Последние изменения и улучшения технологии USB расширяют выбор интерфейсов для пользователей. Вначале форум по внедрению USB (USB Implementers Forum) переименовал интерфейс USB 3.0 в USB 3.1 Gen 1. При этом технические характеристики интерфейса остались прежними. Затем форум представил USB 3.1 Gen 2 и новый тип физического разъема, который получил название — USB Type C. Мы решили пролить свет на ситуацию вокруг этих стандартов и разъемов.
Технология USB 3.1
В настоящее время технология USB 3.1 Gen 1 (бывш. USB 3.0) поддерживается как стандарт новейшими операционными системами MacOS, Linux и Windows. Интерфейс обеспечивает максимальную теоретическую пропускную способность 5 Гбит/с и актуальную до 3,4 Гбит/с и до 900 мА тока для устройств. В отличие от USB 2.0 версия 3.1 работает в полнодуплексном режиме, другими словами, возможна одновременная отправка и прием данных.
USB 3.1 Gen 2 предлагает пользователям пропускную способность вдвое больше, чем Gen 1: 10 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 не является стандартом для Intel или AMD, но может поддерживаться сторонними драйверами и контроллерами. И хотя Gen 2 получил небольшие изменения протокола, он поддерживает обратную совместимость с Gen 1.
Сфера применения USB 3.1
Итак, технология USB 3.1 предоставляет пользователю значительно увеличенную производительность по сравнению с USB 2.0. При использовании съёмных накопителей будет обеспечена более быстрая передача данных: больших видеофайлов и изображений. USB 3.1 обеспечит поддержку высоких разрешений и частоты кадров для камер, используемых в системах машинного зрения на производственных линиях. Соответственно, и PTZ камеры, используемые как в системах видеонаблюдения, так и в системах видеоконференцсвязи без использования аппаратного кодека, могут поддерживать разрешение 1080p60 и выше. Несомненно, это улучшает качество и уменьшает стоимость систем для видеоконференций, а также позволяет пользователям подключать свои собственные устройства к Skype и WebEx.
Схема расположения выводов USB 3.1
Как и USB 3.0, USB 3.1 получил дополнительные контакты для поддержки SuperSpeed. Контакты D+ и D- остались прежними, включая (power) и (ground). Для обслуживания шины SuperSpeed были добавлены две дополнительные витые пары, которые и обеспечивают двунаправленную передачу данных SuperSpeed: StdA_SSRX+ and StdA_SSRX- (прием) и SSTX+ and StdA_SSTX (передача).
USB Type C
Новый тип физического разъема привносит значительные качественные изменения, которые выделяют его на фоне USB 3.1 Gen 1 и Gen 2. Type C поддерживает передачу данных со скоростью до 40 Гбит/с (альтернативный режим Thunderbolt 3) и тока с мощностью до 100 Ватт. Многие уже оценили форму разъема: его можно вставлять любой стороной. И коннектор, и соединитель получились довольно компактными и намного более прочными, чем альтернативы, например, micro USB. Кабели получили маркировку электронным чипом для правильного использования и предотвращения ситуаций, когда он не совместим или передаётся слишком большая мощность на устройство, которое ее не поддерживает. Type C обратно совместим с USB 2.0, 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2.
Type C может как потреблять, так и обеспечивать питание. Один и тот же порт может использоваться как для подключения флеш накопителя, так и для зарядки ноутбука. Кроме этого, зарядка от Type C таких устройств, как смартфоны и планшеты, происходит быстрее.
Альтернативные режимы
USB Type C может работать в так называемых альтернативных режимах, которые позволяют передавать через разъем и кабели не только USB данные. При этом задействуются другие физические протоколы, и с каждым из них обеспечивается передача тока с мощностью до 100 Ватт.
- Альтернативный режим DisplayPort – поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 4:4:4 с версией DisplayPort 1.3. Одновременная передача USB 3.1 Gen 2 и USB 2.0.
- Альтернативный режим Mobil High-Definition Link (MHL) — поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 (1 линия) или до 8Kp60 (4 линии) с использованием MHL 1.0, поддержка USB 2.0 и 3.1 в зависимости от конфигурации.
- Альтернативный режим Thunderbolt 3 – поддержка до двух дисплеев с разрешением до 4Kp60, передача PCIe 3.0, DisplayPort, USB 2.0 и 3.1, в зависимости от конфигурации.
- Альтернативный режим HDMI – поддержка спецификации HDMI 1.4b (4Kp30, 4Kp60 4:2:0), без поддержки одновременной передачи USB 3.1 в любой конфигурации.
Тенденции вокруг USB-C
Особенности и преимущества USB Type C, безусловно, отразятся на увеличении присутствия разъема в мобильных устройствах и ноутбуках. Среди устройств с данным типом разъема ожидаются флеш накопители, различные док-станции, мониторы и адаптеры для устаревших интерфейсов. К 2019 году ожидается поставка до двух миллиардов самых разных устройств.
Стремительное развитие компьютерных технологий затрагивает не только основные компоненты систем. Увеличиваются возможности, в том числе различных интерфейсов. Что касается самого распространенного способа подключения периферийных устройств, - USB, - здесь в целом можно констатировать кратное увеличение производительности за последние годы. Пропускная способность универсальной последовательной шины увеличивается, функциональность расширяется. Изменениям подвергаются и разъемы, используемые для подключения разнообразных USB-устройств. Сегодня у многих на слуху USB такое, в чем преимущества и недостатки решения - тема данной статьи.
Разъемы современного компьютера
Окинув взглядом корпус практически любого ноутбука, можно обнаружить целый ряд различных портов, расположенных по бокам. Среди них обязательно присутствует USB, практически всегда HDMI и некоторые другие. Современные модели часто оснащаются новейшим портом USB Type-C. Что это за разъем, многие не знают, а стоило бы ознакомиться с возможностями порта. Предположительно, разъем в будущем заменит многие другие решения и станет действительно универсальным стандартом. Этому способствуют технические характеристики нового способа сопряжения компьютера и периферии. Порт USB Type-C предлагает пользователям повышенную скорость обмена данными, улучшенную функциональность, а также новый уровень удобства использования. Одним словом, будущее стандарта выглядит очень перспективным.
Множество применений одного кабеля
Создатели USB Type-С использовали при разработке стандарта очень простую идею. У пользователя должен быть единственный тип кабеля, а его компьютерная техника оснащается одним типом порта. Посредством использования унифицированного интерфейса доступно подключение всего что угодно. К примеру, используя кабель USB Type-C, можно подключать по своей сути разные устройства, представленные жесткими дисками, мониторами, аудиоинтерфейсами, смартфонами, планшетными ПК. Кроме прочего, появляется возможность использовать рассматриваемый разъем даже для зарядки лэптопа.
USB-A
На сегодняшний день практически все периферийные устройства подключаются к ПК через привычный разъем USB-A. Этот порт прочно вошел в компьютерный мир, имеет знакомую всем прямоугольную форму, и его применение стало практически стандартом для сопряжения с ПК и ноутбуками флеш-накопителей, внешних клавиатур, мышек, жестких дисков, принтеров и многих других устройств. Такая монополия, вероятно, вскоре будет разрушена - кабель USB Type-C уже занимает достойное место среди решений, используемых для подключения множества устройств.
Изменение концепции
Для подключения устройств к уже давно ставшему стандартом порту USB-A применяются различные кабели. Главное различие между ними - разъема, расположенный на противоположной, подключаемой к компьютеру стороне кабеля. Это практически всегда другой тип разъема. К примеру, для смартфонов применяется micro-USB, для других гаджетов часто используют mini-USB. Чтобы подключить принтер, потребуется кабель с разъемом USB-B, а для подключения запоминающих устройств - micro-USB-B. Такое разнообразие вызывает некоторые неудобства и сложности, ведь пользователю, владеющему несколькими девайсами, всегда нужно иметь под рукой целый набор кабелей. Призванный быть единым для всех аппаратов, т. е. универсальный кабель USB Type-C многократно упрощает эту ситуацию.
Новый формат
С развитием стандарта стало возможным установить единую конструкцию разъема для всех устройств, а также одинаковый коннектор на обоих концах кабеля. Как понять, взяв в руки кабель USB Type-C, что это именно он? Решение представляет собой тонкий коннектор, имеющий овальную форму и значительно меньший по габаритам в сравнении с предыдущими форматами кабелей и разъемов этого типа. Помимо этого, USB 3 Type-C получил важнейшую характеристику, представленную симметричностью и обратимостью. В целом очень похоже на решение Lightning от компании Apple - очень удобно, ведь не нужно тратить время на манипуляции с кабелем, чтобы найти верный способ подключения.
Будущее
Вероятно, уже сегодня можно утверждать, что по прошествии определенного времени разъем USB Type-C превратится в единственный универсальный порт для всех периферийных устройств. Таким образом, произойдет замена USB-A, B, micro-USB и mini, так усложняющих жизнь обычных пользователей на сегодняшний день. Все кабели должны стать одинаковыми и обладать возможностью использования для любых девайсов. Конечно же, быстрой унификации не случится, слишком много работоспособных устройств с отличными от USB Type-С разъемами используется сегодня и будет эксплуатироваться еще несколько лет.
При этом не стоит забывать: экспансия новых решений уже началась. К примеру, флешка USB Type-C уже совсем не редкость на прилавках компьютерных магазинов. Кроме того, факт выхода флагманских устройств от самых известных брендов, оснащаемых рассматриваемым портом, говорит о том, что описываемая ситуация, т. е. вытеснение устаревших разъемов с рынка рано или поздно наступит. Для совместимости со старыми решениями пока что придется использовать USB Type-C переходник.
Совместимость
Прочитав вышеизложенное, можно задуматься о том, что делать с уже приобретенными устройствами, оснащенными типами разъемов, отличными от USB Type-С. Нужно сказать, данный вопрос не должен вызывать особого беспокойства. Уже разработаны, выпускаются и продаются самые разнообразные переходники, позволяющие подключить любые девайсы с разъемом USB вне зависимости от его типа. Переходники типа mini-USB - Type-C , micro-USB - Type-C и другие уже широко распространены и отлично выполняют свои функции. Принцип обеспечения применяемый в компьютерной технике уже много лет, никто не собирается нарушать. При наличии в новом ноутбуке или компьютере порта USB Type-C переходник для других разновидностей разъема - это вполне применимое и действенное решение.
Подробнее о преимуществах разъема
Безусловно, простой пересмотр конструкции, которому подверглись разъем и порт, не будет весомой причиной для побуждения пользователя к апгрейду всей имеющейся у него периферии, но ведь исполнение - это далеко не единственное преимущество нового решения. Новым форматом поддерживается самый современный протокол USB 3.1, несущий в себе увеличение скорости обмена данными и большую универсальность в сравнении с предыдущими версиями, которые используются на устройствах, оснащаемых USB-А.
Скорость
С момента представления первой версии разъма прошло уже более двух десятков лет. В то время максимальная скорость, с которой передавались данные, составляла 12 Мб/с. На сегодняшний день можно утверждать, рассматривая USBType-C, что это самый быстрый интерфейс для подключения периферийных устройств из существующих решений. Стандарт USB 3.1 способен обеспечить показатель скорости передачи данных в 10 Гб/с.
Производительность
К дополнительным преимуществам рассматриваемого стандарта, безусловно, следует отнести производительность, представленную способностью обеспечивать передачу мощности до 100 Вт. Этого показателя достаточно для обеспечения энергией практически любого ноутбука, не говоря уже о смартфонах, планшетах и других гаджетах. Кроме энергии, новым форматом поддерживается передача огромного объема данных в единицу времени. К примеру, уже сегодня через USB Type-С успешно передают видеосигнал в разрешении 4К.
Универсальность
Универсальной природой новейшего стандарта открывается широкий ряд практических применений. Массу полезных функций можно обеспечить при помощи единственного кабеля. Например, можно подключить оснащенный USB-C ноутбук к монитору с внешним питанием и заряжать батарею лэптопа, одновременно просматривая видеоконтент. В том случае, когда к дисплею подключены устройства хранения, например, внешний диск, с ноутбука можно получить доступ к хранимой на носителе информации.
Недостатки USB Type-C
Этот разъем является блестящим новым форматом, без сомнения претендующим на звание повсеместно используемого решения в самом ближайшем будущем. При этом начальные стадии распространения и развития, на которых в данный момент все еще находится стандарт, не обеспечивают полного отсутствия опасностей, а также некоторой путаницы при использовании разъема.
Дешевые аксессуары
Главной проблемой, с которой может столкнуться пользователь, решивший приобщиться к современным тенденциям, являются дешевые некачественные аксессуары и кабели. Ввиду большого количества энергии, передаваемой через разъемы USB Type-C, использование кабелей недостаточного качества может привести к повреждению сопрягаемых устройств. Этот фактор должен учитываться пользователями в обязательном порядке. При покупке кабелей и переходников следует выбирать изделия надежных проверенных брендов.
Путаница в стандартах
Еще один неприятный момент, с которым могут столкнуться пользователи USB Type-C сегодня, вызван тем фактором, что рассматриваемый стандарт относится больше к типу используемого разъема, нежели к спецификациям самого интерфейса. Поэтому вполне вероятна ситуация, при которой устройство, подключенное к новому разъему, будет работать не так быстро, как ожидал владелец девайса. В первом поколении используется технология USB 3.0, обеспечивающая показатель максимальной скорости 5 Гб/с. Вторым поколением USB-C поддерживается стандарт 3.1, скорость передачи данных через который достигает уже 10 Гб/с. Проблемы с каждым из портов возникают по причине того, что выглядят они одинаково, но при производстве готовых решений брендами используются различные компоненты даже в линейках похожих моделей. Другими словами, перед покупкой девайса с разъемом USB Type-C необходимо проверять соответствие реальных технических характеристик порта требуемым показателям.
ВведениеФлеш-накопители с интерфейсом USB уже давно не являются чем-то новым. Рынок буквально завален различными вариантами USB-брелоков, но в большинстве своём все они имеют похожие и в целом непримечательные характеристики. Однако иногда интересные модели всё же встречаются. Сейчас, когда интерфейс USB переживает очередное перерождение благодаря внедрению разъёмов Type-C и нового протокола USB 3.1, для производителей флешек выдался удобный момент, чтобы напомнить о себе.
Одной из первых прочувствовала удачное стечение обстоятельств компания Kingston, которая в соответствие с новыми тенденциями выпустила несколько новых моделей флеш-брелоков, предназначенных для появившихся свежих видов портов. В результате, благодаря стараниям разработчиков этой фирмы, на рынке стали доступны чрезвычайно интересные модели USB-накопителей, выбор в пользу которых можно строить не только исходя из их внешнего вида, но и по объективным причинам – опираясь на характеристики. Дело в том, что предложенные Kingston устройства, ссылаясь на новый интерфейс USB 3.1, предлагают высокие скорости передачи данных и превосходят по быстродействию большинство привычных флешек.
Нам удалось получить на тесты два новых флагманских продукта компании Kingston: DataTraveler Micro 3.1 и DataTraveler microDuo 3C. И тот, и другой флеш-брелок представляет собой совместимый с интерфейсом USB 3.1 персональный мобильный накопитель, выпущенный в чрезвычайно компактном размере и выдающий скорости чтения до 100 Мбайт/с (согласно официальным спецификациям). Разница же между этими двумя моделями состоит в том, что один из этой пары USB-брелоков устанавливается в привычные порты Type-A, а второй – совместим сразу с двумя типами портов Type-A и Type-C.
Однако прежде чем перейти к подробному рассказу об изображённых на приведённом фото устройствах, давайте вспомним, чем примечателен новый интерфейс USB 3.1, и как производители флеш-накопителей могут трактовать его спецификации.
USB 3.1: шаг вперёд
Введённый в обиход ещё в 2009 году стандарт USB 3.0 (также известный как SuperSpeed USB), десятикратно повысил скорость передачи данных по сравнению с USB 2.0 (Hi-Speed USB) и получил теоретическую пропускную способность на уровне 5 Гбит/с. Тогда казалось, что такого впечатляющего прироста скорости должно хватить очень надолго. Но увеличение объёмов передаваемых данных и не думало замедляться, поэтому дальнейшее развитие интерфейса на этом не остановилось, и теперь ему на смену пришла новая версия – USB 3.1 (получившая маркетинговое название SuperSpeed+ USB). Она способна обеспечить очередное, теперь уже двукратное, увеличение полосы пропускания – до 10 Гбит/с. С практической точки зрения это означает, что вместо современных USB 3.0 устройств, реальная скорость передачи данных от которых составляет в лучшем случае 400-450 Мбайт/с, теперь смогут получить распространение их последователи с интерфейсом USB 3.1, которые будут способны отдавать и получать данные как минимум вдвое быстрее.Двукратное расширение полосы пропускания – не единственное преимущество нового стандарта USB. В дополнение к этому USB 3.1 использует и более эффективное кодирование данных, позаимствованное из протокола PCI Express 3.0. Если USB 3.0 предполагал кодирование по схеме 8/10-бит (к каждым восьми битам полезных данных добавляется два бита контрольной суммы), то USB 3.1 переходит на более совершенную схему кодирования 128/132-бит с исправлением ошибок. Иными словами, в то время как предыдущая версия протокола расходовала 20 процентов своей полосы пропускания на передачу служебной информации, теперь накладные расходы снижаются до менее чем 4 процентов. Причём, новый алгоритм расчёта контрольных сумм позволяет исправлять однобитовые искажения в 128-битном пакете без необходимости его повторной передачи. В результате, интерфейс USB 3.1 на практике способен обеспечивать полезную пропускную способность, превосходящую скорость USB 3.0 даже более чем вдвое. Путём простого арифметического подсчёта несложно получить, что скорость передачи полезных данных по USB 3.1 может достигать величин сверх 1,2 Гбайт/с. Однако это – лишь теория, и из этого числа необходимо вычесть издержки драйвера, добавки, возникающие при формировании пакетов, неэффективность микропрограммного обеспечения и проч. А значит, в итоге мы вполне можем ожидать практического максимума скорости где-то в районе 1 Гбайт/с, что выразится в уменьшении времени передачи больших объёмов информации по сравнению с USB 3.0 где-то в 2,4-2,5 раза.
Немалым достоинством стандарта USB 3.1 выступает его обратная совместимость. Порты USB 3.1 без каких-либо ограничений способны работать в режимах USB 1.x, 2.0 и 3.0. То есть, как старые устройства можно подключать к новым портам, так и новые устройства без каких-либо ограничений смогут работать в старых системах.
Впрочем, всё-таки существует один нюанс, который может несколько ограничить совместимость USB 3.1 устройств и портов. Дело в том, что новая версия стандарта вводит в употребление ещё один тип разъёма – так называемый USB Type-C. Это значит, что на рынке появляется дополнительный независимый вариант портов, который не имеет механической совместимости ни с какими другими разъёмами.
Но даже несмотря на это, разъёмы USB Type-C имеют сразу несколько преимуществ по сравнению с остальными реализациями. Самое главное: их можно беспрепятственно переворачивать на 180 градусов – они не имеют верха и низа, а их стороны равноправны. Таким образом, вероятность правильно воткнуть разъём в порт увеличивается в два раза – это всегда можно будет сделать с первого раза. Кроме того, новый коннектор имеет сравнительно небольшие габариты – он немного похож размерами на micro-USB Type-B, обычно используемый в смартфонах, а значит, внедрение портов USB Type-C может стать повсеместной тенденцией, и со временем они станут негласным стандартом для портов USB, которыми будут оснащаться любые устройства – как полноразмерные компьютеры, так и разного рода гаджеты.
Одновременно с появлением спецификации USB 3.1 в USB-интерфейсе происходят и другие важные усовершенствования, уже не касающиеся скорости. Например, новая электрическая реализация портов при использовании особых разъёмов и особой схемы подключения USB Power Delivery 2.0 позволяет отдавать через специально предназначенные для этого порты до 100 Вт мощности. Это значит, что такие порты можно будет использовать не только для питания переносных устройств хранения данных и для зарядки смартфонов и планшетов, но и даже для подпитки энергией, например, полноценных ноутбуков или мониторов.
В дополнение к этому, USB-порты и USB-кабели теперь могут быть сконфигурированы для поддержки «альтернативного режима», который позволяет передавать аудио и видео по протоколу DisplayPort. В сумме с USB Power Delivery 2.0 это всё значит, что при условии внедрения всех стандартов, USB сможет подобно Thunderbolt стать единым и универсальным вариантом для подключения совершенно различных устройств.
USB 3.1 Gen 1: шаг назад
Появление нового поколения процессоров Skylake и LGA 1151-платформ, для него предназначенных, стало катализатором активного распространения новых скоростных портов USB 3.1 на материнских платах. Вместе с этим широкое распространение начали получать и разъёмы USB Type-C, которые удобнее благодаря своей компактности и симметричности. Появление новой инфраструктуры, естественно, было с энтузиазмом воспринято производителями периферии, и вот, на прилавках магазинов уже можно увидеть сразу несколько вариантов внешних хранилищ данных с пометкой «совместимо с USB 3.1».Однако внедрение новой версии шины USB породило и некоторую путаницу, связанную с тем, что производители стали трактовать официальные спецификации форума по внедрению USB (USB-IF - USB Implementers’ Forum) несколько неоднозначно, пытаясь выжать из сформулированных инженерами единых требований какие-то маркетинговые уловки. Самой популярной хитростью стало появление в описаниях продуктов двух версий шины USB 3.1: USB 3.1 Gen 1 (первого поколения) и USB 3.1 Gen 2 (второго поколения), которые имеют просто-таки принципиальную разницу. Дело в том, что термин USB 3.1 Gen 1 стал применяться к портам, по сути являющимся USB 3.0, которые на самом деле увеличенную пропускную способность не обеспечивают. То есть, реальность оказалась такова, что далеко не всякое устройство, обещающее совместимость с USB 3.1, может в действительность предложить возросшую до 10 Гбит/сек скорость передачи данных. Следить теперь нужно и за тем, чтобы порты USB 3.1 относились именно ко второму поколению.
И с USB 3.1 Gen 1 мы столкнулись как раз на примере USB-флешек. Форум USB-IF выпустил конечную версию спецификации USB 3.1 в 2013 году, и она определила двукратное увеличение пропускной способности по сравнению с USB 3.0 – c 5 до 10 Гбит/с. Однако все 100 процентов продающихся в настоящее время USB флеш-брелоков, которые обещают поддержку USB 3.1, имеют в виду так называемый протокол USB 3.1 Gen 1, который увеличение скорости не подразумевает. Как же так получилось?
Появившаяся более шести лет тому назад шина USB 3.0 в своё время стала очень большим шагом вперёд. Главным изменением было то, что в ней был определён хост-контроллер USB-3 (xHCI - eXtensible Host Controller Interface) – единый интерфейс, вобравший в себя все варианты шины USB, которых к тому моменту расплодилось уже немало. Причём, преимущества xHCI заключались не только в обратной совместимости c USB 1.0, 1.1 и 2.0, но и в расширяемости на будущие варианты шины. Благодаря этой универсальности новый протокол USB 3.1, увеличивающий скорость передачи данных по шине, фактически, удалось реализовать в рамках xHCI и спецификации USB 3.0. И именно такая двойственность и стала поводом для возникшей путаницы. Новый 10-гигабитный интерфейс USB 3.1, о котором мы все привыкли думать, как о настоящем USB 3.1, хитрые рекламщики стали называть USB 3.1 Gen 2. И это дало им возможность говорить о 5-гигабитных USB 3.0-устройствах и портах, как о USB 3.1 Gen 1 (первого поколения).
К сожалению, такую политику наименования поддержал впоследствии и форум USB-IF, фактически легализовав для контроллеров USB 3.0 вводящее в заблуждение наименование USB 3.1 Gen 1. Дело зашло настолько далеко, что в намеренном запутывании пользователей стали принимать участие даже лидеры индустрии. Например, рекламирующийся как получивший порт USB 3.1 Type-C новый Apple Retina MacBook, на самом деле оборудован портом USB 3.0 (USB 3.1 Gen 1) в новом формате. Такой же практики стали придерживаться и производители USB-флешек. Та же компания Kingston, ставшая первым поставщиком флешек с поддержкой USB 3.1, как и Apple, имеет в виду исключительно USB 3.1 Gen 1. То есть, её новое поколение USB-накопителей с явным указанием в своём названии на USB 3.1, о котором мы поговорим далее несколько подробнее, по сути является простым переименованием USB 3.0-продуктов.
Позиция же форума USB-IF здесь такова, что USB 3.0 и USB 3.1 не имеют принципиальных технических различий на уровне протокола. Именно поэтому более новая версия интерфейса не получила, например, номер 4.0. А коли, по мнению инженеров, изменений почти нет, они не особенно возражают против установления маркетологами знака равенства между USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1. Хотя, конечно, точка зрения эта несколько странная. Если руководствоваться той же логикой, то можно, например, заодно переименовать и Windows 8 в Windows 10 Gen 1, а DDR3-память в DDR4 Gen 1.
В результате, страдать будут конечные покупатели, ведь теперь если в продаже вы видите нечто с заявленной поддержкой USB 3.1, то далеко не факт, что речь идёт о новых портах с пропускной способностью 10 Гбит/с. И если производители материнских плат стараются придерживаться логичной терминологии, говоря о портах USB 3.1, имея в виду именно USB 3.1 Gen 2, то с периферийными устройствами такой однозначности нет. Действительно, использование термина USB 3.1 Gen 1 даёт производителям уникальную возможность улучшить формальные характеристики своих продуктов, вообще не прикладывая никаких усилий. И было бы странным, если бы этой хитростью никто бы не воспользовался. Поэтому, приобретая USB 3.1-устройства, обязательно обращайте внимание на то, о какой версии протокола идёт речь, и какие конкретно скоростные режимы передачи данных заявлены в спецификации.
Да и вообще, с USB 3.1 стоит держать ухо востро не только из-за «проблемы USB 3.1 Gen 1». Дело в том, что эта спецификация стала внедряться одновременно с новыми разъёмами Type-C, стандартом USB Power Delivery 2.0, реализующим возможность питания устройств через порты USB, и альтернативным режимом USB, позволяющим подключение нетипичных устройств. Но «совместимость с USB 3.1» при этом не означает соответствие всем остальным стандартам. Так, например, использование порта Type-C не значит его автоматическую работу в режиме USB 3.1 и поддержку USB Power Delivery 2.0. Все эти стандарты полностью независимы, и могут встречаться в разных комбинациях.
Что же касается USB 3.1 Gen 2, то к настоящему времени внешних устройств, работающих через этот интерфейс с увеличенной пропускной способностью, не так уж и много. Беглый анализ говорит, например, о том, что USB-флешек с новым интерфейсом пока нет вообще, а число моделей внешних контейнеров для накопителей, поддерживающих USB 3.1 Gen 2, ограничивается лишь несколькими моделям. Однако ситуация, наверняка, будет меняться. Сейчас настоящие USB 3.1 порты стали обязательным атрибутом материнских плат верхнего ценового диапазона, но через год-полтора поддержка USB 3.1 будет внедрена в наборы системной логики, и уж тогда не использовать новый интерфейс в тех применениях, где скорость передачи данных имеет какое-то значение, станет моветоном.
Новые флешки Kingston: DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C
При появлении нового типа портов USB 3.1 компания Kingston не упустила возможности обновить модельный ряд своих USB-накопителей и добавила к нему несколько моделей флешек с их формальной поддержкой.
Однако, как уже было сказано выше, поддержка именно формальная. Kingston имеет в виду исключительно USB 3.1 Gen 1, то есть порты с пропускной способностью 5 Гбит/с. Конечно, учитывая совместимость всех версий USB между собой, новые накопители можно устанавливать в любые USB-порты, но скоростей порядка 1 Гбайт в секунду они, естественно, не выдают. Иными словами, несмотря на то, что для Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C говорится о USB 3.1, главными их преимуществами, пожалуй, стоит считать лишь внешнее исполнение.
Так, Kingston DataTraveler Micro 3.1 – миниатюрный накопитель в прочном стальном корпусе с очень компактными размерами – 25 x 12 x 4,5 мм. Это означает, что в сечении он аналогичен по размерам стандартному USB-разъёму, а по длине будет торчать из порта на 10-12 мм. Таким образом, DataTraveler Micro 3.1 можно, например, оставлять воткнутым в порт ноутбука при его транспортировке, не беспокоясь о поломке накопителя или самого USB-порта. И кстати, при этом можно не переживать о потере защитного колпачка – у DataTraveler Micro 3.1 его попросту нет изначально. Тем не менее, это не значит, что этот накопитель предполагается использовать в роли постоянной заглушки для USB-порта. Корпус DataTraveler Micro 3.1 имеет массивное и крепкое ухо, позволяющее повесить его, например, на кольцо с ключами, то есть, эта флешка может стать USB-брелоком в прямом смысле этого слова.
Впрочем, стоит отметить, что DataTraveler Micro 3.1 – далеко не самая компактная USB-флешка из доступных на рынке. Однако вариант Kingston привлекателен тем, что вместе с небольшим размером он имеет очень прочное исполнение в стальном вандалоустойчивом корпусе, а также способен предложить очень хорошие скорости чтения, превосходящие рубеж в 100 Мбайт/с.
Вторая флешка, Kingston DataTraveler microDuo 3C, с внешней стороны существенно сложнее. Её основное достоинство – совместимость с портами USB как привычного Type-A, так и новомодного Type-C. Поэтому она имеет двухстороннюю конструкцию – на разные концы устройства выведены разные порты. Габариты у такого решения получились тоже не слишком большие – 30 x 16,6 x 8,4 мм, однако флешка вышла уже не такой прочной, как DataTraveler Micro 3.1. Хотя корпус сохранил стальное исполнение, его слабое место – разъём USB Type-C, который может отломиться, хотя, конечно, для этого нужно приложить к нему немалую силу. Однако во избежание неприятностей Kingston решила прикрыть его колпачком и добавила в конструкцию флешки дополнительный кожух из полупрозрачного пластика. Однако потерять его будет непросто, потому что он прикреплён к самой флешке и просто отодвигается при необходимости.
Заметьте – колпачок закрывает лишь порт Type-C, а находящийся на другом конце порт Type-A всегда остаётся открытым, как и в модели DataTraveler Micro 3.1.
Стоит отметить, что совместимость DataTraveler microDuo 3C с портами разных типов – очень важное преимущество этого накопителя. Благодаря этому такую флешку можно одновременно использовать как со стационарными компьютерами и ноутбуками, так и с современными портативными устройствами – планшетами, смартфонами и т.п. Сейчас, правда, список устройств, оснащённых портами USB Type-C, выглядит не слишком внушительно, но нет никаких сомнений в том, что он будет быстро увеличиваться, тем более что в него уже входят такие многообещающие новинки как Google Nexus 5X и Nexus 6P или Microsoft Lumia 950 и 950 XL.
С точки зрения сухих спецификаций Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C одинаковы. И в том, и в другом случае модельный ряд состоит из трёх моделей с ёмкостями 16, 32 и 64 Гбайт. У всех у них скорость чтения обещается на уровне 100 Мбайт/с, а скорость записи зависит у объёма. У 16 Гбайт версии она – 10 Мбайт/с, у двух старших – 15 Мбайт/с. Понятно, что с такими скоростными показателями эти флешки не выбирают даже пропускной способности USB 3.0, поэтому говорить о необходимости их перевода на USB 3.1 просто смешно. Тем не менее, производитель прямо заявляет о поддержке USB 3.1, но в варианте Gen 1, суть USB 3.0.
Сходство в скоростных параметрах Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C обусловлено тем, что основаны они на одной и той же аппаратной платформе. В обоих случаях применяется контроллер Phison PS2251-07 (PS2307), с одной стороны поддерживающий интерфейс USB 3.0, а с другой – один канал флеш-памяти, что в первую очередь и определяет скоростные показатели. К контроллеру подключается устройство TLC NAND производства компании Toshiba. Kingston считает, что надёжности TLC вполне достаточно для обычной флешки и даёт на DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C пятилетнюю гарантию.
Надо заметить, что контроллер PS2307 – далеко не самый быстрый вариант для USB-брелоков. Даже в ассортименте той же Phison есть USB-контроллеры с двумя или даже восемью каналами флеш-памяти, флагманские флешки с которыми способны выдавать в разы лучшую скорость. Однако в Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C использовать такие чипы невозможно в силу миниатюрности этих решений. Увеличение числа каналов требует более сложной разводки и добавления дополнительных микросхем флеш-памяти, а рассматриваемые USB-накопители лишь немного превосходят по размеру сам USB-разъём.
Как мы тестировали
В тестировании приняли участие USB-накопители Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C объёмом по 32 Гбайт. Для измерения их скоростных характеристик нами была собрана тестовая система, основанная на современном процессоре Skylake и системной плате на базе набора логики Intel Z170, которая обладала портами USB 3.1 Type-A и Type-C, реализованными через распространённый контроллер ASMedia ASM1142, и стандартными чипсетными портами USB 3.0.
Таким образом, список комплектующих, задействованных в тестировании, получился следующим:
Процессор: Intel Core i5-6600K (Skylake, 4 ядра, 3,5-3,9 ГГц, 6 Мбайт L3);
Процессорный кулер: Noctua NH-D15.
Материнская плата: ASUS Z170 Pro Gaming (LGA 1151, Intel Z170)
Память: 4x4 Гбайт DDR4-2666 SDRAM, 15-17-17-35 (G.Skill F4-2666C15Q-16GRR).
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (6 Гбайт/384-бит GDDR5, 1000-1076/7010 МГц).
Дисковая подсистема: Crucial M550 512 GB (CT512M550SSD1).
Блок питания: Seasonic Platinum SS-760XP2 (80 Plus Platinum, 760 Вт).
Тестирование выполнялось в операционной системе Microsoft Windows 10 Enterprise Build 10240 с использованием следующего комплекта драйверов:
Intel Chipset Driver 10.1.1.8;
Intel Management Engine Interface Driver 11.0.0.1157;
NVIDIA GeForce 355.98 Driver.
Производительность
Результаты в CrystalDiskMarkДля тестирования производительности USB-накопителей Kingston DataTraveler Micro 3.1 32 Гбайт и microDuo 3C 32 Гбайт в первую очередь мы воспользовались популярным бенчмарком CrystalDiskMark 5.0.2, который позволяет получить общее представление о быстродействии, достигаемом при различных типах операций.
Сначала быстродействие флешек было проверено при их установке в обычные порты USB 3.0.
Kingston DataTraveler Micro 3.1
Kingston DataTraveler microDuo 3C
Как видно по скриншотам, Kingston DataTraveler Micro 3.1 32 Гбайт и microDuo 3C 32 Гбайт выдают очень близкую производительность, особенно при операциях чтения. Причём, до пропускной способности USB 3.0 эта скорость явно не дотягивает, что вызывает некие сомнения в том, что использование для этих флешек подключения через USB 3.1 может дать какие-то преимущества. Впрочем, проверим: следующие два скриншота сняты при их включении в систему через порты стандарта USB 3.1.
Kingston DataTraveler Micro 3.1
Kingston DataTraveler microDuo 3C
Скорость отличается не сильно. Иными словами, заявленная для этих флешек поддержка USB 3.1 Gen 1 ровным счётом ничего не значит. Работают в таких USB 3.1-портах любые накопители благодаря обратной совместимости стандартов, а скоростные характеристики Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C таковы, что они не выбирают и полосу пропускания, предоставляемую старым стандартом USB 3.0.
Что же касается абсолютного значения тех скоростей, что можно получить от рассматриваемых USB-брелоков, то они далеко не рекордны, но, в принципе, вполне конкурентны. На однопоточных последовательных операциях максимальная производительность обоих рассматриваемых накопителей достигает 118 Мбайт/с при чтении и 30 Мбайт/с – при записи. Если же использовать USB 3.0-подключение, то скорость записи чуть снижается, но это связано не с интерфейсом, а с особенностями работы контроллеров тестовой материнской платы.
Результаты в ATTO Disk Benchmark
Поскольку принципиальной разницы в том, какие USB-порты использовать для подключения исследуемых накопителей, нет, тест был выполнен единожды – при подключении к портам USB 3.1.
Kingston DataTraveler Micro 3.1
Kingston DataTraveler microDuo 3C
На самом деле, ничего принципиально нового ATTO Disk Benchmark сказать нам не может. Максимальные скорости чтения и здесь составляют порядка 110-120 Мбайт/с для обоих флешек. Правда, скорости записи переваливают через величину 70-80 Мбайт/с. Однако стоит иметь в виду, что этот результат получен при глубине очереди запросов в 4 команды, и именно этим объясняется столь высокие показатели.
Кстати, разница в результатах, полученных при испытаниях Kingston DataTraveler Micro 3.1 32 Гбайт и microDuo 3C 32 Гбайт связана не с какими-то их архитектурными особенностями: эти флешки абсолютно идентичны по внутреннему устройству. К сожалению, ATTO Disk Benchmark имеет достаточно серьёзную погрешность измерения, и именно она вносит заметные коррективы в представленные на скриншотах результаты.
Тесты копирования файлов
Учитывая, что флеш-накопители с интерфейсом USB в первую очередь используются для переноски файлов, мы решили разобраться со скоростью копирования файлов подробнее. Для этого были проведены отдельные тесты копирования с использованием стандартной Windows-утилиты Robocopy. В процессе испытаний использовалось три типа каталогов: ISO – каталог, содержащий файлы объёмом по несколько Гбайт – образы DVD-дисков, Work – типичный рабочий каталог с разнородными файлами, включающий офисные документы, фотографии и иллюстрации, pdf-файлы и мультимедийный контент и Program – набор, представляющий собой «портативную версию» программного пакета. Тестирование проводилось с подключением к порту USB 3.1, но, как мы видели в предыдущих тестах, его результаты справедливы и для USB 3.0 подключения.
В целом, можно повторить всё то же самое, что уже было сказано выше. По своей производительности Kingston DataTraveler Micro 3.1 32 Гбайт и microDuo 3C 32 Гбайт практически не отличаются друг от друга. При копировании с них данных максимальная скорость немного превышает заявленные в спецификациях 100 Мбайт/с. Причём, лучше раскрываются эти USB-флешки в том случае, когда работать приходится с файлами большого объёма. При копировании же файлов на USB-накопители, максимально достижимая скорость составляет порядка 16 Мбайт/с. Это тоже соответствует заявленным характеристикам.
Выводы
В теории, новая версия протокола USB 3.1 позволяет поднять пропускную способность USB-интерфейса более чем в два раза. Однако на практике внешних устройств, которые смогли бы передавать данные на скорости до 1 Гбайт/с, пока не наблюдается. Да, на прилавках магазинов постепенно начали появляться USB-накопители с заявленной совместимостью с USB 3.1, однако, как оказалось, производители флешек имеют в виду стандарт USB 3.1 Gen 1, что на самом деле означает ровно то же самое, что и USB 3.0. Вот и рассмотренные в этом обзоре Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C оказались именно такими продуктами. Несмотря на то, что на их упаковке явно упоминается о совместимости с USB 3.1, никакой увеличенной скорости работы они не предлагают. По скорости чтения и записи эти решения похожи на обычные добротные флешки с интерфейсом USB 3.0, и их установка в более современные порты USB 3.1 к увеличению скоростных показателей не приводит.Если говорить о Kingston DataTraveler Micro 3.1 и microDuo 3C конкретнее, то обе эти флешки основываются на одноканальном контроллере и используют TLC-память, соответственно их скоростные показатели в обычных сценариях оказываются на уровне 100 Мбайт/с при чтении и порядка 16 Мбайт/с при записи файлов. А это, между прочим, в разы меньше пропускной способности интерфейса USB 3.0, так что говорить о необходимости применения в данном случае USB 3.1 просто бессмысленно.
Иными словами, новые флешки KIingston, несмотря на заявленную совместимость с USB 3.1, привлекают к себе внимание отнюдь не скоростными показателями. Их преимущества совсем иного рода. В обоих случаях это очень компактные и удобные в использовании решения, выполненные в прочном стальном корпусе. Их размер легко позволяет повесить их на связку ключей, а будучи вставленными в порт, они почти не торчат из него, позволяя даже в некоторых случаях оставлять флешки в порту при транспортировке системы.
Kingston DataTraveler microDuo 3C при этом имеет в своём арсенале дополнительный козырь. Этот флеш-накопитель оснащён новым входящим в обиход разъёмом USB Type-C, который всё чаще появляется во всякого рода портативных устройствах. Причём разъём этот отнюдь не заменяет собой классический USB-порт Type-A, а дополняет его. В результате, Kingston DataTraveler microDuo 3C может стать очень удобным средством для простого переноса файлов со стационарных компьютеров и ноутбуков на планшеты и смартфоны.
Ну в заключение пару слов следует сказать о демократичных ценах, которые Kingston установила на свои новые USB-брелоки. В сравнении с решениями аналогичного объёма DataTraveler Micro 3.1 оказывается чуть ли не самым выгодным предложением, сочетающим высокую скорость и небольшие габариты. А Kingston DataTraveler microDuo 3C – это вообще единственный доступный на данный момент на прилавках отечественных магазинов вариант с двумя типами портов.
Первая версия шины Universal Serial Bus (USB) была представлена в 1995 году. Именно USB стал наиболее успешным интерфейсом за всю историю вычислительных систем. Десятки миллиардов устройств связываются между собой посредством USB, потому важность данного канала передачи данных сложно переоценить. Похоже, с появлением разъема USB Type-C , наше представление о возможностях и роли универсальной шины может кардинально измениться. Прежде чем говорить о перспективах, давайте посмотрим, что же предлагает универсальный коннектор нового формата.
Преимущества и недостатки интерфейсного разъема нового формата уже некоторое время обсуждается в сети. Спецификация USB Type-C была окончательно утверждена еще в конце лета прошлого года, однако тема универсального разъема вызвала активный интерес после недавнего анонса ноутбка , а также новой версии , оснащенных USB Type-C.
Конструкция. Удобное подключение
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/планшеты с минимально разумной толщиной корпуса.
Конструктивно разъем имеет овальную форму. Сигнальные и силовые выводы размещены на пластиковой стойке в центральной части. Контактная группа USB Type-C включает 24 вывода. Это гораздо больше, чем у разъемов USB предыдущего поколения. На нужды USB 1.0/2.0 выделялось всего 4 контакта, а разъемы USB 3.0 имеют 9 выводов.
Первая очевидная выгода USB Type-C – симметричный разъем, позволяющий не задумываться над тем, какой стороной подсоединить штекер к розетке. Извечная проблема устройств с USB-коннекторами любого формата теперь наконец-то решена. При этом решение задачи достигается не банальным дублированием всех контактных групп. Здесь используется определенная логика автоматического согласования и коммутации.
Еще один приятный момент – с обеих сторон интерфейсного кабеля располагаются идентичные разъемы. Потому, используя USB Type-C, не нужно выбирать, какой стороной проводника подсоединять ведущее и ведомое устройства.
Внешняя оболочка коннектора не имеет никаких отверстий или вырезов. Для его фиксации в разъеме используются внутренние боковые защелки. Штекер должен достаточно надежно удерживаться в разъеме. Люфтов, подобных тем, что можно было наблюдать у USB 3.0 Micro-B, здесь быть не должно.
Многих наверняка волнует физическая надежность нового коннектора. Согласно заявленным характеристикам, механический ресурс разъема USB Type-C составляет порядка 10 000 подключений. Точно такой же показатель характерен и для порта USB 2.0 Micro-B.
Отдельно отметим, что USB Type-C не является интерфейсом передачи данных. Это тип разъема, позволяющий связать воедино различные сигнальные и силовые линии. Как видим, коннектор элегантен с инженерной точки зрения, а главное – должен быть удобен в использовании.
Скорость передачи данных. 10 Гб/c не для всех?
Одно из преимуществ USB Type-C – возможность использования для передачи данных интерфейса USB 3.1, сулящего повышение пропускной способности до 10 Гб/с. Однако, USB Type-C и USB 3.1 – это не равнозначные термины и точно не синонимы. В формате USB Type-C могут быть реализованы возможности как USB 3.1, так и USB 3.0 и даже USB 2.0. Поддержку той или иной спецификации определяет интегрированный контроллер. Конечно, с большей вероятностью порты USB Type-C будут появляться на устройствах, поддерживающих высокую скорость передачи данных, но это не догма.
Напомним, что даже при реализации возможностей USB 3.1 возможны отличия в максимальной скорости передачи данных. Для USB 3.1 Gen 1 – это 5 Гб/с, USB 3.1 Gen 2 – 10 Гб/с. Кстати, представленные Apple Macbook и Chromebook Pixel имеют порты USB Type-C с пропускной способностью 5 Гб/с. Ну, а наглядным примером того, что новый интерфейсный разъем очень вариативен, является планшет Nokia N1. Он также оснащен коннектором USB Type-C, но его возможности ограничены USB 2.0 с пропускной способностью 480 Мб/c.
Обозначение «USB 3.1 Gen 1» можно назвать своеобразной маркетинговой уловкой. Номинально подобный порт имеет возможности идентичные таковым для USB 3.0. Более того, для данной версии «USB 3.1» могут использоваться те же контроллеры, что и для реализации шины предыдущего поколения. На начальном этапе такой прием наверняка активно будут применять производители, выпуская новые устройства с USB Type-C для которых не нужна максимальная пропускная способность. Предлагая устройство с коннектором нового типа, многим захочется представить его в выгодном свете, заявив о наличии не только нового коннектора, но и поддержке USB 3.1, пусть даже и условной.
Важно понимать, что номинально порт USB Type-C может использоваться для максимально производительного подключения на скоростях до 10 Гб/c, но, чтобы получить такую пропускную способность, ее должны обеспечивать подключаемые устройства. Наличие USB Type-C не является показателем реальных скоростных возможностей порта. Их стоит предварительно уточнять в спецификациях конкретных продуктов.
Некоторые ограничения также имеют кабели для подсоединения устройств. При использовании интерфейса USB 3.1, для передачи данных без 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.
Передача энергии. Агрегат на 100 Вт
Еще одна важная особенность, которую привносит USB Type-C – возможность передачи энергии мощностью до 100 Вт. Этого хватит не только для питания/зарядки мобильных устройств, но и для беспроблемной работы ноутбуков, мониторов или, например, «больших» внешних накопителей формата 3,5”.
При изначальной разработке шины USB, передача энергии была второстепенной функцией. Порт USB 1.0 обеспечивал всего 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Достаточно для работы мышки/клавиатуры, но не более того. Для USB 2.0 номинальная сила тока была увеличена до 0,5 А, что позволило получить уже 2,5 Вт. Этого зачастую хватало 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 уже 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 это все еще 7,5 Вт. На фоне этих цифр возможность передачи 100 Вт выглядит чем-то фантастическим. Однако, чтобы порт USB Type-C наполнился необходимыми мощностями, нужна 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.
Чтобы упорядочить энергетические возможности портов с USB PD, была разработана система силовых профилей, предусматривающих возможные комбинации напряжений и токов. Соответствие Profile 1 гарантирует возможность передачи 10 Вт энергии, Profile 2 – 18 Вт, Profile 3 – 36 Вт, Profile 4 – 60 Вт, Profile 5 – 100 Вт. 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.
Конечно, хорошо, когда устройство оснащено USB Type-C, поддерживающим максимальный энергетический профиль USB PD. Именно такой разъем позволяет передавать до 100 Вт энергии. Очевидно, что порты с подобным потенциалом могут появиться на некоторых мощных ноутбуках, специальных док-станциях или материнских платах, где для нужд USB Type-C будут выделены отдельные фазы внутреннего блока питания. Речь о том, что требуемую мощность необходимо как-то сгенерировать и подвести к контактам USB Type-C. Да и для передачи энергии такой мощности потребуются активные кабели.
Здесь важно понимать, что не любой порт нового формата сможет обеспечить заявленную мощность в 100 Вт. Потенциальная возможность для этого есть, однако данный вопрос обязательно должен быть решен производителем на уровне схемотехники. Также не стоит питать иллюзий на счет того, что вышеуказанные 100 Вт можно будет получить, скажем, от блока питания размером со спичечную коробку и теперь зарядкой от смартфона можно будет запитать свой игровой ноутбук и подключенный к нему 27-дюймовый монитор. Все же закон сохранения энергии продолжает работать, а потому внешний БП на 100 Вт с портом USB Type-C будет представлять собой все такой же увесистый брусок, как и ранее. В целом же сама возможность передачи энергии такой мощности с помощью универсального компактного разъема – это, конечно же, плюс. Как минимум, прекрасная возможность избавиться от разнобоя оригинальный силовых коннекторов, которыми особо часто грешат производители ноутбуков.
Еще одна полезная особенность USB Type-C – возможность смены направления передачи энергии. Если позволяет схемотехника устройств, потребитель может, например, на время стать источником заряда. Причем для обратного энергетического обмена не понадобится даже переподключение разъемов.
Альтернативный режим. Не USB единым
Порт USB Type-C изначально разрабатывался в качестве универсально 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 4 K (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 скоростных 4 линии. В этом случае будет доступны режимы вплоть до 5K (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.
Совместимость. Трудности «переходникового» периода
Если говорить о совместимости USB Type-C с устройствами, оснащенными портами USB предыдущего поколения, то, подключить их напрямую не представляется возможным из-за принципиальных отличий конструкции коннекторов. Для этого понадобится воспользоваться переходниками. Их ассортимент обещает быть очень широким. Конечно, речь не только о конвертации USB Type-C на формат других типов USB. Переходники для вывода изображения на экраны с традиционными портами DisplayPort, HDMI, DVI и VGA также будут доступны.
Apple одновременно с анонсом нового MacBook предложила несколько вариантов переходников. Одиночный USB Type-C на USB Type-A оценен в $19.
Учитывая наличие всего одного USB Type-C, владельцу MacBook наверняка не обойтись без универсального более функционального конвертора. Apple представила два таких адаптера. Один на выходе имеет сквозной порт USB Type-C, VGA и USB Type-A, второй вариант оснащен HDMI вместо VGA. Стоимость таких коробков – $79. Блок питания на 29 Вт с нативным USB Type-C завесил на $49.
Google для новой системы Chromebook Pixel предлагает одиночные переходники с USB Type-C на Type-A (вилка/розетка) ценой $13, за конвертер на DisplayPort и HDMI придется заплатить $40. Блок питания на 60 Вт оценен в $60.
От производителей оборудования традиционно не стоит ожидать гуманных ценников на дополнительные аксессуары. Производители переходников в предвкушении спроса на свои новые продукты. Belkin уже готова отгружать километры проводников, но их стоимость также низкой не назовешь ($20–30). Компания также анонсировала, но еще не представила переходник с USB Type-C на гигабитный порт Ethernet. Стоимость пока не объявлена, есть информация лишь о том, что он будет доступен в начале лета. Забавно, но, похоже, что до этого момента, чтобы подключиться к проводной сети, понадобится сразу использовать два переходника. Вполне возможно, что кто-то окажется расторопнее Belkin, раньше предложив соответствующий адаптер.
О заметном снижении цены можно будет говорить лишь после того, как аксессуарами с USB Type-C плотно займутся куда менее известные компании из «Поднебесной». Учитывая, какие перспективы открываются, полагаем, что за ними дело не станет.
Устройства с USB Type-C. Кто-то должен быть первым
Номинально первым устройством, оснащенным портом USB Type-C стал планшет . По крайней мере, именно это устройство стало предвестником того, что порты нового формата покинули лаборатории разработчиков и «идут в народ».
Любопытное устройство, но, к сожалению, пока оно предлагается достаточно ограниченным тиражом. Планшет имеет нативный порт USB Type-C, хотя для передачи данных используется протокол USB 2.0.
Пожалуй, наиболее знаковым продуктом, который поможет повысить популярность USB Type-C, стал недавно представленный . 12-дюймовый ноутбук оснащен единственным интерфейсным разъемом, потому его владельцы так или иначе станут первопроходцами, которые будут приспосабливаться к жизни с USB Type-C.
С одной стороны Apple очевидно поддержала развитие нового стандарта, более того, инженеры компании непосредственно участвовали в разработке USB Type-C. С другой – обновленные версии Macbook Air и MacBook Pro не получили данный коннектор. Значит ли это, что в более «тяжелой» категории устройств производителя USB Type-C в ближайший год не пропишется? Спорно. Ведь наверняка Apple не сможет удержаться от обновления линейки ноутбуков после осеннего анонса новой мобильной платформы Intel с процессорами Skylake. Возможно, именно тогда купертинцы выделят место на интерфейсной панели для USB Type-C.
Еще более неоднозначна ситуация с планшетами и смартфонами. Будет ли Apple использовать для них USB Type-C вместо Lightning? Проприетарный разъем в плане возможностей заметно уступает новому универсальному порту, но как быть с оригинальной периферией, накопившейся у пользователей мобильных продуктов Apple c 2012 года? Ответы на эти вопросы мы узнаем с обновлением или расширением линеек iPhone/iPad.
Компания Google представила второе поколение стильных ноутбуков Chromebook Pixel. Системы на Chrome OS до сих пор остаются достаточно нишевыми решениями, но качество систем Google подкупает, к тому же в этот раз они в авангарде устройств, предлагающих приобщиться к USB Type-С. Ноутбуки оснащены парой соответствующих разъемов. Однако, для подстраховки Chromebook Pixel имеют и два классических разъема USB 3.0.
В целом, представители Google весьма воодушевлены возможностями нового разъема, рассчитывая на появление в ближайшем времени мобильных устройств на Android с разъемом USB Type-C. Бескомпромиссная поддержка крупнейшего платформодержателя – весомый аргумент для других игроков рынка.
Производители материнских плат пока не особо торопятся добавлять порт USB Type-C для своих устройств. Недавно компания MSI представила модель MSI Z97A GAMING 6, которая оборудована таким коннектором со скоростью передачи данных до 10 Гб/c.
Компания ASUS предлагает внешний контроллер USB 3.1 с портом USB Type-C, который устанавливается на любую плату со свободным слотом PCI Express (x4).
Периферийных устройств с нативным USB Type-C пока откровенно маловато. Наверняка многие производители не торопились с анонсом, ожидая появления систем с которыми можно будет использовать продукты с USB Type-C. В целом, это типичная ситуация при внедрении очередного отраслевого стандарта.
Сразу после анонса Apple MacBook, компания LaCie представила серию портативных внешних жестких дисков с USB Type-C.
SanDisk уже предлагает на пробу флеш-накопитель с двумя разъемами – USB 3.0 Type-A и USB Type-C. Аналогичный продукт предлагает и менее известная Microdia.
Наверняка вскоре мы увидим значительное расширение ассортимента устройств с USB Type-C. Маховик перемен медленно, но верно будет раскручиваться. Поддержка «больших» компаний способна повлиять на ситуацию и ускорить этот процесс.
Итоги
Необходимость в универсальном компактном разъеме, который можно было бы использовать для передачи данных, видео-аудиопотоков и электроэнергии, назрела уже довольно давно. Учитывая обоюдный интерес, как со стороны пользователей, так и производителей оборудования, есть все предпосылки для того, чтобы USB Type-С «выстрелил».
Компактные размеры, простота и удобство подключения наряду с широкими возможностями сулят коннектору перспективы повторить успех своего предшественника. Привычный порт USB несколько раз модернизировался, однако пришло время кардинальных изменений. 10 Гб/c с возможностью дальнейшего масштабирования, передача энергии мощностью до 100 Вт и картинка с разрешением до 5К. Неплохо для старта? Еще один аргумент в копилку USB Type-C – открытый стандарт, не требующий от производителей лицензионных отчислений. Предстоит еще большая работа, но впереди виден результат, ради которого стоит пройти этот путь.
Официальная часть проходящей в Лас-Вегасе крупнейшей выставки потребительской электроники близка к завершению. Вопреки ожиданиям, на этот раз основные производители представили очень мало новинок. Их самые интересные анонсы просочились в прессу накануне CES 2015, а прошлогодние концепты так и остались на уровне прототипов – пускай и более близких к массовому производству. Приятным исключением на таких шоу всегда становится практическая демонстрация новых стандартов, помогающих быстрее навести порядок в сложившемся цифровом хаосе. На этот раз был представлен скоростной интерфейс USB 3.1 и новый разъём USB Type С.
Представленный год назад черновик стандарта USB 3.1 SuperSpeed+ к настоящему времени вырос до второй ревизии. Главная особенность USB 3.1 Gen.2 – это увеличенная до 10 Гбит/с теоретическая пропускная способность. Напомним, что у USB 3.0 и USB 3.1 Gen1 она меньше вдвое (5 Гбит/с), а у USB 2.0 – почти в двадцать один раз (0,48 Гбит/с). Новые контроллеры Thunderbolt обеспечивают 20 Гбит/с, а перспективные, возможно, покорят рубеж в 40 Гбит/с, но USB – гораздо более распространённый и действительно универсальный стандарт.
Особенно актуален USB 3.1 для твердотельных накопителей, скоростные характеристики которых ограничены пропускной способностью порта SATA III (6 Гбит/с). На CES 2015 представители USB-IF собрали стенд с парой SSD в массив RAID 0, подключённый по USB 3.1. Тестовая утилита CrystalDisk Benchmark показала линейную скорость записи 817 МБ/с. Иными словами, в таком режиме SSD работают быстрее, а их результаты приближаются к таковым у моделей с прямым подключением к шине PCI-Express.
Вторая актуальная проблема, которую решает USB 3.1 – это нехватка питания. Спецификации USB Power Delivery 2.0 предусматривают повышение допустимой силы тока с 900 мА у портов USB 3.0 до 5000 мА у USB 3.1. Этого гарантированно хватит для питания ёмких внешних жёстких дисков и других мощных потребителей от одного порта. Правда, большинство кабелей ограничат силу тока тремя амперами, но это в любом случае в разы превосходит текущие показатели современных интерфейсов.
Порт USB Type-C и вовсе позволит со временем обеспечить питание практически всем устройствам мощностью до ста ватт. С ним для мобильных гаджетов станут возможны новые схемы интеллектуальной зарядки. В них она выполняется быстрее за счёт кратковременных периодов с более высокой силой тока.
Крайне приятной особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъёма, позволяющий подключать его к порту любой стороной. Вечная проблема слепого подключения с первого раза навсегда уйдёт в прошлое. По габаритам он идентичен MicroUSB (8,3 x 2,5 мм)
Президент и главный операционный директор USB-IF Джефф Рэйвенкрафт (Jeff Ravencraft) отметил, что многие производители уже начали выпуск контроллеров, портов и кабелей для нового интерфейса. «Сейчас уже не хватает объёмов выпуска для удовлетворения растущего спроса. В течение первой половины года мы ожидаем увидеть больше устройств с USB 3.1. При этом внедрение стандарта USB 3.1 и портов USB Type-C не обязательно должны происходить вместе».
Стандарт USB задумывался как универсальная последовательная шина, но сам был реализован во множестве вариантов. С другой стороны, благодаря ему стало проще подключать периферию, так как сократился набор интерфейсов. Уходят в прошлое FireWire и Thunderbolt. Разъёмы PS/2, COM и LPT порты практически не встречаются в современном оборудовании. У стандарта USB 3.1 есть хороший шанс отправить на пенсию ещё парочку интерфейсов.
Сделать сейчас это будет проще не только из-за оптимизации кодирования данных, но и за счёт внедрения «альтернативного режима». Он позволяет производителям выполнять с помощью USB 3.1 различные специфические задачи, лежащие за пределами официальных спецификаций. Это может быть дополнительное сжатие или шифрование данных, нестандартное подключение питания или расширенная идентификация устройств.
К примеру, восемь контактов USB 3.1 могут быть одновременно использованы как для передачи файлов, так и для подключения монитора через DisplayPort. Остальные обеспечивают питание и подключение устройств со старым интерфейсом USB 2.0 – таких, как клавиатуры и мыши.
Первыми освоят переход на USB 3.1 основные производители контроллеров USB, в числе которых Alcor Micro, ASMedia Technology, Genesys Logic, Phison Electronics и Prolific Technology.
Пока окончательные спецификации дорабатываются, ряд компаний уже использует промежуточные версии стандарта. Разъём USB Type C можно увидеть в планшете Nokia N1, новой ревизии игрового ноутбука MSI GT72 и на материнских платах MSI серии Z97A Gaming.
MSI Z97A GAMING 6 – первая материнская плата с разъёмом USB Type-C (фото: techaeris.com). «USB Type C – это не просто новый интерфейсный кабель и порт, – комментирует Рэйвенкрафт. – Чтобы получить выигрыш в скорости и мощности потребуется аппаратная поддержка нового стандарта на уровне контроллеров – как со стороны компьютера, так и периферийных устройств».
Однако использование USB-C по-своему оправдано уже сейчас. С его помощью производители смогут унифицировать способ подключения и зарядки мобильных гаджетов любой ценовой категории.
В топовые смартфоны можно интегрировать отдельный контроллер USB 3.1 уже сейчас. Бюджетные модели легко оснастить новым портом, работающим в режиме USB 2.0 до тех пор, пока поддержка нового стандарта не будет интегрирована в SoC и не станет более доступной. При этом пользователям будет обеспечена универсальность и плавный переход на новый стандарт.
