсального решения. Помимо непосредственной передачи данных по USB, он может также использоваться в альтернативном режиме (Alternate Mode) для реализации сторонних интерфейсов. Такую гибкость USB Type-C использовала ассоциация VESA, внедрив возможность передачи видеопотока посредством DisplayPort Alt Mode.
USB Type-C располагает четырьмя высокоскоростными линиями (парами) Super Speed USB. Если две из них выделяются на нужды DisplayPort, этого достаточно для получения картинки с разрешением 3840×2160. При этом не страдает скорость передачи данных по USB. На пике это все те же 10 Гб/с (для USB 3.1 Gen2). Также передача видеопотока никак не влияет на энергетические способности порта. На нужды DisplayPort может быть выделено даже 4 скоростные линии. В этом случае будут доступны разрешения вплоть до 5120×2880. В таком режиме остаются не задействованы линии USB 2.0, потому USB Type-C все еще сможет параллельно передавать данные, хотя уже с ограниченной скоростью.
В альтернативном режиме для передачи аудиопотока используются контакты SBU1/SBU2, которые преобразуются в каналы AUX+/AUX-. Для протокола USB они не задействуются, потому здесь тоже никаких дополнительных функциональных потерь.
При использовании интерфейса DisplayPort, коннектор USB Type-C по-прежнему можно подключать любой стороной. Необходимое сигнальное согласование предусмотрено изначально.
Подключение устройств с помощью HDMI, DVI и даже D-Sub (VGA) также возможно, но для этого понадобятся отдельные переходники, однако это должны быть активные адаптеры, так как для DisplayPort Alt Mode, не поддерживается режим Dual-Mode Display Port (DP++).
Альтернативный режим USB Type-C может быть использован отнюдь не только для протокола DisplayPort. Возможно, вскоре мы узнаем о том, что данный порт научился, например, передавать данные с помощью PCI Express или Ethernet.
И этому дала, и тому дала. В общем… о питании.
Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи по нему энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для питания/зарядки мобильных устройств, но и для работы ноутбуков, мониторов, а если пофантазировать, то и небольшого лабораторного источника питания.
При появлении шины USB, передача энергии была важной, но всё же второстепенной её функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мыши и клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получать от неё уже 2,5 Ватта для питания, например, внешних жестких дисков формата 2,5”. Для USB 3.0 номинально предусмотрена сила тока в 0,9 А, что при неизменном напряжении питания в 5В гарантирует мощность в 4,5 Вт. Специальные усиленные разъемы на материнских платах или ноутбуках способны были выдавать до 1,5 А для ускорения зарядки подключенных мобильных устройств, но и это “всего лишь” 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим.
Для того чтобы наполнить такой энергией порт USB Type-C служит поддержка спецификации USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Если таковой нет, порт USB Type-C штатно сможет выдать на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) или 15 Вт (3А, 5 В) в зависимости от конфигурации. Для подробного описания этой спецификации в данной статье недостаточно места, да и всё равно я не сделаю это лучше, чем уважаемый в своей замечательной статье .
Однако, совсем обойти эту архиважную тему не получится.
Для того, чтобы обеспечить мощность в 100 ватт при напряжении пять вольт потребуется ток в 20 ампер! Такое при габаритах кабеля USB Type-C возможно пожалуй только если изготовить его из сверхпроводника! Боюсь, что сегодня это будет обходиться пользователям дороговато, поэтому разработчики стандарта пошли по другому пути. Они увеличили напряжение питания до 20 Вольт. “Позвольте, но ведь оно выжжет напрочь мой любимый планшет” - воскликните вы, и будете совершенно правы. Для того, чтобы не пасть жертвой разъярённых пользователей, инженеры задумали хитрый трюк - они ввели систему силовых профилей. Перед соединением любое устройство находится в стандартном режиме. Напряжение в нём ограничено пятью вольтами, а ток двумя амперами. Для соединения с устройствами старого типа этим режимом всё и закончится, а вот для более продвинутых случаев, после обмена данными, устройства переходят в другой согласованный режим работы с расширенными возможностями. Чтобы познакомиться с основными существующими режимами глянем на таблицу.
Профиль 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, второй уже – 18 Вт, третий – 36 Вт, четвёртый целых – 60 Вт, ну а пятый нашу заветную сотню! Порт, соответствующий профилю более высокого уровня, поддерживает все состояния предыдущих по нисходящей. В качестве опорных напряжений выбраны 5В, 12В и 20В. Использование 5В необходимо для совместимости с огромным парком имеющейся USB-периферии. 12В – стандартное напряжение питания различных компонентов систем. 20В предложено с учетом того, что для зарядки аккумуляторов большинства ноутбуков используются внешние БП на 19–20В.
Пара слов о кабелях!
Поддержка описываемого в статье формата в полном объёме потребует огромной работы не только программистов, но и производителей электроники. Потребуется разработать и развернуть производство очень большого количества компонентов. Самое очевидное это разъёмы. Для того, чтобы выдерживать высокие токи питающего напряжения, не оказывать помех передаче сигналов очень высокой частоты, да ещё при этом не выходить из строя после второго коннекта и не вываливаться в самый неподходящий момент, качество их изготовления должно быть радикально выше по сравнению с форматом USB 2.Для совмещения передачи энергии большой мощности и сигналом с гигабитным трафиком, производителям кабелей придётся серьёзно напрячься.
Полюбуйтесь, как выглядит подходящий для нашей задачи кабель в разрезе.
Кстати, об ограничениях на длину кабелей при использовании интерфейса USB 3.1. Для передачи данных без существенных потерь на скоростях до 10 Гб/c (Gen 2) длина кабеля c разъемами USB Type-C не должна превышать 1 метр, для соединения на скорости до 5 Гб/c (Gen 1) – 2 метра.
Схемотехники производителей материнских плат, докстанций и ноутбуков долго будут ломать голову, как сгенерировать мощность порядка сотни ватт, а трассировщики, как подвести её к разъёму USB Type-C.
Производители чипов на низком старте.
Симметричное подсоединение и работа сигнальных линий в разных режимах потребует применения микросхем высокоскоростных коммутаторов сигналов. Сегодня уже появились первые ласточки. Вот, например, коммутатор от фирмы Texas Instruments, который поддерживает работу в устройствах как в режиме хоста так и ведомого устройства. Он способен коммутировать линии дифференциальных пар с частотой сигнала вплоть до 5ГГц.
При этом размеры чипа HDC3SS460 3.5 на 5.5 мм и в режиме покоя он потребляет ток порядка 1 микроампера. В активном же режиме - меньше миллиампера. Существуют и более продвинутые решения, например чипы производства NXP поддерживают частоту обмена до 10 ГГц.
Стали появляться и менеджеры питания, совмещённые с цепями защиты сигнальных линий от статики, например вот такое изделие от NXP
Оно предназначено для корректной обработки момента подключения разъёма, а так же размыкания цепи питания в случае неполадок. Данный чип уже поддерживает напряжение на VBUS до 30 вольт, а вот с максимальным коммутируемым током всё много хуже - он не должен превышать 1 ампера, что и понятно, учитывая габариты - 1.4 на 1.7 мм!
Безусловным лидером в этой области выступила Cypress, которая выпустила специализированный микроконтроллер с ядром ARM Cortex M0 поддерживающий все пять возможных для стандарта профилей питания.
Типичная схема включения для использования в ноутбуке даёт о нём некоторое представление, а подробнее с ним можно будет ознакомиться скачав даташит.
В отличие от чипа NXP он ориентирован на управление внешними силовыми ключами и поэтому может обеспечить коммутацию требуемых токов и напряжений, не смотря на свои малые размеры.
Внимание, Важная особенность для тех кто уже торопится заказать первые образцы - микроконтроллер не имеет USB интерфейса и не является полным и законченным решением. Он может служить только в качестве менеджера питания. В данный момент открыт предзаказ на поставку образцов и демонстрационных плат. Судьба этого микроконтроллера видимо будет во многом зависеть от того, снабдит ли фирма - производитель разработчиков референсными библиотеками для его использования в разных режимах.
Тот факт, что уже для него уже создано несколько демокитов сильно повышает вероятность последнего.
Лифт в небеса или Вавилонская башня.
Итак сегодня полностью сложилась революционная ситуация. Верхи не могут, а низы не хотят жить по старому. Всем надоела неразбериха с огромным количеством кабелей, зарядных устройств, блоков питания и их низкая надёжность.
Новый стандарт породил невиданную активность. Флагманы электронной индустрии - Apple, Nokia, Asus готовят к выпуску свои первые гаджеты с поддержкой USB Type-C. Китайцы уже штампуют кабели и переходники. На подходе докстанции и хабы с поддержкой высокой нагрузки по мощности. Производители чипов разрабатывают новые микросхемы и думают как бы запихнуть драйвер нового порта в микроконтроллер. Маркетологи решают куда воткнуть новый разъём, а инженеры чешут репу пытаясь реализовать многопрофильные устройства из уже имеющихся электронных компонентов.
Пока не ясно только одно. Что мы получим в результате? Удобный и надёжный разъём, который заменит львиную долю интерфейсов и найдёт повседневное применение, или вавилонское столпотворение, ведь ситуация может начать развиваться по не самому благоприятному сценарию:
Пользователи могут окончательно запутаться в многочисленных спецификациях и кабелях, которые будут выглядеть с виду совершенно одинаково, но при этом будут сертифицированы только под определённые профили. Попробуй разберись с ходу со всеми этими маркировками.
Но даже если получится, то это вряд ли решит проблему - китайцы без зазрения совести легко поставят на любой шнур любой значок. А если надо, то до кучи на каждую сторону одного кабеля разные, их не смутит даже если они будут взаимоисключающими.
Рынок наводнится невероятным количеством переходников разного калибра и сомнительного качества.
Пытаясь подключить одно устройство к другому никогда в результате не будешь знать к какому результату этот процесс приведёт и из-за чего коннект либо вовсе отсутствует, либо всё жутко глючит. То ли один из гаджетов не поддерживает нужный профиль, то ли поддерживает но не слишком корректно, то ли вместо качественного кабеля попалась его грубая китайской подделка. А что прикажете делать, если вдруг на вашем ноутбуке выйдет из строя единственный оставшийся на нём разъём?
До новых встреч.
P.S. Новый стандарт уже приводит к появлению весьма экзотических устройств. Так анонсирован кабель 100 метровой длины, который вроде бы никак не вписывается в стандарты. Вся фишка в том, что он активный. На обоих своих концах кабель имеет преобразователь сигналов USB3 интерфейса в оптический. Сигнал передаётся по оптике и на выходе конвертируется назад. Естественно он не передают энергию, а только данные. При этом каждый из преобразователей на его концах питается от разъёма к которому подключен.
Думаю, что в скором времени для подтверждения подлинности уважающие себя фирмы начнут вставлять в кабели активные метки. Проблема хабов породит невиданную активность у разработчиков и производителей DC-DC преобразователей. Как справедливо заметил уважаемый пользователь
