Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным?

в 11:00, , рубрики: IT-стандарты, usb, USB-C, периферия

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 1
USB Type-C

Что такое USB Gen 1, Gen 2 и Gen 2×2? (предыстория от февраля 2019)

Раньше найти USB побыстрее было просто: выбирайте USB 3.0 вместо USB 2.0. но теперь вам придётся разобраться в том, чем отличаются USB 3.2 Gen 1, Gen 2 и Gen 2×2 – а также в том, чем отличаются разные типы SuperSpeed.

Раньше маркировка была проще

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 2

Давным-давно USB было два основных вида, 2.0 и 3.0. И всё, что вам нужно было о них знать – это то, что 3.0 был быстрее, чем 2.0. Вы могли купить флэшку стандарта USB 2.0, воткнуть её в компьютер с разъёмами USB 3.0, и она подошла бы – просто медленнее, со скоростями 2.0. Ну а если бы вы купили флэшку USB 3.0 и воткнули в разъём 2.0, то также получили бы скорости от 2.0.

Если же вам нужно было достичь максимальной скорости, вы покупали флэшку USB 3.0 и вставляли её в разъём USB 3.0. Всё это было просто и понятно. Но с момента появления USB 3.1 всё поменялось.

USB 3.1 мутит воду маркировок

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 3

Форум по внедрению USB, сокр. USB-IF (USB Implementers Forum), поддерживает спецификации USB и их выполнение, и отвечает за маркировку кабелей и устройств USB. Когда она ввела USB 3.1, то вместо того, чтобы так всё и оставить, отличая этот вариант от USB 3.0, она решила назвать новый стандарт «USB 3.1 Gen 2». А USB 3.0 задним числом переименовали в USB 3.1 Gen 1.

Чтобы усложнить всё ещё сильнее, собственные имена дали ещё и скоростям передачи. USB 3.1 Gen 1, изначально известный, как USB 3.0, способен на скорость 5 Гбит/с – её назвали SuperSpeed.

USB 3.1 Gen 2 способен на скорость в 10 Гбит/с – это назвали SuperSpeed+. Технически он достигает её через кодирование 128b/132b в полностью двустороннем режиме. Полностью двусторонний [full-duplex] режим – крутая штука, поскольку информацию можно и передавать, и получать одновременно. Поэтому он работает быстрее.

Разница между этими двумя вариантами немного сбивала с толку. Но если просто запомнить, что Gen 2 лучше, чем Gen 1, всё будет ОК. Чтобы помочь различать скорости, USB-IF также разработал логотипы, которые производитель может использовать только после получения сертификата, доказывающего соответствие кабеля обещанным спецификациям.

USB 3.2 – ещё быстрее, ещё запутаннее

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 4

В прошлом сентябре USB-IF подробно описал новые возможные скоростные режимы для USB-C и начало спецификации USB 3.2. USB 3.2 будет способен на скорость в 20 Гбит/с. Это в два раза быстрее, чем у USB 3.1 Gen 2. Если вам интересно, как кабель может так быстро удвоить скорость, не меняя ни размер, ни разъёмы – очень просто. У USB-продуктов, способных на скорость в 20 Гбит/с, есть два канала на 10 Гбит/с. Это похоже на упаковку большего количество провода в такой же кабель.

Как и у предыдущих версий, новый стандарт обратно совместим для базовых вариантов использования – однако увеличения скорости без нового железа вы не получите. Если вы покупаете жёсткий диск, обещающий передачу данных на 20 Гбит/с, и подключаете в имеющийся у вас компьютер, то работать он будет, но медленнее, чем то, на что способны USB-порты вашей машины. Чтобы насладиться всеми преимуществами, вам придётся обновить железо с обоих концов.

На всемирном мобильном конгрессе 2019 года USB-IF объявил о новой схеме маркировки нового стандарта. И опять старую схему собираются переименовать задним числом.

Теперь у нас то, что раньше было USB 3.0, со скоростью 5 Гбит/с, станет USB 3.2 Gen 1. USB 3.1 Gen 2, со скоростью в 10 Гбит/с, станет USB 3.2 Gen 2.

Новый стандарт на 20 Гбит/с назовут USB 3.2 Gen 2×2, прерывая предсказуемую последовательность. Физически у него есть два канала по 10 Гбит/с, отсюда и 2×2. В названии есть логика, но оно сбивает с толку, и вам нужно разбираться в железе, чтобы понять его смысл.

Изготовители вместо этого должны писать SuperSpeed

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 5

USB-IF не хочет загружать пользователей подобными терминами. Вместо этого он хочет, чтобы продукты Gen 1 рекламировались, как SuperSpeed USB. Он предлагает производителям распространять продукты Gen 2 под именем SuperSpeed USB 10 Гбит/с, а Gen 2×2 под именем SuperSpeed USB 20 Гбит/с. Но это не значит, что производители обязаны использовать такие наименования. Они могут использовать номенклатуру Gen 2.2, или, если не хотят проводить проверку на соответствие, просто не использовать логотипы и называть всё это как угодно.

Если производители подчинятся, то вопрос с наименованиями будет решаться довольно легко. Нужно посмотреть, есть ли в названии SuperSpeed, и число после него. Если этого нет, то это самый медленный вариант USB 3.2. Если есть число 10 или 20, то это обещание 10 или 20 Гбит/с. Возможно, было бы лучше, если бы USB-IF назвал самый медленный вариант SuperSpeed USB 5 Гбит/с. Но, по крайней мере, наименование звучит довольно логично.

В теории, делу должны помочь логотипы USB. На изображении выше видно, что SS и 10 обозначают USB-кабель как SuperSpeed, способный на скорости в 10 Гбит/с. К сожалению, USB-IF пока не дал официального логотипа для сертификата SuperSpeed USB 20. Вероятно, логотип будет такой же, только вместо 10 будет 20. Но пока это неизвестно.

Если вы вспомните ранние проблемы с USB-C, то ситуация покажется вам довольно знакомой. Внимательно читайте описание кабелей, покупайте их только у проверенных поставщиков. В прошлом мы рекомендовали кабели Amazon Basics, но даже с ними нужен глаз да глаз. К примеру, вот этот кабель от Amazon Basics формата USB-C обеспечивает только скорости от 2.0. А вот этот кабель, который выглядит почти так же, обеспечивает скорость в 10 Гбит/с, и промаркирован, как USB 3.1 Gen 2. И, естественно, это относится не только к кабелям, а вообще к любому оборудованию с разъёмами USB-C.

К сожалению, путаница с наименованиями остаётся. При покупке USB придётся потратить усилия, чтобы знать, что именно вы получаете.

Текущее положение дел (сентябрь 2019)

Новая спецификация USB утверждена. Скоро можно будет переходить с USB 3.2 Gen 2×2 на USB4 Gen 3×2. Только не надо использовать USB4 Gen 2×2 – она нисколько не быстрее предыдущего поколения. Запутались? Добро пожаловать в USB.

И маркировка – не единственное, что может вас запутать. USB-кабели, похожие снаружи, часто могут сильно отличаться внутри. А из-за плохого кабеля ваше устройство вообще может сгореть.

Маркировка моделей USB4 (опять!) запутана

Когда-то маркировка USB была простой. Помните USB 2.0 и USB 3.0? Это было удобно. Всё начало усложняться с появлением USB 3.1 и USB 3.2. А теперь USB4 запутывает всё ещё больше – и, да, он называется USB4. Вы не должны называть его USB 4.0.

Форум по внедрению USB, сокр. USB-IF (USB Implementers Forum), – промышленная группа, управляющая стандартом, — говорит, что USB «предлагает скорости до 40 Гбит/с». Вот только скорости бывают разные. Инженер, знакомый со спецификацией, объяснил это изданию TechRepublic:

После выхода спецификаций можно ожидать новой волны путаницы, — сказал наш источник. – Появится маркировка USB4, однако будет уточнять, что именно имеется в виду, поскольку у неё будут разные варианты. По определению, USB4 должна быть, по меньшей мере, Gen 2×2, что даст вам 10 Гбит/с * 2, то есть 20 Гбит/с. Также будет USB4 Gen 3×2, по 20 Гбит/с на канал. 20 * 2 даст вам 40 Гбит/с".

В итоге всё запутывается. Стандарта USB 3.0 уже нет – его переименовали задним числом в USB 3.1 Gen 1, а потом в USB 3.2 Gen 1. То, что должно было называться USB 3.1, назвали USB 3.1 Gen 2, а потом USB 3.2 Gen 2. Следующую версию, которая должна была называться USB 3.2, назовут USB 3.2 Gen 2×2, вопреки логической последовательности.

Ситуация с «поколениями» (Gen) USB абсурдно запутана и за ней крайне сложно следить, особенно когда USB-IF постоянно переименовывает предыдущие поколения стандарта.

Не все USB-кабели были созданы равными

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 6

Допустим, вы хотите воспользоваться преимуществами скоростей на 40 Гбит/с. Вам нужно будет купить кабель, сертифицированный на 40 Гбит/с. Вы не сможете просто взять любой старый кабель и ожидать, что он будет работать на таких скоростях. Однако сертификация не обязательна. Какие-то несертифицированные кабели тоже смогут правильно работать, и какие-то производители кабелей не озаботятся сертификацией своей продукции.

Однако отличаться могут не только скорости передачи данных. Не каждый кабель может выдавать необходимую мощность. Разные кабели будут заряжать устройства с разной скоростью. Только потому, что у кабеля есть возможность передавать данные на большой скорости, не означает, что он будет быстро заряжать устройства – и наоборот.

Ситуация с кабелями продолжает усложняться. И если мы уже определились с прекрасным разъёмом USB-C, который можно втыкать любой стороной, то остальная часть кабеля стала менее стандартной и более противоречивой.

И даже если кабель со стороны кажется новым, то внутри он может и не быть таким. Многие кабели USB-C внутри, по сути, представляют собой лишь USB 2.0. Они разработаны для зарядки, а не для высоких скоростей. В некоторые кабели встроена поддержка «альтернативных режимов», к примеру, Thunderbolt 3. Это совместный проект Intel и Apple, предлагающий скорость в 40 Гбит/с. Однако такую скорость способны развивать только устройства с Thunderbolt 3 внутри, и чтобы воспользоваться ею, вам нужен кабель с поддержкой Thunderbolt 3.

USB4 немного упрощает эту ситуацию, устраняя необходимость в Thunderbolt 3 и предлагая 40 Гбит/с – но, опять-таки, только если у вас есть устройства, поддерживающие её, и специальный кабель.

Существуют и другие альтернативные режимы, например, HDMI и MHL. Не все USB-кабели были созданы равными.

Плохие кабели USB-C всё ещё существуют

С первых дней существования USB-C в природе затаились плохие кабели. Некоторые из таких кабелей могут даже сжечь ваше устройство, если вы подключите их к ноутбуку или какому-то другому зарядному устройству. Сам по себе кабель USB-C должен, по идее, предотвращать получение слишком большой энергии устройством от зарядника.

Но многие производители кабелей не заботятся о правильной схеме работы продукции. Некоторые кабели позволяют устройствам получать слишком много энергии, когда они подключаются к заряднику через традиционный порт USB-A. Известен случай, когда даже официальный зарядный кабель, поставлявшийся со смартфоном Oppo OnePlus, относился к категории плохих. Когда вы заряжали телефон Oppo, всё было нормально, но если вы подключали этот USB-C кабель к другому телефону, он мог повредить ему.

Вы должны не просто взять первый попавшийся кабель для зарядки, но проявить разумную осторожность и изучить этот вопрос. К счастью, процесс сертификации от USB-IF должен помочь гарантировать успех в поисках хорошего кабеля. Ищите отметку о сертификате. Однако не все кабели имеют сертификат. Несертифицированных кабелей полно, и многие из них даже прекрасно работают!

Нам нравятся кабели AmazonBasics – они недорогие, сертифицированные, и явно размечены по скоростям. И, да, названия у них могут сбивать с толку, поскольку USB – штука сложная: «AmazonBasics USB Type-C to USB-A Male 3.1 Gen2».

Неудивительно, что Apple до сих пор не может отказаться от Lightning

Почему стандарт USB нужно было делать таким сложным? - 7

Apple до сих пор использует на своих iPhone порты Lightning. Эти разъёмы похожи на USB-C, однако он проприетарные. Apple сама делает свои кабели для Lightning, однако их могут делать и другие производители. Есть только один нюанс: Apple должна выдать сертификат на кабель и поставить особый чип, чтобы он работал. В отличие от USB, производители не могут делать ненадёжные кабели, которые вроде бы работают, но доставляют проблем. У Apple есть право вето благодаря сертификации MFi.

И кабель Lightning бывает только одного вида. У него нет никаких разных «режимов работы», которые бы существовали в одном кабеле, и имели сбивающие с толку названия вроде «Lightning 3.2 Gen 2×2» или «Lightning4».

Как бы это ни раздражало индустрию, но Apple, не отказываясь от кабелей Lightning, реально упростила ситуацию, сделала её менее запутанной. Стандарт USB получает всё лучшее железо, но кабели USB только усложняются и запутывают всех с каждым новым поколением. Зря USB-IF не использовала USB4 как возможность всё упростить.

Автор: Вячеслав Голованов

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js