USB, czyli Universal Serial Bus, oznacza uniwersalną magistralę szeregową. Koncepcja powstała w latach 90. XX wieku i dzisiaj nie wyobrażamy sobie komputerów i smartfonów pozbawionych tego portu. Dzisiaj powszechnie stosowany jest standard USB 3.0, znany również jako SuperSpeed USB, wprowadzony w 2008 roku. Nie wyparła go nawet nowsza wersja, USB 4.0, która pojawiła się kilka lat temu.
Spis treści
Przez lata pojawiały się (i znikały) różne typy złącz, a pierwsze standardy USB, jak na dzisiejsze wymagania, nie były zbyt szybkie. Liczyło się jednak coś innego – uniwersalność, a konkretnie możliwość stosowania jednego złącza w wielu różnych urządzeniach i ich peryferiach.
Standardy a złącza USB
Warto na początku rozróżnić standardy USB, które odnoszą się do technicznych możliwości interfejsu, takich jak prędkość przesyłania danych, pobór mocy i kompatybilność, od złącza USB – czyli fizycznego elementu, który umożliwia podłączenie urządzeń do komputera lub innych urządzeń.
Standardy opisywane są numerycznie, od USB 1.0 w 1996 roku, po USB 4.0, który zadebiutował w 2019 roku. Z kolei rodzaje złączy USB obejmują:
- USB-A – prostokątne złącze, najczęściej stosowane w komputerach i innych urządzeniach jako port hosta.
- USB-B – kwadratowe złącze z lekko ściętymi rogami, zwykle używane w urządzeniach peryferyjnych (np. drukarki lub skanery).
- USB-C – nowsze, owalne złącze, które jest dwustronne (ma symetryczną budowę) i oferuje szybsze prędkości transmisji danych. Może również dostarczać więcej mocy, na przykład zasili podłączony sprzęt, pobierający większe ilości prądu, co zwalnia z konieczności stosowania dodatkowych zasilaczy oraz obsługuje różne tryby pracy. Obecnie jest to najbardziej uniwersalne złącze stosowane w szerokiej gamie urządzeń, m.in. smartfonach, laptopach, tabletach, monitorach i dyskach zewnętrznych. Od 2024 roku jest unijnym standardem złącza.
- Mini USB – miniaturowe złącze typu B, kiedyś popularne w urządzeniach przenośnych, ale obecnie zastąpione przez złącze USB-C
- Micro USB – miniaturowe złącze typu B, kiedyś często stosowane w smartfonach, czytnikach i innych małych urządzeniach. Obecnie wyparte przez USB-C.
Oto dlaczego USB 3.0 jest tak popularny
O ile standard USB 1.1 odszedł już do lamusa, jego śladami szybko podąża USB 2.0. Wszystko za sprawą standardu USB 3.0, który oferuje znaczące ulepszenia w zakresie prędkości, możliwości i zastosowań względem starszych standardów, na dodatek nie jest ograniczony do złącza USB-C tak jak USB 4.0. Standard ten będzie nam towarzyszył, dopóki w użyciu są wykorzystujące go komputery, aparaty, skanery, klawiatury, drukarki, pendrive’y czy dyski zewnętrzne, które wyposażone są w złącza USB-A.
Prędkość
USB 3.0, który zapewnia teoretyczną przepustowość do 5 Gb/s, czyli dziesięciokrotnie szybszą niż 480 Mb/s oferowane przez USB 2.0. A są przecież jeszcze ulepszone wersje, tj. USB 3.2 (często określane jako USB 3.1 Gen 1 i USB 3.1 Gen 2), oferujące odpowiednio do 5 Gb/s (SuperSpeed USB) i do 10 Gb/s (SuperSpeed USB 10Gbps).
Warto jednak pamiętać, że szybkość przesyłu danych zależy nie tylko od samego urządzenia, ale też od kabla. Aby osiągnąć maksymalną prędkość, potrzebny będzie kabel USB 3.0. Co więcej, urządzenia USB 3.0 są wstecznie kompatybilne z portami USB 2.0. Oznacza to, że można podłączać urządzenia USB 2.0 do portów USB 3.0, ale będą one działać z prędkością USB 2.0.
W kwestii kabli warto nadmienić, że dla każdego standardu znaczenie ma długość kabla. W specyfikacji każdego rodzaju standardu USB znajduje się informacja o maksymalnej długości kabla. W przypadku USB 2.0 jest to aż 5 metrów, natomiast w USB 3.2 Gen. 1 i 2 kabel nie może być dłuższy niż 3 metry. USB 4 dopuszcza z kolei kabel o maksymalnej długości jedynie 80 centymetrów.
Standardy zasilania i ładowania
W zależności od wersji Universal Serial Bus, przez kabel przepływa prąd o różnym natężeniu. Przekłada się to na kwestie związane z zasilaniem podłączonych urządzeń.
| Standard | Napięcie | Maks. natężenie prądu | Maks. moc |
|---|---|---|---|
| USB 1.0/1.1 | 5 V | 0,1 A | 0,5 W |
| USB 2.0 | 5 V | 0,5 A | 2,5 W |
| USB 3.0/3.1 (Gen1) | 5 V | 0,9 A | 4,5 W |
| USB 3.1 (Gen2) | 5 V | 3 A | 15 W |
| USB–BC (battery charging) | 5 V | 1,5 A | 7,5 W |
| USB–PD (power delivery) | 5 V, 12 V, 20 V | 5 A | 100 W |
W tym kontekście warto zwrócić uwagę na dwa standardy:
- Battery Charging Specification (USB–BC) – jest prostszym i starszym standardem, odpowiednim dla urządzeń o niskich wymaganiach energetycznych.
- Power Delivery (USB-PD) – jest nowszym i bardziej zaawansowanym standardem, oferującym szybsze ładowanie i większą elastyczność dla urządzeń o wyższych wymaganiach energetycznych. Sprawia, że urządzenia peryferyjne nie potrzebują dodatkowego zasilania elektrycznego. Obsługuje dynamiczne negocjowanie mocy, umożliwiając urządzeniu i ładowarce uzgodnienie optymalnej mocy ładowania. Co więcej, umożliwia zasilanie w energię w dwóch kierunkach.
Transfer danych
Inną cechą USB 3.0 jest tryb full duplex. W przeciwieństwie do USB 2.0, które działa w trybie single duplex (jednokierunkowo), USB 3.0 umożliwia jednoczesne przesyłanie i odbieranie danych. Zwiększa to wydajność i pozwala na płynniejszą pracę urządzeń podłączonych przez USB. Dlatego USB 2.0 wykorzystuje cztery styki, które są w stanie przesyłać dane tylko w jednym kierunku, podczas gdy USB 3.0 ma dodatkowych pięć styków, przeznaczonych do transferu – dzięki temu dane można jednocześnie wysyłać w obu kierunkach.
Porównanie standardów USB
| Standard | Inne nazwy | Logo | Data premiery | Obsługiwane porty | Maksymalne transfery danych |
|---|---|---|---|---|---|
| USB 1.1 | Full Speed USB | 1998 | USB-A USB-B | 12 Mbps | |
| USB 2.0 | Hi-Speed USB |  | 2000 | USB-A USB-B USB Micro A USB Micro B USB Mini A USB Mini B USB-C | 480 Mbps |
| USB 3.2 Gen 1 | 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 | 5 Gbps |
| USB 3.2 Gen 2 | USB 3.1 USB 3.1 Gen 2 SuperSpeed+ SuperSpeed 10Gbps |  | 2013 (USB 3.1) | USB-A USB-B USB Micro B USB-C | 10 Gbps |
| USB 3.2 Gen 2×2 | USB 3.2 SuperSpeed 20Gbps |  | 2017 (USB 3.2) | USB–C | 20 Gbps |
| USB 4 | USB4 Gen 2×2 USB4 20Gbps |  | 2019 | USB-C | 20 Gbps |
| USB 4 | USB4 Gen 3×2 USB4 40Gbps |  | 2019 | USB-C | 40 Gbps |
| USB 4 v2 | USB4 Gen 4 | 2022 | USB-C | 80 Gbps |
Co zastąpi standard USB 3.0?
Obecnie najnowszym standardem USB jest USB 4.0, wprowadzony w 2019 roku. Oferuje on jeszcze większą prędkość (do 40 lub 80 Gb/s), obsługę Thunderbolt 3, wideo DisplayPort, dostarczanie mocy do 100 W i lepsze zarządzanie energią. USB 4.0 jest jednak stopniowo wprowadzany na rynek i nie jest jeszcze tak powszechnie stosowanym standardem, jak USB 3.0.
Nie mamy wątpliwości, że USB 3.0 pozostanie popularnym standardem jeszcze przez wiele lat. Niemniej technologie USB nieustannie ewoluują, możemy więc spodziewać się dalszych ulepszeń prędkości, wydajności i funkcjonalności w przyszłych wersjach.
Źródło: Eaton, Conrad, TechLord, Wikipedia. Zdjęcie otwierające: xzx717073557 / Pixabay.com
Część odnośników to linki afiliacyjne lub linki do ofert naszych partnerów. Po kliknięciu możesz zapoznać się z ceną i dostępnością wybranego przez nas produktu – nie ponosisz żadnych kosztów, a jednocześnie wspierasz niezależność zespołu redakcyjnego.