Zbunjeni ste oko USB specifikacija?

No pod istim USB logotipom danas postoje veze čije se performanse mogu razlikovati za nekoliko klasa. USB 2.0 doseže maksimalnu brzinu od 480 Mb/s, dok najnoviji USB4 može prenositi podatke brzinom od 80 Gb/s, a u posebnoj asimetričnoj konfiguraciji čak i do 120 Gb/s u jednom smjeru.

Međutim, razvoj nije bio ujednačen. Neke su generacije korisnicima donijele mnogo, druge su uglavnom bile tehnička međurazdoblja, a neke su bile uočljivije kao novo ime nego stvarna promjena.

Kad bismo rangirali pojedinačne korake u razvoju USB-a prema tome koliko su zapravo promijenili upotrebu uređaja, skala bi se prilično razlikovala od jednostavnog niza brojeva.

USB 3.1 Gen 1 ili USB 3.2 Gen 1 – nova imena, ista brzina

Najmanje uzbudljiv dio evolucije USB-a bilo je razdoblje kada je standard uglavnom mijenjao imena. Izvorni USB 3.0 s brzinom od 5 Gb/s postao je USB 3.1 Gen 1, a kasnije USB 3.2 Gen 1. Za korisnika se praktički ništa nije dogodilo. Brzina je ostala 5 Gb/s. Zbunjenost je postala još veća jer je kada je predstavljen USB 3.2, standard kombinirao tri različite klase performansi pod istim nazivom: 5, 10 i 20 Gb/s. USB-IF (organizacija odgovorna za razvoj, standardizaciju i promociju USB standarda) stoga je kasnije počeo poticati proizvođače da jasno navode stvarne performanse na svojim proizvodima, na primjer USB 5Gbps, USB 10Gbps ili USB 20Gbps.

Ako je korisnik zamijenio USB 3.0 uređaj za onaj s oznakom USB 3.2 Gen 1 i očekivao brži prijenos podataka, nije dobio ništa. Bila je to jedna od najmanje korisnički prilagođenih epizoda u povijesti USB standarda.

USB 3.2 Gen 2×2 je vrlo brz standard koji je tržište gotovo preskočilo

USB 3.2 Gen 2x2 bio je puno zanimljiviji na papiru. Koristio je dvije 10-gigabitne veze i povećao ukupni kapacitet na 20 Gb/s, što je dovoljno za vrlo brze vanjske SSD-ove. USB-IF je dizajnirao USB 3.2 tako da USB-C može koristiti više podatkovnih traka odjednom.

Problem je bio negdje drugdje. Podrška je ostala prilično ograničena. Mnogi laptopi su izravno prešli s 10 Gbps na Thunderbolt ili USB4. Čak i ako korisnik kupi 20-gigabitni vanjski SSD, sam USB-C konektor ne jamči da će uopće dobiti tih 20 Gbps. Zato je USB 20Gbps danas pomalo neobičan međukorak. Tehnološki je vrlo koristan, ali nikada nije postao toliko univerzalan koliko bi se očekivalo s obzirom na njegove performanse.

USB 1.x – spor, ali bez njega današnji USB ne bi postojao

Vratimo se na početak. Prve verzije USB-a danas su gotovo smiješno spore. USB je nudio 1,5 Mbps za sporije uređaje i 12 Mbps u načinu rada pune brzine. Ali brzine nisu bile bitne kod prvog USB-a. Njegova najvažnija zadaća bila je pojednostaviti kaos konektora na računalima.

Prije USB-a postojali su uobičajeni serijski portovi, paralelni portovi za pisače, PS/2 za miševe i tipkovnice te razni vlasnički portovi. USB je uveo puno univerzalniji način povezivanja uređaja i, prije svega, koncept "plug and play". Iz današnje perspektive, 12 Mbps nije velika vrijednost, ali povijesno gledano, prvi USB bio je temelj promjene koja je kasnije omogućila gotovo sve što danas spajamo na računalo.

USB 3.1 Gen 2 – 10 Gb/s je i danas vrlo koristan

Kada se brzina povećala s 5 na 10 Gb/s, razlika je postala opipljiva. Teoretsko ograničenje 10-gigabitne veze je 1,25 Gb/s, ali prijenosi u stvarnom svijetu s dobrim vanjskim SSD-ovima mogu se približiti otprilike jednom gigabajtu u sekundi. Ovo je i dalje vrlo korisna klasa USB-a.

Za vanjski SSD, arhivu fotografija, sigurnosne kopije ili prijenos desetaka gigabajta videa, brzina od 10 Gb/s često je više nego dovoljna za prosječnog korisnika. Ako vanjski SSD može podnijeti oko 1000 MB/s (ili 1 GB/s), u idealnim uvjetima može prenijeti 100 GB podataka za manje od dvije minute.

USB 3.0 – trenutak kada USB više nije bio samo za periferne uređaje

Skok s USB 2.0 na USB 3.0 bio je ogroman. Maksimalna teorijska brzina povećala se s 480 Mb/s na 5 Gb/s, više od deset puta. To je bilo razdoblje kada su vanjski diskovi, brzi USB stickovi i drugi uređaji prvi put dobili vezu koja ih nije tako očito usporavala. S USB 2.0, stvarni prijenos vanjskog diska često je bio ograničen na nekoliko desetaka MB/s. USB 3.0, s druge strane, teoretski je omogućavao 625 MB/s i kasnije je postao dovoljno brz čak i za prve generacije vanjskih SSD-ova.

Povratna kompatibilnost također je bila važna. Stari USB 2.0 uređaj i dalje se mogao uključiti u noviji USB 3.0 priključak, a veza bi se jednostavno prilagodila najsporijoj vezi.

USB4 – USB također postaje priključak za zaslone, PCIe i priključne stanice

USB4 je puno više od sljedećeg usporivača brzine. Njegova arhitektura temelji se na Thunderbolt tehnologiji, koju je Intel stavio na raspolaganje za razvoj standarda, a USB4 može dinamički prenositi više vrsta prometa preko iste veze. To znači podatke, DisplayPort video i, u odgovarajućim implementacijama, PCIe promet. Propusnost se može dinamički dodijeliti između njih na temelju potreba uređaja.

Prve verzije USB4 dopuštale su 20 odnosno 40 Gb/s. USB4 verzija 2.0 podigla je granicu na 80 Gb/s, a za određene aplikacije s vrlo visokim zahtjevima u jednom smjeru, posebno zaslone, moguća je asimetrična veza sa 120 Gb/s u jednom smjeru i 40 Gb/s u drugom smjeru. USB4 ostaje unatrag kompatibilan s prethodnim verzijama USB-a. To već omogućuje vrlo snažne priključne stanice, brze NVMe SSD-ove, više zaslona visoke rezolucije i druge uređaje spojene putem jednog kabela.

Ali USB4 i dalje ima jedan problem. Oznaka USB-C ne govori što konektor zapravo radi. USB-IF izričito upozorava da USB-C nije isto što i USB 3.2 ili USB4. USB-C opisuje fizički konektor. Proizvođač može na njemu implementirati USB 2.0, USB 3.2, USB4, Power Delivery ili razne kombinacije ovih tehnologija.

To znači da dva naizgled identična USB-C priključka mogu ponuditi 480 Mbps odnosno 80 Gbps.

USB 2.0 je generacija koja je USB pretvorila u univerzalni standard

Ne, nismo zaboravili na USB 2.0. Ako bismo gledali samo specifikacije, USB4 bi trebao pobijediti. Ali ako bismo procijenili utjecaj na svakodnevnu upotrebu, USB 2.0 ima nasljeđe koje je teško nadmašiti. Predstavljen je 2000. godine i povećao je brzinu s 12 na 480 Mbps, oko četrdeset puta. Bio je to skok koji je transformirao USB iz priključka uglavnom za tipkovnice, miševe i slične uređaje u praktično sučelje za vanjske diskove, USB stickove, pisače, optičke pogone, kamere, glazbene uređaje, pa čak i mrežna sučelja.

Još impresivnije, USB 2.0 nije nestao. Četvrt stoljeća kasnije, još uvijek se nalazi u novim uređajima. Tipkovnici, mišu ili kontroleru često nisu potrebne stotine gigabita prijenosa podataka, pa je 480 Mbps još uvijek dovoljno. Postoje čak i USB-C kabeli i uređaji koji fizički koriste moderni konektor, ali ostaju USB 2.0 u smislu podataka. USB-IF izričito dopušta ovu opciju.

USB-C možda jest najveća promjena, ali nije generacija USB-a

Bilo bi gotovo nemoguće zanemariti USB-C u povijesti USB-a, iako tehnički ne pripada generacijskoj skali. Prijašnji konektori imali su jasno definiranu orijentaciju. USB-C je to eliminirao, a istovremeno je isti fizički konektor učinio dovoljno fleksibilnim da stane u telefone, prijenosna računala, monitore, vanjske SSD-ove, priključne stanice i punjače.

S USB Power Deliveryjem, njegova je uloga postala još veća. Današnja USB PD specifikacija može osigurati do 240 W snage putem prikladnog USB-C kabela, dok je prije uvođenja Extended Power Rangea ograničenje bilo 100 W. To znači da USB-C više nije samo za punjenje telefona, već može napajati i prilično snažna prijenosna računala za igranje i druge uređaje.

Ali sama fleksibilnost USB-C konektora stvorila je novi problem. Kabel koji izgleda isto kao i drugi može podržavati samo USB 2.0, može biti sposoban za 80 Gbps, može podržavati punjenje od 60 W ili 240 W, može, ali i ne mora prenositi slike.

Zato danas moramo biti posebno oprezni pri kupnji kabela. Inače ćemo puniti telefon s pola snage koju zapravo ima ili kabel uopće neće moći prenositi podatke.

Brzi prijenos podataka ne znači brzo punjenje

Jedna od najčešćih zabluda o USB-C jest da snažan podatkovni priključak automatski znači visoku snagu punjenja. U stvarnosti, podatkovni dio i USB Power Delivery za isporuku napajanja dvije su odvojene stvari. USB-C prvenstveno definira fizički priključak, a proizvođač zatim odlučuje koje će podatkovne standarde i napajanje zapravo podržavati preko njega.

Stoga možemo imati USB-C kabel koji prenosi podatke samo putem USB 2.0 pri 480 Mbps, ali također podržava USB Power Delivery. Suprotno tome, možemo imati brzi podatkovni kabel gdje je snaga ograničena ovisno o kabelu, punjaču ili uređaju. USB-IF izričito naglašava da pojmovi USB-C, USB4 i USB Power Delivery nisu sinonimi i da sam oblik konektora ne pruža nijednu od ovih funkcija.

Međutim, USB Power Delivery je znatno napredovao. USB PD 3.1 proširio je prethodno ograničenje od 100 W na 240 W. Sustav proširenog raspona snage uveo je više napone od 28, 36 i 48 V, omogućujući punjenje od 140, 180 i maksimalno 240 W.

USB-C više nije samo priključak za telefone i tanke ultrabookove. Do 240 W je dovoljno snage za prilično snažna prijenosna računala, monitore, priključne stanice i druge uređaje kojima je prije samo nekoliko godina apsolutno trebalo vlastito napajanje.

Međutim, kabel je opet zbunjujući. Za veću snagu, kabel mora ispunjavati odgovarajuće zahtjeve i ispravno komunicirati svoje mogućnosti putem elektroničke oznake ili E-markera. USB-IF također predviđa označavanje certificiranih USB-C kabela njihovom snagom, danas uglavnom 60 W ili 240 W, kako bi korisnik lakše znao što je kupio.

U praksi to znači da na stolu možete imati dva naizgled identična USB-C kabela. Prvi bi mogao biti spor USB 2.0 podatkovni kabel, ali dovoljno dobar za punjenje prijenosnog računala. Drugi bi mogao omogućiti vrlo brz USB4 prijenos i veliku snagu. Treći bi mogao podržavati brzi prijenos, ali ne i maksimalnu snagu.

USB4 ili Thunderbolt? Koja je razlika?

USB4 i Thunderbolt su danas toliko povezani da ih je lako pomiješati. Intel je doprinio specifikacijom Thunderbolt protokola kao jednim od temelja za razvoj USB4, pa USB4 koristi vrlo sličnu arhitekturu i može prenositi razne vrste prometa preko jedne veze, uključujući USB podatke, DisplayPort i PCI Express.

Ali USB4 i Thunderbolt nisu isti certifikati. Najveća razlika je koliko je onoga što određena oznaka zapravo jamči. USB4 je standard s različitim mogućim mogućnostima i implementacijama. Na primjer, uređaj može podržavati različite brzine prijenosa podataka, a proizvođač mora jasno navesti što određeni priključak može omogućiti.

S druge strane, Thunderbolt je bliže definiran skup značajki koji je certificiran od strane Intela. Stoga, s certificiranim Thunderbolt konektorom, korisnik obično dobiva predvidljiviju kombinaciju podataka, videa i PCIe povezivosti.

Na primjer, Thunderbolt 4 je imao maksimalnu brzinu prijenosa podataka od 40 Gbps, ali Intel je također postavio minimalne zahtjeve za određene mogućnosti konektora. Thunderbolt 5 je znatno podigao ljestvicu. Pruža 80 Gbps dvosmjerne propusnosti, a za zahtjevan video promet, Bandwidth Boost može usmjeriti tri kanala za povezivanje u jednom smjeru, postižući do 120 Gbps u jednom smjeru i 40 Gbps u drugom. Thunderbolt 5 se također temelji na USB4 v2, DisplayPort 2.1 i PCIe Gen 4.

Zanimljivo je da je razvoj USB4 došao do vrlo sličnih brojki. USB4 verzija 2.0 omogućuje rad pri 80 Gb/s, a njegova arhitektura podržava vrlo fleksibilnu alokaciju podataka i propusnosti zaslona.

Najbolji USB nije nužno i najnoviji

Jedna od najvećih značajki USB-a je ta što novija generacija ne znači da je starija potpuno beskorisna. Za tipkovnicu je USB 2.0 i dalje dovoljan. Za obični vanjski SSD, USB 10 Gbps je često sasvim prikladan. Ako spajate brzi NVMe SSD, više monitora i mrežu putem jedne priključne stanice, USB4 40 Gbps ili 80 Gbps postaje znatno zanimljiviji.

USB je napredovao s 1,5 Mbps na 80 Gbps u gotovo tri desetljeća, ali njegov najveći trijumf nije bila samo brzina. Ključ je bio u mogućnosti da nove generacije uglavnom ostanu povezane sa starim.

Kad bismo morali odabrati najvažniju generaciju u smislu utjecaja, USB 2.0 bi i dalje preuzeo krunu. USB 3.0 je učinio vanjsku pohranu stvarno brzom, a USB4 danas transformira USB u univerzalnu vezu za podatke, zaslone, priključne stanice i napajanje.