Всё, что нужно знать про USB

USB Type-C – большое благо. После его появления наконец-то унифицировались физические воплощения (форм-факторы) USB-интерфейса, всякие «mini», «micro» и прочие разновидности остались в прошлом... не говоря уже про «проблему 180 градусов».

Но по-прежнему существует непонимание с версиями USB. Всего их аж 8 штук, из которых в обиходе 5 и внешне все выглядят одинаково. В довесок Thunderbolt, USB SuperSpeed и Power Delivery – сам чёрт ногу сломит. Мы собрали всю полезную пользователю информацию о версиях и форматах USB, а также родственных интерфейсах, и далее расскажем в краткой форме.

Прежде всего

Повторим базу: нужно различать формат и версию.

Формат

Внешний вид, как разъём устроен физически. Раньше их было много, с 2017 года в обиходе только 2:

• Type-A – прямоугольный, старый, всем известный;
  
• Type-С – овальный, относительно новый.
  

Версия

Как устроен электрически. От версии зависит скорость работы и разные «фишки», вроде допустимой мощности (ватт), которая передаётся устройству.

Формат не зависит от версии, и наоборот. Бывают скоростные порты Type-A, а бывают медленные Type-C.

Вообще по стандарту Type-C быстрее. Он должен начинаться с 10 Гбит/с, где Type-А заканчивается, но реальность совсем другая. Что захотели – то и напаяли.

Скорость

Скорость USB измеряется в гигабитах в секунду (Гбит/с). Напомним, 8 бит – это 1 байт, то есть до 480 Мбит/с – это до 60 мегабайт в секунду (МБ/с). «До» – очень важная приписка. Это теоретическая, а не фактическая скорость. Считается хорошо, есть потеря менее 20%.

Все актуальные и не очень версии:

• USB 1.0 – очень старый (1996 год), 12 Мбит/с;
  
• USB 1.1 – тоже самое, исправлены «детские болезни»;
  
• USB 2.0 – самый распространённый, 480 Мбит/с. В любой непонятной ситуации USB «заводится» именно в этом режиме;
  
• USB 3.2 Gen 1x1 (USB 3.0) – 4,8 Гбит/с;
  
• USB 3.2 Gen 1x2 (USB 3.1) – 10 Гбит/с;
  
• USB 3.2 Gen 2x2 (USB 3.2) – 20 Гбит/с. Эта версия уже не должна быть в формате Type-A, но существует;
  
• USB 4 – новинка, пока редкость, 40 Гбит/с. Пока только в формате Type-C, дайте китайцам время;
  
• USB 4 2.0 – стандарт утверждён, но «в железе» пока не воплощён. 80 Гбит/с.
  

Мощность

От версии USB зависит не только скорость, но и мощность, которую может получить конечное устройство. Это важно, если у него нет дополнительного питания, а его нет почти всегда.

• USB 2.0 и старее – 5 вольт, до 0,5 ампер (2,5 ватта);
  
• USB 3.0 и вариации – тоже самое, но ток увеличен до 0,9 А (4,5 Вт);
  
• USB 4.0 – ток увеличен до 1,5 А (7,5 Вт).
  

Для справки, некоторые RGB-клавиатуры не работают со старыми USB потому, что просто мало мощности. Также внешние жёсткие диски, некоторые камеры и другие девайсы.
Стоит различать USB и USB Power Delivery. Последний использует интерфейс как просто проводник энергии, информацию передавать нельзя. У USB-PD совсем другое напряжение и токи, там своя атмосфера (до 240 ватт).

Как отличить?

Внешне все версии USB выглядят одинаково... почти одинаково. В формате Type-C версию никак не отличить, если не написано, а вот Type-A можно по цвету внутри разъёма.

• Белый, серый – USB 1/1.1;
  
• Чёрный – USB 2.0;
  
• Синий – USB 3.2 Gen 1x1 (USB 3.0);
  
• Голубой – USB 3.2 Gen 1x2 (USB 3.1);
  
• Жёлтый, красный, оранжевый – порт с поддержкой USB-PD. Ещё отличается тем, что подаёт питание, даже если компьютер выключен.
  

Разъём USB 3.2 Gen 2x2 (USB 3.2) в формате Type-A может быть любого цвета. Такие порты не являются частью стандарта, не регламентировано.

К слову, USB SuperSpeed – это просто другое обозначение USB 3.2 Gen 1x1 (USB 3.0). Сейчас не значит ничего, но звучит хорошо, помогает продавать.

Thunderbolt

В контексте USB стоит рассказать про Thunderbolt. Когда-то его активно продвигали Intel и Apple как альтернативу USB.

Если очень кратко, Thunderbolt опережал USB на одно поколение, а точнее:

• Больше скорость;
  
• Больше мощность;
  
• Универсальность (подключение дисплеев, внешних видеокарт);
  
• Лучше защищённость.
  

С появлением Type-C произошло сближение USB и Thunderbolt. Сперва частичное, сейчас почти полное.

• Thunderbolt 1/2 – старые версии с проприетарным разъёмом;
  
• Thunderbolt 3 – аналог USB 3.2 Gen 2x2, 20 Гбит/с;
  
• Thunderbolt 4 – аналог USB 4, 40 Гбит/с;
  
• Thunderbolt 5 – пока в разработке, аналог USB 4 2.0, 80 Гбит/с.
  

Что куда подключать?

Для игровой периферии, вроде мышек и клавиатур, пропускная способностью любого USB избыточна. Используйте любой.

USB-порты с пометкой «1000 Hz» – чистый маркетинг. Частота опроса любого USB итак всегда 1000 Гц, если не настроено иначе.

Также существуют ограничения по мощности. RGB-клавиатуры нужно подключать к USB 2.0. Если подсветка на максимум – лучше к 3.0.

Внешние накопители минимум к USB 3.0, потому что для начала нужна мощность. А уже дальше чем быстрее USB – тем лучше.

И ещё

Позолота разъёма – желательно, но необязательно. Она помогает при множестве (речь тысячах) циклов подключения/отключения, или если помещение влажное.
Ферритовый фильтр (кольцо на проводе) – желательно, необязательно. Уменьшает внешние помехи. Смысл есть только если провод длинный (от 5 м), или в помещении действительно много наводок/помех.
Много зависит от USB-кабеля. На скорость работы влияет не только его общее качество и длинна, но и сама версия провода. У некоторых внутри специальные чипы.

Все USB обратно совместимы. В любой непонятной ситуации включается режим USB 2.0.

Напоследок для задротов

У материнской платы часть USB-портов реализована силами чипсета. Это максимально прямое взаимодействие с системой.

Другая часть – сторонними дополнительными контроллерами. Они подключаются к чипсету отдельным интерфейсом. Это лишнее звено цепи.

Если USB-портов не много, и они не разнообразные – может быть все «чипсетные». Если наоборот – то наоборот.

Определить основные и дополнительные USB можно по документации к плате или в толковых обзорах. Заголовок слайда намекает на обязательность мероприятия.