Виды USB разъёмов
Наличие разъёмов USB на цифровых устройствах уже давно воспринимается как трюизм и банальность. Тем не менее, данная технология приобрела массовое распространение лишь с середины 2000-х годов, потеснив популярные до того разъёма LPT, PS/2, COM-порт и прочие устаревшие спецификации. Начав с пропускной способности в 1,5 Мбит/c, USB прошёл несколько этапов своего становления, и ныне мы ожидаем появления стандарта USB 3.2 c пропускной способностью более 1 Гбит/c. При этом разъём USB имеет различные формы и модификации, описанию которых я и посвящу данный материал, в котором расскажу, какие существуют варианты разъёмов USB, какова их специфика и для каких целей предназначены универсальные последовательные шины.
Основные версии разъёмов USB
Существуют три основные виды разъёмов USB (USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0), при этом каждая из версий пережила ещё несколько своих спецификаций. До появления вида 1.0 официально существовали спецификации ЮСБ номер 0.7, 0.8, 0.9, и даже 0.99. Спецификация 1.0 имела ответвление 1.1, которое стало первым действительно массовым и популярным разъёмом ЮСБ. Современная спецификация 3.0 продолжила своё развитие в версии 3.1, также к выходу готовится спецификация 3.2.
При этом каждая из основных спецификаций имеет свои характерные черты, на которых я и заострю ваше внимание.
Разъём USB 1.0
Как известно, появление разъёма ЮСБ стало ответом на желание различных IT-компаний (Intel, Microsoft и т.д.) расширить функциональность компьютера, конгруэнтно подключить к ПК мобильный телефон, а также сделать новый разъём простым и удобным для пользователя.
Увидев свет в середине 90х годов, разъём USB поначалу был не очень популярен. Юмористы даже придумали параллельную расшифровку его аббревиатуры как «Useless Serial Bus» (бесполезная последовательная шина). Тем не менее, пройдя несколько этапов своего становления, версия ЮСБ 1.1 начала завоёвывать рынок в конце 90х годов.
Характеристики данной спецификации были более чем скромные: низкая скорость передачи (12 Мбит/c), максимальная длина кабеля в 5 метров, напряжение периферийных устройств в 5 вольт и максимальный ток в 500 мА. По внешнему виду она практически не отличалась от своего наследника — разъёма вида 2.0.
Разъём USB 2.0
Наибольшее распространение, массовость и популярность приобрёл ЮСБ-шнур 2.0 (тип А), который был выпущен весной 2000 года. В большинстве современных стационарных компьютеров и лептопов стоят несколько таких разъёмов, через которые мы подключаем к ПК различные периферийные устройства – от принтера, флешки, клавиатуры до обычной компьютерной мышки.
Скорость работы интерфейса Ю-ЭС-БИ 2.0 составляла неплохую цифру — в 480 Мбит/c, что позволило с максимальной пользой задействовать его в современной компьютерной технике.
Разъём USB 3.0
Данная версия спецификации появилась в 2008 году, и с тех пор активно внедряется в функционал современных ПК. Скорость передачи данных здесь существенно возросла – до 5 Гбит/c, увеличилась сила тока (до 900 мА), что позволило питать больше устройств от одного порта.
Разъёмы ЮСБ версии 3.0 легко отличить от других разъёмов — они окрашены в синий цвет (изредка в красный), и сразу бросаются в глаза.
Совместимость разъёмов USB
Если вести речь о совместимости разъёмов ЮСБ друг с другом, то первый и второй вид разъёма ЮСБ совместимы друг с другом. Если подключить устройство, созданное для работы с ЮСБ 2.0 в разъём 1.1, то пользователь получит системное сообщение о том, что данное устройство может работать быстрее (работать оно будет, хотя и не так быстро, как было бы с 2.0).
Разъёмы ЮСБ 2.0 и 3.0 также частично совместимы, вы можете спокойно воткнуть устройство, предназначенное для разъёма 2.0 в разъём 3.0, и оно будет работать. При этом устройство, предназначенное для разъёма вида 3.0 в разъём 2.0 вы воткнуть не сможете.
Виды разъёмов USB
Также существуют различные версии разъёмов USB. Ниже я опишу наиболее часто встречающиеся варианты.
USB 2.0, тип А
Наиболее массовый вариант, который можно встретить практически у любого пользователя ПК. Он износоустойчив, обладает высоким запасом прочности, выдерживает огромное количество подключений, обладает «защитой от дурака» (вы не сможете воткнуть его обратной стороной). При этом в портативной технике обычно не используется, так как обладает внушительными, как для данных устройств, размерами.
USB 2.0, тип B
Обычно обладает трапециевидной (или квадратной) формой. Также обладает немалыми размерами, потому применяется в относительно больших периферийных устройствах (сканеры, принтеры и т.д.).
Мini USB 2.0 (модификация типа B)
Обладая уменьшенными (по сравнению с вышеперечисленными разъёмами) габаритами, применяется преимущественно в портативной технике (к примеру, в плеерах, переносных винчестерах, картридерах и др.). Имеет 5 контактов, а не 4 как классический ЮСБ, при этом 1 контакт не используется.
К недостаткам относится подверженность к разрушению (с активным использованием разъёма последний регулярно выходит из строя).
Micro USB 2.0 (модификация типа B)
Улучшенный вид разъёма Mini USB. Имеет минимальные размеры, и отлично подходит для целого ряда небольших устройств – от мобильных телефонов и планшетов до цифровых камер. При этом гарантирует отличный контакт, износоустойчив, имеет хорошие перспективы стать универсальным типом разъёма для абсолютного большинства электронных устройств.
Отличить Micro USB (рассматриваемый разъём) от Mini USB достаточно просто. Micro USB имеет две защёлки на задней стороне, которых разъём Мini USB лишён.
USB 3.0 (тип А)
Модерный стандарт ЮСБ 3.0 A, вследствие большей скорости работы, активно применяется в ноутбуках и стационарных компьютерах последнего поколения.
USB 3.0 (тип B)
Шнуры и устройства данной версии уже не подключить к стандартному разъёму ЮСБ 2.0. Данный тип разъёма применяется при работе устройств с высокой производительностью.
Micro USB 3.0
Применяется для работы скоростных SSD накопителей, внешних скоростных накопителей, обеспечивает очень качественные соединения.
Видео
Основные форматы ЮСБ разъёмов, применяемые сегодня – это до сих пор самые массовые версии USB 2.0, и активно применяемые в современных устройствах версии USB 3.0. Прогресс не стоит на месте, и довольно скоро нас ожидает появление версии ЮСБ 3.2, который позволит поднять скорость работы с данными до 1 Гбит/c. Очередная ступенька в развитии популярного интерфейса уже не за горам
Все особенности интерфейса USB – подключение без путаницы
Сегодня практически ни одно устройство не может обойтись без USB. Порты этого стандарта присутствуют не только на компьютерах, но и на мультимедийном оборудовании, аудиовизуальном оборудовании и даже бытовой технике. Они используются для быстрой передачи данных из внешней памяти, а также для питания и зарядки.
Универсальная последовательная шина
USB (Universal Serial Bus) в настоящее время, пожалуй, самый популярный способ подключения компьютерного оборудования.
Интерфейс разработан для стандартизации взаимодействия периферийных устройств с компьютером. Все предположения были реализованы, и USB успешно заменил традиционные последовательные и параллельные порты, разъёмы PS/2 (здесь вы также можете использовать адаптер USB-PS/2) или даже более старый DIN.
USB также обычно используется для зарядки или питания различных портативных устройств, от телефонов до планшетов, плееров и сетевых устройств, для освещения и даже нагревателей, вентиляторов и мини-пылесосов. За прошедшие годы стандарт USB претерпел изменения, обновления и улучшения для удовлетворения растущих требований к скорости передачи данных и эффективности энергопотребления.
Однако, не объединяйте стандарт с используемыми разъёмами. Форма штекера не указывает на USB. Это две совершенно разные проблемы. Разъемы менялись независимо.
Развитие USB
До эры USB практически каждое внешнее устройство должно было быть подключено к ПК с помощью своего собственного кабеля. Каждый раз приходилось устанавливать другие драйверы и перезагружать систему много раз в течение этого процесса. Всё это вызывало проблемы, требовало почти секретных знаний и ограничивало широкое использование компьютеров среди домашних пользователей.
Работа над новым интерфейсом началась в начале 90-х годов, когда инженер Intel Аджай Бхатт решил, что использование компьютерной периферии должно быть намного проще. Ему удалось убедить работодателя, коллег и другие компании принять его точку зрения, а через несколько лет определить параметры и возможности стандарта и представить первые устройства.
Во время своей работы у него была одна мысль: «Вы берете устройство, подключаете его к компьютеру, и оно работает». Помимо Intel, в разработке стандарта также участвовали такие компании, как Compaq, DEC, IBM, Microsoft, NEC и Nortel.
Начало эры USB
Cтандарт USB был определен в конце 1995 года, и с 1996 года стали появляться компьютеры с новыми портами. Microsoft добавила поддержку USB в Windows 95 OSR2.1, но система требовала специального обновления. Первый большой показ рабочих устройств состоялся на выставке Comdex в Лас-Вегасе в 1998 году.
Apple не участвовала в работе над стандартом, но именно эта компания впервые представила компьютер, оснащенный только USB-портами в том же году. Всё стало быстро меняться, когда появилась Windows 98. Рынок был «наводнен» различными устройствами нового стандарта.
Интерфейс USB предлагал возможность самоконфигурации, это означало, что пользователю не нужно корректировать настройки, такие как прерывания или адреса памяти (до эры USB это было проклятием пользователей).
Более того, стандарт даже не предоставляет интерфейс. Стандартизованные разъемы гарантируют удобное подключение, а устройства, использующие стандарт, можно включать и выключать без перезагрузки компьютера. USB также позволяет избавиться от некоторых шнуров питания. Кроме того, благодаря необходимой сертификацией, пользователю гарантируется, что оборудование с логотипом USB будет работать так, как заявлено производителем.
Преимущество USB
Дополнительным преимуществом USB является возможность подключения нескольких внешних устройств к одному разъему. Один контроллер USB может обрабатывать 127 подключений. Чтобы сделать возможным подключение такого количества кабелей вообще, используются специальные концентраторы со многими выходами. Концентраторы могут быть каскадированы до пяти уровней. Концентратор может быть частью компьютера, отдельным устройством или внешним оборудованием – монитором или клавиатурой.
Максимальная длина USB-кабеля для стандартов USB 1.x и 2.x ограничена 5 метрами. Для версии 3.x стандарт ничего не говорит о длине, но определяет электрические требования, которым должно соответствовать соединение. Используя медные провода, на практике получается примерно 3 метра.
По прошествии более двадцати лет мы пришли к третьей версии стандарта USB, а готовится четвертая. Скорость передачи данных с использованием этого интерфейса за это время увеличилась в несколько тысяч раз, а разъёмы, использованные за эти годы, несколько раз меняли свой внешний вид.
USB – быстро, быстрее, ещё быстрее
Первая версия стандарта USB имела две скорости передачи данных. USB 1.0 позволил достичь скорости 12 Мбит/с (Full Speed) и 1,5 Мбит/с в режиме низкой скорости. Как отмечает Аджай Бхатт, переход в более медленный режим, вероятно, «спас» USB от сбоев. Первоначально он не был предусмотрен и был добавлен только по просьбе разработчиков программного обеспечения Microsoft.
Планируя поддержку мыши в Windows, они пришли к выводу, что 12 Мбит/с – это «слишком быстро». Они предсказали, что более быстрый режим работы может потребовать экранирования кабелей, а это означает, что кабели компьютерных мышей станут слишком жесткими для комфортной работы, а затраты на их производство будут слишком высокими.
Они решили, что если стандарт не будет использовать более низкие скорости, они не смогут реализовать его в системе. После обновления стандарта до версии 1.1 в 1998 году электрические параметры разъёма были улучшены, что облегчило передачу сигналов на большие расстояния.
В 2000 году была опубликована спецификация USB 2.0. Так называемый режим Hi Speed был добавлен к двум предыдущим режимам. Это позволило передавать данные со скоростью 480 Мбит/с. В дополнение к более высокой производительности были введены новые разъемы и усовершенствованы стандарты электропитания.
В новой версии точно определен способ загрузки. Максимальный ток, который мог протекать через разъем, составлял 500 мА. В то же время два устройства могут быть подключены друг к другу без использования хоста.
USB 2.0 правил на рынке компьютерных разъёмов в течение следующих 10 лет.
С 2010 года пользователи могут использовать третий вариант USB. За прошедшее время было выделено несколько поколений этого стандарта, а названия были изменены несколько раз. В базовой версии 3.0 появился режим Super Speed, позволяющий передавать данные со скоростью 5 Гбит/с. С 2013 года данные могут передаваться со скоростью 10 Гбит/с. Это, так называемый, режим Super Speed+, известный по USB 3.1. Спецификация варианта USB 3.2, опубликованная в 2017 году, увеличила скорость передачи в режиме Super Speed+ до 20 Гбит/с.
В конечном итоге, USB 3.0 получил название USB 3.2 Gen1, USB 3.1 – USB 3.2 Gen2, а USB 3.2 – USB 3.2 Gen2x2. В соответствии с рекомендациями организации по стандартизации USB, производители устройств должны помечать розетки и вилки Super Speed синим цветом и логотип SS.
Сила USB
Силу тока в разъёмах типа A и B стандарта USB 3.2 увеличили до 900 мА (1,5 A для разъемов питания). Разъём C, который заменяет все другие более ранние разъемы, однако, допускает максимальный ток 3А при стандартном напряжении 5В. Розетки питания USB в этой версии имеют напряжение 20В и максимальный ток 5А. В результате вы можете получить до 100 Вт мощности. Этого достаточно, например, для питания ноутбука.
Постоянно возрастающие требования к эффективности передачи данных привели к потребности в разработке нового стандарта. Спецификация USB 4 была опубликована в 2019 году, а первые устройства должны появиться во второй половине этого года. Максимальная производительность разъёма составляет 40 Гбит/с. USB 4 основан на протоколе Thunderbolt 3 и полностью совместим с ним.
Путаница с розетками USB
В первой версии USB предусмотрены только два типа разъемов стандартного размера – штекеры плоского сечения, обозначенные как тип A, и вилка квадратной формы, обозначенная как тип B.
Беспорядок пришёл с USB 2.0. К стандартному размеру присоединились мини- и микро-. Мини-размер имел три варианта – A, B и AB, а микро-размер два – A и B. Мини-вариант был создан для работы мобильных устройств. Однако, он был очень «урезан» производителями, поэтому необходимо было снова адаптировать розетки и вилки. Тогда был представлен микро-разъём с толщиной около половины мини.
Начиная с версии USB 3.0, используются только традиционные, стандартные вилки и розетки A и B. Сокеты Micro B всё ещё встречаются, но исчезнут с популяризацией стандарта 3.2, то есть, в соответствии с текущим наименованием, – 3.2 Gen2x2.
Здесь царит разъем USB-C и будет единственным в случае стандарта USB 4.0
Разъёмы и вилки USB 2.0 и 3.0 A совместимы друг с другом. Порты USB 3.0 типа B немного крупнее, чем в версии 2.0, и позволяют подключать более крупные разъемы 3.0 B и меньшие 2.0 B. Однако, разъемы 3.0 B не соответствуют входу 2.0. Разъемы B на микро версии идентичны для USB 2.0 и для USB 3.0. USB-C больше не совместим со своими предшественниками. Как видите, очень легко потеряться среди типов USB-разъемов.
Тот, кто ожидает разумных и недвусмысленных меток в этих джунглях, будет разочарован. Спецификация USB не предоставляет, например, цветового кода отдельных разъёмов. Мы уже писали, что единственное обозначение, которое оно предлагает производителям (но не требует), – это синий цвет суперскоростных портов, т.е. начиная с версии 3.0 и выше. Другие цвета розеток и вилок, которые иногда встречаются в разных устройствах, обычно являются маркировкой, принятой отдельными производителями.
Подводя итог, можно сказать, что черный разъем и черный штекер – это USB 2.0, а синий порт – вариант 3.x, тогда как фиолетовый или зеленый могут, хотя и не обязательно, означать разъём для быстрой зарядки с более высоким током. Оранжевый или красный цвета часто являются портами, которые позволяют заряжать устройство, в то время как компьютер или ноутбук, оборудованный этой розеткой, находится в спящем состоянии (так называемые, спящие и зарядные порты). Однако, чтобы всё не казалось таким простым, оранжевый иногда означает порты быстрой зарядки Qualcomm Quick Charge (QQC), стандарт для зарядки мобильных устройств с более высокой производительностью, чем указано в спецификации USB.
USB и Thunderbolt
Thunderbolt – это конкурирующая технология для подключения устройств и передачи данных. Первоначально разработанный отдельно, начиная с версии 3, он частично подключается к USB 3.x. Пока только общий доступ к тому же разъему USB-C. У Thunderbolt лучшие параметры по сравнению с USB 3.2 Gen2x2. Максимальная скорость передачи, которой достигает Thunderbolt 3, составляет 40 Гбит/с. Протокол позволяет подключить два 4K-монитора и отправить на них картинку с частотой 60 Гц, питание устройств напрямую из порта. Вы даже можете использовать его для подключения внешних видеокарт.
USB 3.2 даёт только половину указанной скорости передачи данных, возможность подключения только одного 4K-монитора и отсутствие подключения цепочки устройств. Thunderbolt 3 имеет те же возможности, что и USB 3.2, но USB 3.2 не может делать то, что делает Thunderbolt. Если Thunderbolt 3 не может, например, идентифицировать устройство как аппаратное обеспечение Thunderbolt, он попытается подключиться к нему по протоколу USB.
USB 4 будет полным эквивалентом Thunderbolt 3. Оба стандарта будут полностью интегрированы друг с другом и будут иметь практически одинаковые возможности. Весьма вероятно, что Thunderbolt 3 исчезнет с рынка. Тем не менее, нет точной и достоверной информации о том, какие изменения планирует Intel в отношении стандарта Thunderbolt 4.
USB: Стандарты, порты и скорости
С каждой новой версией USB-порты и ответные разъемы становились все более функциональными, открывая путь более компактным, легким и портативным устройствам. Однако по мере того, как новые стандарты приносят скорость, мощность и универсальность, они предоставляют также сложный набор функций и возможностей, которые необходимо учитывать при принятии решения, какой кабель или периферийное устройство подходит для вашего конкретного случая.
Что такое USB?
С появлением в конце 90х годов универсальной последовательной шины (USB) значительно упростилось подключение к компьютеру с помощью небольшого недорогого интерфейса: порта / разъема USB тип A (USB-A). В настоящее время используются миллиарды USB-устройств, поэтому USB является доминирующим проводным интерфейсом для ноутбуков, планшетов и телефонов.
USB эволюционировал через серию стандартов (см. таблицу), определяющих тип кабельных подключений, обмен данными и обеспечения питания компьютеров, мобильных и периферийных устройств. Последний стандарт — USB4, как и предыдущие версии, представляет собой еще один шаг вперед в скорости передачи данных, видео разрешений и мощности питания.
Типы USB-портов и разъемов
На любом компьютере, планшете или периферийном устройстве обычно есть один из этих трех различных типов USB-портов. На новых устройствах вероятнее найдётся USB тип C из-за небольшого размера, высокой скорости передачи данных и способности выдерживать до 100 Вт энергии. Кабели USB тип C также могут передавать видео высокого разрешения 4K и 8K. Интерфейс Lightning по функциям аналогичен USB тип C, но использует другой разъем.
USB-C конструкция и скорость
Чтобы разобраться в скорости передачи данных USB, нужно узнать о конструкции разъема USB-C. Разъем USB тип C имеет четыре пары контактов, известных как «дорожки», которые передают (TX) и принимают (RX) данные (см. отмеченные контакты на Рисунке 1 ниже). USB 3.0 (5 Гбит/с) и USB 3.1 (10 Гбит/с) используют одну полосу передачи и одну полосу приема, в зависимости от ориентации разъема. USB 3.2 использует все четыре полосы для достижения скорости передачи данных 20 Гбит/с.
 |
| Рисунок 1: Распиновка разъема USB-C |
Соглашение о терминах, принятое для USB 3.2, включает полосу скорости x. Например, USB 3.2 Gen 1×2 означает 5 Гбит/с x 2 полосы для скорости соединения 10 Гбит/с.
Технические характеристики
Скорость передачи сигналов / полоса
Количество дорожек
Совокупная пропускная способность
5 Гбит/с (SuperSpeed)
10 Гбит/с (SuperSpeed +)
5 Гбит/с (SuperSpeed)
10 Гбит/с (SuperSpeed +)
Спецификация USB4 Gen 2×2 (известная под своим маркетинговым названием, USB4 20 Гбит/с) и USB 3.2 Gen 2×2 предлагают соединение со скоростью 20 Гбит/с. USB4 Gen 3×2 (USB4 40 Гбит/с) использует другую схему кодирования данных для достижения 20 Гбит/с на полосу и 40 Гбит/с в двухполосном режиме.
Технические характеристики
Скорость передачи сигналов / полоса
Количество дорожек
Совокупная пропускная способность
USB4 поколения 2×2
USB4 поколения 3×2
Что нового в USB4?
USB 4 (официально «USB4» без пробела) является важным обновлением не только из-за новых возможностей, но также из-за устранения путаницы, связанную с именованием USB 3.x, что дает пользователям предсказуемое и понимание. Для протокола USB4 требуется кабель USB-C USB-C.
Скорость передачи данных до 40 Гбит/с: устройства USB4 должны поддерживать 20 Гбит/с (2.4 ГБ/сек). Возможно дополнительно поддерживать 40 Гбит/с (4.8 ГБ/сек), если устройства используют более короткий кабель 0.8 метра Gen 3.
Несколько протоколов данных и отображения: USB4 поддерживает USB 3.2, PCIe и DisplayPort 1.4a с помощью метода, называемого туннелированием протокола. DisplayPort и Thunderbolt 3 также поддерживаются в альтернативном режиме.
Обратная совместимость с USB 3.2, USB 2.0 и Thunderbolt 3: USB4 поддерживает совместимость с предыдущими версиями спецификации USB и, благодаря своей основе Thunderbolt 3, также поддерживает альтернативный режим TB3.
Оптимизация полосы пропускания видео и данных: USB 3.2 выделил фиксированную полосу пропускания для данных или видеосигнала, а в альтернативном режиме DP, предоставил 100% полосы для видео. USB4 динамически распределяет полосу пропускания для видео и данных в зависимости от реальных потребностей.
Зарядка 100 Вт: все устройства USB4 поддерживают подачу питания через USB. Когда устройство подключено к порту USB4, USB PD заключает «контракт» на поставку мощности, безопасно обеспечивая до 100 Вт (5A / 20V).
Что такое туннелирование протокола? Когда устройства взаимодействуют друг с другом, они делают это по определенному протоколу. Если оба устройства могут взаимодействовать и понимать один и тот же протокол, соединение будет установлено. По сути, туннелирование протоколов создает «канал» с одним протоколом и использует его для отправки данных в другом протоколе. Туннелирование протокола USB4 создает туннель USB-C, через который можно отправлять данные DisplayPort или PCIe. Туннелирование протокола USB4 похоже на альтернативный режим, но не требует контроллера DP или PCIe.
Что такое USB4 Fabric? Слово «ткань» — это метафора, используемая для описания сети взаимосвязанных устройств, таких как коммутаторы. На рисунке пересекающиеся устройства напоминают структуру ткани. Этот термин был принят Форумом разработчиков USB (USB-IF) для описания того, как туннельная архитектура USB4 динамически управляет подключением между маршрутизаторами USB4, чтобы несколько протоколов могли одновременно использовать ресурсы коммутаторов.
Будет ли Apple поддерживать USB4? Новые MacBook и Mac Mini от Apple будут первыми, в которых будут использоваться собственные процессоры Apple Silicon на базе Arm, поэтому возникли некоторые сомнения в отношении поддержки USB4. Однако Apple смогла реализовать поддержку как USB4, так и Thunderbolt 3 к моменту выпуска продукта.
Стандарты USB
Скоро все USB-соединения станут быстрее! На рынок вышли продукты, совместимые со стандартом Thunderbolt ™ 3. Это последнее поколение интерфейса обеспечивает как подачу питания, так и двунаправленную передачу данных со скоростью, в 4 раза превышающей скорость USB 3.2 Gen 2, и может создавать невиданные ранее вычислительные возможности для персональных устройств.
Таблица 1: Типы, стандарты и скорости USB-кабелей
Также известный как
Год выпуска
Типы разъемов
Максимальная скорость передачи данных
Длина кабеля**
USB-A USB-B USB Micro A USB Micro B USB Mini A USB Mini B USB-C *
USB 3.0 USB 3.1 Gen 1 SuperSpeed
2008 (USB 3.0) 2013 (USB 3.1)
USB-A USB-B USB Micro B USB-C *
USB 3.1 USB 3.1 Gen 2 SuperSpeed + SuperSpeed 10 Гбит/с
USB-A USB-B USB Micro B USB-C *
USB 3.2 SuperSpeed 20 Гбит/с
USB4 Gen 2×2 USB4 20 Гбит/с
USB4 Gen 3×2 USB4 40 Гбит/с
* USB-C более широко известен как тип C или USB Type C
** Длина кабеля — длина, указанная в спецификации. Более длинные кабели можно получить, используя активные кабели, а в некоторых случаях — более длинные пассивные кабели.
Поддерживает ли USB-C USB 2.0? Но сначала давайте проясним разницу между USB-C и USB. USB-C — физический разъем, и, несмотря на название, он не подразумевает поддержки какой-либо конкретной версии стандарта USB. Фактически, разъем USB-C можно использовать для подключения периферийных устройств с использованием других стандартов интерфейса, таких как Thunderbolt 3. При покупке кабелей USB-C обязательно проверьте поддерживаемую мощность зарядки и скорость передачи данных USB. Зарядный кабель, поддерживающий USB 2.0, может быть длиннее, чем кабели USB 3.x и USB4, но его скорость передачи данных ограничена 480 Мбит/с, и он не поддерживает альтернативные режимы.
Стандарты USB-разъемов
Стандартный универсальный разъем, который есть практически на каждом настольном ПК и старых ноутбуках, а также на телевизорах, игровых консолях и медиаплеерах. Хотя разъемы USB 3.0 тип A (синие) имеют больше внутренних контактов, форм-фактор тот же, поэтому он может работать с любым портом тип A, даже с USB 1.1. Однако передача данных будет ограничиваться скоростью старшего поколения.
Порт тип B, наиболее часто используемый для подключения принтеров и внешних жестких дисков к настольным компьютерам, на самом деле имеет две разные конфигурации. Один предназначен для скоростных протоколов USB 1.1 и 2.0, а другой — для использования со спецификациями USB 3.0 и более поздних версий.
Соединение Mini B чаще всего используется портативной электроникой, такой как цифровые камеры, MP3-плееры и некоторые сотовые телефоны, и только со скоростями USB 1.1 и 2.0. Существуют как 4-контактные, так и 5-контактные версии разъема Mini B.
Разъем Micro B имеет одну конфигурацию для USB 2.0 и другую конфигурацию для USB 3.0 и более поздних версий. Разъем Micro B встречается во многих популярных моделях смартфонов Android™ и внешних жестких дисках.
Разработан для поддержки устройств с меньшим, более тонким и легким форм-фактором. Тип C достаточно тонкий для смартфона или планшета, но достаточно прочный для портативного компьютера. Фактически, многие новые ноутбуки лишены портов Ethernet USB-A и RJ45 и предлагают USB-C в качестве единственного порта для видео, сети, передачи данных и зарядки. Это побудило другие протоколы, включая Thunderbolt ™ 3, DisplayPort, MHL и HDMI, принять USB-C в качестве стандартного разъема.
Альтернативные режимы позволяют выводам данных на разъеме USB тип C передавать другие типы сигналов. Например, альтернативный режим DisplayPort (также называемый альтернативным режимом DP) позволяет кабелю USB-C подключать ноутбук или планшет с поддержкой DP напрямую к телевизору или монитору компьютера с портом USB-C.
Цветовая кодировка порта USB
Порты и разъемы USB иногда имеют цветовую маркировку для обозначения спецификации USB и поддерживаемых ими функций. Эти цвета не определены спецификацией USB и не совпадают между производителями оборудования. Например, Intel использует оранжевый цвет для обозначения порта зарядки, тогда как производитель компонентов для промышленного оборудования выбрал оранжевый, чтобы обозначить порт USB с надежным механизмом удержания.
Таблица 2: Типы портов USB
Спецификация USB
USB-A или USB-B Micro USB-A
USB-A или USB-B Micro USB-B
USB 3.0 SuperSpeed
USB-A для сна и зарядки
USB 3.1 Gen 2 USB 3.2
Обычно обозначает порт «всегда включен».
USB-A для сна и зарядки
USB 2.0 или USB 3.0
Более высокая мощность или «всегда включен» порт
USB-A для сна и зарядки
Возможность зарядки. Иногда только зарядка.
Функции USB
На базовом уровне стандарты USB просто позволяют хосту, например компьютеру или планшету, связываться с периферийными или другими устройствами. Но по мере развития технических характеристик USB стал больше, чем просто интерфейсом передачи данных. Ниже приведены последние функции USB, доступные на многих современных устройствах. Устройство может поддерживать одну или несколько из этих функций:
Подача питания По одному кабелю USB-C может передаваться до 100 Вт мощности, что устраняет необходимость в отдельном блоке питания. Это особенно полезно для периферийных устройств, потребляющих много энергии, таких как внешний жесткий диск. Однако не все устройства или порты поддерживают USB Power Delivery; если вы не уверены, посмотрите технические характеристики вашего устройства или руководство пользователя.
Примеры USB-питания
 |  |  |  |
| Устройства с аккумуляторным питанием можно заряжать через USB-порт ноутбука. | Док-станция может питать или заряжать ноутбук, без его подключения к розетке переменного тока. | Энергозатратное устройство, такое как жесткий диск, можно заряжать непосредственно от ноутбука. | Монитор, подключенный к розетке, может питать или заряжать ноутбук во время работы. |
Battery Charging 1.2 Если вы заряжали свой телефон от порта USB вашего ПК, вы знаете, насколько полезной может быть эта функция. Спецификация BC 1.2 определяет новый тип порта, порт зарядки, который соответствует стандартам, гарантирующим, что батарея будет заряжаться безопасно и стабильно. Это также позволит устройству потреблять больше энергии, чем стандартный порт USB, для более быстрой зарядки. Обычный порт USB 2.0 обеспечивает до 500 мА (0.5 А), а порт USB 3.0 — до 900 мА (0.9 А). Порт, совместимый с BC 1.2, обеспечивает ток до 1.5 А даже при одновременной передаче данных. Это также позволяет заряжаемому устройству передавать требования по питанию USB зарядному устройству, обеспечивая оптимальную зарядку.
USB On-the-Go USB OTG позволяет мобильным устройствам, таким как смартфон или планшет, выступать в качестве хоста для других USB-устройств, таких как флэш-накопители, клавиатуры и мыши. С USB OTG мобильное устройство может использовать функциональные возможности периферийных устройств, сохраняя при этом возможность подключения к компьютеру и выступать в качестве запоминающего устройства большой емкости, которое будет использоваться на компьютере. Для устройств, совместимых с USB OTG, потребуется адаптер OTG для подключения периферийных устройств.
DisplayPort Alt Mode В альтернативном режиме DisplayPort разъемы и кабели USB-C могут передавать как данные USB, так и видео и/или аудио VGA, DVI, HDMI или DisplayPort. Доступны адаптеры для подключения DisplayPort через USB-C к мониторам VGA, DVI, HDMI и DisplayPort. Альтернативный режим DisplayPort не требует использования драйверов, поэтому он работает по принципу plug-and-play.
Технология Thunderbolt ™ 3 поддерживает разрешение видео 4K на двух мониторах DisplayPort одновременно, что идеально подходит для цифровой рекламы и высокопроизводительных игр.
USB док-станция
С помощью портативной док-станции USB размером со смартфон возможно увеличить функциональность порта USB или Thunderbolt ™ на MacBook или другом ноутбуке. Новейшие док-станции Thunderbolt ™ 3 обеспечивают невероятную скорость двунаправленной передачи данных до 40 Гбит/с, что идеально для быстрой передачи больших медиафайлов между устройствами. Когда Wi-Fi слабый или недоступен, они могут предоставить доступ к проводной сети Ethernet. Док-станции предлагают простой способ добавить на устройство надежную функциональность Thunderbolt ™ в HDMI или Thunderbolt ™ в DisplayPort и поддерживают воспроизведение видео высокого разрешения 4K и цифрового звука на двух больших мониторах одновременно.
Невероятная история происхождения USB — порта, изменившего всё
В стародавние времена для подключения чего-либо к вашему компьютеру – мыши, принтера, жёсткого диска – требовался зоопарк кабелей. Возможно, вам нужен был коннектор PS/2 или последовательный порт, Apple Desktop Bus или DIN; возможно, параллельный порт, SCSI или кабель Firewire. Если вы слышали об этих вещах, или если не слышали – благодарите USB. Когда её впервые выпустили в 1996 году, её идея содержалась прямо в названии: универсальная последовательная шина. А чтобы быть универсальной, она должна была уметь просто работать. «Заменяемые нами технологии – последовательные порты, параллельные порты, порты для мыши и клавиатуры – все требовали серьёзной программной поддержки, и после каждой установки устройства требовались многочисленные перезагрузки, а иногда даже вскрытие корпуса», — сказал Аджай Бхатт, вышедший на пенсию в 2016-м после работы в Intel. «Наша цель была такой – взял устройство, воткнул его в компьютер, и оно заработало».
Заставить технологию работать получилось у инженеров из Intel в Орегоне, и именно Intel уговорил индустрию поддержать этот стандарт, поскольку той необходимо было облегчить работу с ПК, чтобы продавать их в больших количествах. Однако популяризацией стандарта занялся человек, изначально бывший скептиком: к удивлению многих гиков в 1998 году под руководством Стива Джобса Apple выпустила прорывной первый iMac, который поддерживал только USB. Увеличенная скорость USB 2.0 обеспечила возможность использования новых периферийных устройств, например, флэш-драйва, помогшего убить дискету, Zip и CD-R. Затем последовала целая процессия подключаемых устройств: диско-шары, массажёры для головы, ключи с паролями, бесконечное количество зарядок для телефона. В мире сейчас по одной из оценок насчитывается шесть миллиардов USB устройств.
Теперь на пятки типичным портам USB Type-A и Type-B ports наступает новая конструкция кабеля, Type-C, доступная на телефонах, планшетах, компьютерах и других устройствах – и, к счастью, в отличие от старых USB-кабелей, она двусторонняя. Следующее поколение USB4, которое выйдет в этом году, сможет выдавать скорости до 40 Гбит/с, в 3000 раз быстрее самой скоростной версии первой USB. Бхат не мог бы себе такого представить, когда в начале 90-х, будучи молодым инженером в Intel, он пытался установить мультимедийную карточку. Остальное – история, которую журналист Джоэл Джонсон записал с помощью нескольких ключевых персонажей. Их воспоминания были отредактированы для чёткости изложения.
«Я знал, что компьютеры можно упростить»
Аджай Бхатт: Я думаю, примерно в 1992-м – а в 1990-м я поступил на работу в Intel – я начал приглядываться к ПК. Мне всегда казалось, что они слишком сложные в использовании. Это мнение было основано на наблюдении за тем, с каким трудом моя семья управлялась с компьютерами и пыталась выполнить некую простую задачу типа печати документа.
Аджай Бхатт
Даже мне было трудно их использовать, а я ведь техник. Я испытывал трудности с обновлением ПК, когда начали выходить мультимедийные карточки. Я посмотрел на эту архитектуру, и подумал – знаете что? Есть лучшие способы работы с компьютерами, а этот просто слишком сложный.
Бала Кадамби (менеджер архитектуры интерфейсов ввода/вывода, директор Intel по технологическим стандартам I/O): если вернуться к истокам ПК, то он был основан на проектах и документации железа от IBM – и BIOS и интерфейсы. Его собирали, считая, что он будет использоваться специалистами. Но к концу 90-х стало ясно, что в ходе эволюции ПК должен стать более простым в использовании.
АБ: Изначальной целью было привлечь новый класс пользователей и продвигать новых пользователей компьютеров. И всё это началось в 1992. Я пришёл на работу, и предложил эту идею нескольким менеджерам, но особого интереса не увидел. Люди не понимали пользы чего-то вроде USB, но я переживал за эту идею. Я знал, что компьютеры можно упростить, и что вам не нужен специалист из IT-отдела для установки принтера, настройки клавиатуры, мыши или поддержки нескольких устройств ввода.
Сначала: микропроцессоры
БК: И Intel, и Microsoft представляли себе бизнес, выходящий за пределы первых 10 млн пользователей, и хотели, чтобы железо и программы на ПК было проще использовать, чтобы они были более удобными и стандартизованными.
Первой из этих инициатив стала шина PCI (взаимосвязь периферийных компонентов) [Peripheral Component Interconnect]. Она задумывалась для того, чтобы некоторые системы в корпусе ПК было проще устанавливать, инициализировать, обновлять и поддерживать. Инициатива постепенно развилась в идею plug and play [включил и играйся]. PCI стал первым стандартным 32-битным интерфейсом, и постепенно превратился в PCI Express.
Но даже в рамках PCI у каждого вида периферии были разные характеристики в передаче данных внутрь и наружу из ПК. В некоторых случаях требовалось использовать разъёмы-адаптеры вне ПК, или дополнительные карточки внутри.
АБ: Основной трудностью в то время было существование множества способов подсоединения к железу. То есть, каждый раз, когда вы что-то меняли, требовалось проводить серьёзные изменения в ОС и в приложениях.
Все считали это наибольшей трудностью, и мой начальник, по сути, объявил, что эти изменения проводить нельзя: «Не думаю, что у тебя получится. Ты не понимаешь архитектуру ПК». Я ответил: «Нет, нет. Мы можем это исправить. Поверьте мне. Это возможно». Мне было трудно убеждать его.
БК: В то время ПК был не ноутбуком, это был настольный компьютер. В ту эру ноутбуки только появлялись, они были громоздкими, большими коробками. Буквально, я бы сказал, устройство было портативным, если у него была ручка. Если ручки не было, это был настольный компьютер.
Подключая эти устройства, вы постепенно утопали в беспорядке – свой стандарт для аудио, свой для модема, свой для SCSI принтера. У каждого из них были свои артефакты при работе. Ориентация разъёма. Можно ли подключать на лету, или надо перезапускать компьютер. Есть ли в компьютере ПО, или надо устанавливать его дополнительно с дискеты. Будет ли всё работать, если перенести устройство с одного интерфейса на другой.
АБ: положительных ответов я не добился, поэтому переместился в компании по горизонтали в параллельную группу, и начал работать под началом господина Фреда Поллока. В то время в компании работало совсем немного «заслуженных исследователей Intel». Это наиболее выдающиеся технари компании. Он был невероятно умным, одним из крупнейших специалистов по информатике. Я поговорил с ним, и он среагировал так: «Не знаю. Знаешь что – попробуй-ка убедить сам себя». Это то, что мне было нужно. Мне нужен был человек достаточно широких взглядов, который позволит мне рискнуть.
Но я не стал полагаться исключительно на него. Я начал доносить эту идею до других групп внутри Intel. Говорил с бизнесменами, говорил с технологами, и в итоге я даже пообщался с Microsoft. Мы побеседовали с другими людьми, которые в итоге стали нашими партнёрами — Compaq, DEC, IBM, NEC и т.д.
По сути, мне пришлось не только оформить эту идею внутри компании, но и заручиться поддержкой внешних агентов, и, естественно, у каждого человека в каждой компании было собственное мнение по поводу того, как всё должно быть. Общим было то, что все в итоге согласились с тем, что ПК использовать слишком сложно, и даже проектировать оборудование для него сложно. Что-то нужно было делать, и вот с этого всё и началось.
«Много штурмов, много обсуждений»
“В феврале 1992 года, когда Intel и другие работали над выпуском PCI и концепции PnP, группа компаний встретилась в Редмонде для обсуждения стандартизации внешних интерфейсов ПК.
БК: Это была спонтанная встреча. Ясно было, что даже постановку нашей задачи плохо понимали, не говоря уже о том, как её решать. В тот момент я уже управлял командой, разрабатывавшей PCI и PnP в Intel, поэтому мы обладали достаточными знаниями для того, чтобы понять, какой сложной будет эта задача.
Мы не могли оценить это с точки зрения потенциала будущего применения и требований технологии. Так что решение текущей проблемы, возможно, и было очевидным, но чтобы представить, как будут выглядеть интерфейсы ПК через несколько лет, нам пришлось начать исследования. Встречаться с компаниями. Беседовать с аналитиками. Беседовать с конечными пользователями. Следить за трендами в бизнесе и на потребительском рынке.
АБ: Медленно, но верно я начал убеждать людей из Intel в необходимости всех тонкостей тех требований, что были у нас, и которые в итоге превратились в USB. Думаю, где-то в 1993-м мы достигли внутреннего согласия, и взялись за работу.
Все эти убеждения отняли где-то год-полтора. Прошло много штурмов, много обсуждений на ранних стадиях разработки, когда нам нужно было преодолевать скептицизм людей и формировать у них одинаковое представление о способах решения задачи.
К концу 93 или началу 94 я собрал небольшую команду. У нас в Intel были внутренние рабочие группы, генерировавшие идеи, занимавшиеся аналитикой и писавшие спецификации. А ещё мы регулярно работали с внешними партнёрами.
Тогда проект назывался Serial Box. Названия у него не было. Всё шло от технологий.
Работа над Serial Box в закусочной в 2 ночи
К Аджаю и Бале, познакомившимся благодаря совместной работе над инициативой PnP, присоединился Джим Паппас, эксперт по системам ввода/вывода, а также специалисты по маркетингу. Летом 1994 года они сформировали рабочую группу.
Джим Паппас (технический руководитель, а теперь директор технических инициатив в Intel): мы были очень сфокусированной и преданной командой. Наша четвёрка – я, Бала, Аджай и Стив Уолли, были очень, очень активными и очень тесно общались – особенно мы с Балой. Я не звонил ему домой уже лет пятнадцать, но когда я поднимал трубку, мои пальцы сами набирали его номер – настолько часто мы общались. Это было невероятно.
Мы устраивали то, что называли заряженным завтраком. Допустим, у нас была назначена встреча с компанией на их территории. Мы могли слететься на место в различное время из различных городов. В час-два ночи мы встречались в какой-нибудь закусочной, Denny’s или другой. И там мы устраивали то, что называли заряженным завтраком. «Что мы завтра скажем, что нам нужно?» У нас была привычка не только работать вместе, но и работать почти круглосуточно, и это были невероятно интересные ощущения.
БК: Мы буквально отправились в путешествие на год. Мы посетили порядка 50 компаний по всему спектру индустрии – принтеры, сканеры, устройства связи, промышленные контроллеры, клавиатуры, мыши, джойстики, модемы и т.п. Я потрясён, какой большой интерес был к такой простой вещи, как стандартный внешний интерфейс. Энтузиазм рождался потому, что у всех этих компаний были свои требования, и они считали, что их рыночные возможности ограничиваются текущими интерфейсами.
Однако крупнейшей проблемой было то, что мы не решали особых проблем, только облегчали существующее положение дел. Всё уже можно было куда-то воткнуть, поэтому вставал сложный вопрос, «зачем нужно принимать стандарт до выхода следующего?»
Создание команды
Команда Аджая, Балы и Джима выросла в более крупную группу в Intel. Её разделили на отдельные дисциплины: протоколы, организация битов, электромеханические вопросы – коннекторы и кабели – бизнес-группа, группа по адаптации.
АБ: Мы организовались для проведения атаки на все аспекты технологии и успешный выход на рынок, поскольку хотели учесть все нюансы. Мы хотели не только выпустить спецификации, но и помочь разработчикам выпускать продукты, связанные с технологией.
Мы не остановились после того, как закончили со спецификациями, и придумали рецепт разработки различных предложений. Также мы сделали т.н. «программы функциональной совместимости» – когда вместе собирались разные производители, их проверяли на заранее заготовленных тестах, и мы убеждались, что все следуют спецификации, и что все устройства будут работать вместе без проблем.
И хотя мы были альянсом, мы были похожи на стартап, обращающий внимание на все аспекты не только спецификаций, но и разработки продукта, и, в итоге, вывода его на рынок.
ДП: Аджай руководил техническими спецификациями, Бала инженерами, я руководил всей программой. Мы собирали группу инженеров. По-интеловски ситуация называлась «двое в одной коробке», когда у вас есть два менеджера. Я попросил Балу присоединиться ко мне в деле управления программой. Мы как бы встали спина к спине. Он смотрел внутрь Intel и управлял инженерами, я следил за прогрессом в индустрии.
БК: Джим занимался внешними сношениями, внешним выстраиванием индустрии, собирал группу промоутеров, форум индустрии. У него талант представления аспектов технологии для рынка. Он часто перепоручал мне выступления, но мы работали над ними совместно. В конце каждого дня мы обменивались информацией, держа друг друга в курсе. Звонили в 11 вечера. Так продолжалось годами. Телефон звонил, и наши супруги думали: «Это, наверное, Бала. Это, наверное, Джим». Такой был режим.
АБ: Думаю, у нас всё получилось потому, что всё, что мы делали, было хорошо реализовано. И я знал, что так будет, поскольку у нас были многоплановые команды, в которых работали эксперты по ПО и ОС. У нас были люди, знавшие, как создавать системы, например, IBM и Compaq. У нас были люди, знавшие, как делаются чипы, например, Intel и NEC. У нас была компания Nortel, которая знала, как создавать телефонию и прочие вещи, которые в итоге стали очень важными. Собрав команду экспертов, мы смогли уменьшить риск, и гарантировать спецификации широкого применения, подходящие для различных вариантов.
БК: Аджай был сердцем разработки спецификаций. Это была его страсть. Он также страстно относился к пониманию требований, чтобы гарантировать, чтобы спецификации соответствовали требованиям. Инженер Джефф Моррис тогда уже переехал из Санта-Клары в Орегон, чтобы работать с моей командой. Он знал, что ему очень хочется работать над этим проектом. Он написал добрую половину первых спецификаций вместе со всеми техническими описаниями, необходимыми для разработки технологии.
АБ: Спецификации мы закончили где-то к 1995-му. Проходила торговая выставка COMDEX. Нашей целью было закончить спецификации как раз к ней, к ноябрю 1995. Потом мы начали работать над продуктами и всем таким. Это был длинный путь, но в итоге индустрия поняла, что эта работа реально решала множество проблем ПК.
Проблема с Firewire и другими интерфейсами
Компьютерные компании очень хотели облегчить подключение устройств, но среди приложений, требовавших увеличения скорости интерфейсов, особенно выделялось видео. Цифровые мультимедиа были ещё в зародыше, однако передача видео на компьютеры и его скачивание стало одной из главных задач изготовителей компьютеров и периферии. Инженеры Intel, работая над интерфейсом, который потом станет USB, также изучали возможные более быстрые альтернативы.
БК: В целом потоковые мультимедиа, передача видео с и на ПК было той областью, которую мы могли выдвинуть на первый план и сказать: «Вам надо уметь делать что-то подобное». Думаю, что в целом большинство компаний признавали, что если устройства будет проще использовать, то проще будут и покупки, обновления, поддержка и обслуживание. Также им будут делать меньше возвратов и реже звонить в поддержку.
Собирая требования, мы одновременно оценивали технологии, способные уложиться в них. Нам явно не хотелось изобретать что-то новое, если уже имелось что-то достаточно похожее или достаточно хорошее.
Мы изучили порядка 12 различных технологий. Самой очевидной была IEEE 1394, которую потом окрестили Firewire. Когда я впервые начал появляться на этих встречах комиссии, чтобы проверить, сработает ли технология, 1394 был интерфейсом на 10 Мб. Казалось, что это технология, которая ищет проблему, которую она могла бы решить. У них уже было что-то, но они не были уверены в том, для чего это использовать, и эта технология развивалась. Она была чуть более сложной и дорогой, чем было необходимо для ПК. С другой стороны, у неё были потенциально полезные элементы.
Мы посмотрели на тогдашнее поколение технологий типа Ethernet. Мы изучили интерфейсы для аудио. У Apple тогда был интерфейс GeoPort. Мы даже побеседовали с Apple, чтобы узнать, будет ли им интересно развивать этот проект. Но не сложилось. Ещё одним стандартом индустрии был Access Bus.
АБ: Я лично объездил огромное количество разных форумов. Я беседовал с людьми из смежных областей, и сказал: «Ребята, давайте соберём все наши применения». Для музыки есть интерфейс MIDI, и его используют многие синтезаторы, клавиатуры, и всё такое. Помню, как у меня была встреча с ключевыми производителями телефонии в Далласе, поскольку там было большое количество внешних партнёров. Мы пытались убедить людей, что компьютерную телефонию можно делать при помощи чего-то вроде USB, и многие люди думали, что мы не сможем поддерживать определённые вещи такого рода. Было мнение, что HP хочет заставить принтеры общаться с компьютером по инфракрасному каналу связи.
БК: Я бы сказал, что параллельно в течение пары лет развивались USB, 1394 и Access Bus. В 93-94 годах. А потом уже образовалась широкая общественная поддержка USB. Тогда её называли Serial Bus. Мы ещё не придумали названия.
Как USB получила своё название
БК: Для назначения названия USB потребовались значительные усилия комитета. У нас было три пути. Кто-то думал, что название, состоящее из цифр, не приживётся. Слишком технологично. Не надо называть его как-то типа 1394. Это номер спецификации, а надо сделать что-то, с чем пользователи смогут ассоциироваться. Мы пытались придумывать потребительские названия. А потом мы решили, что слишком далеко отошли от того, чем был проект USB.
Если вы не заметили, то в Intel обожают акронимы. Если обратиться к нашей организации, то множество названий команд, организаций, проектов, технологий состоят из акронимов. Нам надо было отталкиваться от этого, а также от универсальности решения. Мы поигрались с этим. Как мы можем это расширить?
С другой стороны, слово «шина» казалось контринтуитивным, однако индустрия знала, что оно означает. Поэтому мы его оставили. Другие интерфейсы были параллельными – SCSI, параллельный порт, и тп. Наш новый стандарт был модным. Экономически простым. Эти элементы хотелось вынести в название.
Поэтому вариант universal serial bus вырвался вперёд. Идея была в том, чтобы использовать слово bus [англ. – не только «шина», но и «автобус» / прим. перев.], как нечто, что доставляет вас из одной точки в другую, эффективно и надёжно.
В итоге, я думаю, оно победило за счёт универсальности. Именно это мы и пытались сделать.
ДП: COMDEX было крупнейшим шоу в Лас-Вегасе, и в 1998 мы арендовали большой зал, у нас была большая витрина. Мы арендовали большой павильон, где сделали пресс-конференцию, мы подсоединили к ПК 127 устройств и наняли Билла Ная [известный популяризатор науки / прим. перев.], который подключал последнее устройство, чтобы показать, сколько всего мог поддерживать этот один порт на ПК – у нас там была полная сцена разных принтеров! Мы ходили, трясли одной мышью, потом другой, или печатали то там, то тут.
Ну хорошо, а почему же этот разъём не двусторонний?
АБ: Хороший вопрос. Мы думали над этим, но нашей целью было сделать очень дешёвый порт, и в то время мы пытались решить все проблемы USB с двумя проводами. В то время, если бы мы добавили проводов, чтобы сделать стандарт подключаемым любым способом, пришлось бы добавлять кучу проводов и кучу кремния. Провода и контакт стоят денег, поэтому мы решили остановиться на наиболее дешёвом варианте. У серийных портов и параллельных портов были варианты с 25 контактами, 36 контактами, и так далее. Кабели были толстыми и дорогими. Мы пытались решить все проблемы. Мы были за меньшее количество проводов. Оглядываясь назад, могу сказать, что двусторонний коннектор был бы лучше.
АБ: Нашей целью было сказать, что это должен быть такой интерфейс, который будет работать с мышью, с дорогим принтером или с цифровой камерой. Мы смотрели на диапазон продуктов. С одной стороны, мы хотели, чтобы он был достаточно простым, чтобы стоимость была очень низкой. С другой стороны, мы хотели масштабирования, и сегодня, когда мы беседуем, USB работает на десятках гигабит/с. А первый работал на 12 Мбит/с. Мы прошли долгий путь масштабирования.
Звонок от Бетси Таннер из Microsoft, спасший USB
ДП: Одним из встреченных нами в Microsoft людей была Бетси Таннер, и в то время она была главным инженером по мышам. Я поговорил с Бетси и сказал «если настанет день, когда вы решите не использовать USB для следующей мыши от Microsoft, мне надо знать об этом». И она говорит, «ладно, просьба разумная».
Мы разрабатывали USB – сначала это должна была быть шина на 5 Мбит/с, что на тот момент было быстрее, чем что бы то ни было с задней части корпуса ПК. По сегодняшним меркам это не быстро, но тогда казалось быстрым. А большая скорость нужна была нам для того, чтобы иметь возможность разветвлять подключения через хабы, и, по сути, все устройства, подключённые в один порт, делили бы между собой это быстродействие – не обязательно при этом они бы использовались одновременно, но мы хотели, чтобы всё было достаточно надёжным. Однажды Бетси позвонила мне и сказала: «Джим, ты попросил меня позвонить, если мы решим не использовать USB для нашей мыши. Я звоню, чтобы сказать – мы не сможем этого сделать, потому что у нас есть проблема».
Я спросил: «В чём проблема?» Она сказала: «Ну, 5 мегабит для нас – это слишком быстро».
Я сказал: «Для мыши такой пропускной способности не требуется, и во-вторых, я беспокоюсь, сможем ли мы уложиться в спецификации по электромагнитной интерференции. Сигналы, идущие по проводу, становятся антенной. Будет ли у меня слишком много ЭМ-излучения для того, чтобы создавать цифровой шум?»
Она сказала, «мы могли бы решить эту проблему через изоляцию кабеля, но она добавляет по 4 цента на фут к стоимости. На шестифутовом кабеле [1,8 м] получится 24 дополнительных цента. Я не могу этого сделать. Во-вторых, как мне изолировать кабель, если мышке нужен простой кабель. Он не должен влиять на её движения, и я боюсь, что если сделать изоляцию, он станет слишком твёрдым».
Я сказал: «Бетси, что бы тебя устроило?» Она сказала: «Нам было бы удобно работать с двумя мегабитами в секунду».
Я сказал: «Чёрт, это очень медленно. Ты можешь дать мне неделю?»
Она согласилась. Я обратился к команде, мы обсудили проблему Microsoft, и тогда мы придумали разделение на высокоскоростной и низкоскоростной режимы. Высокую скорость мы довели до 12 Мбит/с. Низкую скорость мы ограничили 1,5 Мбит/с, 3/4 от максимальной, требовавшейся для мыши.
Мы спасли Microsoft, мы спасли мышь. И думаю, что этот звонок от Бетси спас программу. Одна из причин успеха USB состоит в том, что порт уложился в ограничения по стоимости. Он не вызвал значительного повышения стоимости ПК. Можно даже сказать, что со временем он снизил эту стоимость.
В Apple совершено не заинтересовались работой с нами
В конфедерации компаний, помогавших родиться стандарту USB, не хватало одного заметного игрока. Но в 1998 с выходом iMac Apple стала первой, сделавшей USB единственным интерфейсом в своих компьютерах. Именно Apple, не Intel, стала первой известной компьютерной компанией, ассоциирующейся с USB.
АБ: Это интересно. Apple не было в списке, и у них был конкурентный продукт, 1394, или Firewire. У Apple был свой собственный интерфейс. Они ещё тогда славились лёгкостью использования. Но по окончанию разработки спецификаций именно Apple вышли с первым продуктом. Система на основе Windows переходила от DOS к Windows и от Windows 3.1 к Windows 98.
Помните, мы были не маркетологами. Наша идея состояла в значительном изменении компьютерной индустрии. Такой была моя мотивация, как специалиста по информатике. Я хотел устранить неуклюжие интерфейсы, поскольку они ограничивали внутренние расширения, и ограничивали некоторые варианты применения компьютера.
И когда мы всё это начали, мы разговаривали с Apple, и они совершено не заинтересовались работой с нами, они хотели пойти в другую сторону. Когда они приняли спецификации, мы знали, что всё сделали правильно, и начали решать нужную проблему. Мы были только счастливы. Мы считали, что этот пирог надо увеличивать, и тогда каждому достанется значительный кусок. Мы не были разочарованы. Мы восторгались, и каждый раз, когда выходило что-то новое, нам было ещё радостнее, и это подтверждало нашу идею о том, что мы решали верную проблему.
Реклама от Intel с участием Аджая Бхатта: «Наши рок-звёзды не такие, как ваши»
Всё было с USB
ДП: С осени 1996 USB-порты начали появляться на ПК. Осенью у Microsoft вышла Windows OSR 2.1, если не ошибаюсь. Она поддерживала USB. Но её надо было устанавливать; OEM не могли продавать её с новыми машинами. Периферийные устройства выходили, но это не было похоже на то, что случилось в 1998.
Когда вышла Windows 98, случился просто прорыв дамбы. Мир затопили USB-устройства. Помню, как мы со Стивом Уолли были в Токио. Мы пошли в Акихабару, район продажи электроники в Токио, и зашли в один из крупных магазинов электроники. Мы начали ходить и искать что-нибудь с USB. Это было ещё до выхода Windows 98 или примерно в то время. Мы ходили, ничего особенного не видели. Кто-то подошёл к нам и спросил, не нужно ли нам помочь, и мы сказали, «да, мы ищем USB-устройства», и он говорит «а, так это на пятом этаже. Весь пятый этаж посвящён USB-устройствам!»
В этом электронном супермаркете целый этаж был посвящён USB-устройствам. Это был потрясающий момент. Заходишь, а там целые ряды. И всё было с USB.
БК: Кто бы мог подумать, что коннектор, описанный нами в начале 90-х, будет использоваться до сих пор? Такое редко бывает. У нас были ограничения по стоимости, по быстродействию. Он разрабатывался для настольного компьютера, а не для смартфонов. Оглядываясь назад, я считаю чудом, что мы смогли сделать всё, что сделали, и что эта работа выдержала проверку временем – что мы смогли развиваться на её основе, улучшать питание, быстродействие, всё, что было сделано в USB2 и USB3.
Миниатюризация USB вывела нас за пределы эры ПК и прямо в мобильную эру. Мы развивали и другие протоколы, появившиеся с тех пор, кроме USB. И всё хорошее мы вложили в Type-C.
Аджай Бхатт и Бала Кадамби на церемонии European Inventor Award 2013
ДП: С USB-C можно заряжать ноутбук при помощи одного USB-порта. Даже не нужно делать отдельный порт для питания. Это было серьёзное дело. Кто бы мог подумать?
БК: Определение нового коннектора – всегда проблема перехода. Мы очень тщательно подходили к этому вопросу. У нас ушло шесть лет работы на создание возможностей Type-C. За этим стоит огромная работа индустрии.
С этим стандартом связаны два аспекта. Первый – интерфейс, который вы втыкаете, и он меняется. А интерфейс, стоящий за ним, между драйверами устройств и ОС, между устройством и драйверами – это не меняется. Это прекрасно работало 20 лет, и переходит в USB-C.
ДП: Бала как-то раз сделал отличный слайд. Шон Малони был одним из главных вице-президентов, и Бала как-то сфотографировал компьютер Шона сзади. И там было просто крысиное гнездо из проводов. Это было визуальное представление тогдашней индустрии, и эта неразбериха передавала это состояние.
А второй слайд он сделал с USB – первые сто миллионов устройств. Я помню, как мы вставили этот слайд в одну из моих презентаций, и аудитория смеялась. А потом, через несколько лет, мы уже выпускали по 2,2 млрд устройств в год. И никто уже не смеялся. Успех этой штуки был феноменальным. Она стала повсеместным коннектором.