USB Type-C: універсальний роз'єм для всього

1. Конструкція. зручне підключення
2. Швидкість передачі даних. 10 Гб / c не для всіх?
3. Передача енергії. Агрегат на 100 Вт
4. Альтернативний режим. Чи не USB єдиним
5. Сумісність. Труднощі «переходнікового» періоду
6. Пристрої з USB Type-C. Хтось повинен бути першим
7. підсумки

Перша версія шини Universal Serial Bus (USB) була представлена ​​в 1995 році. Саме USB став найбільш успішним інтерфейсом за всю історію обчислювальних систем. Десятки мільярдів пристроїв зв'язуються між собою за допомогою USB, тому важливість даного каналу передачі даних складно переоцінити. Схоже, з появою роз'єму USB Type-C, наше уявлення про можливості та ролі універсальної шини може кардинально змінитися. Перш ніж говорити про перспективи, давайте подивимося, що ж пропонує універсальний конектор нового формату.

Переваги та недоліки багатофункціонального гнізда нового формату вже деякий час обговорюється в мережі. Специфікація USB Type-C була остаточно затверджена ще в кінці літа минулого року, однак тема універсального роз'єму викликала активний інтерес після недавнього анонса ноутбка Apple MacBook , А також нової версії Chromebook Pixel , Оснащених USB Type-C.

Конструкція. зручне підключення

Конектор USB Type-C трохи крупніше звичного USB 2.0 Micro-B, проте помітно компактніше здвоєного USB 3.0 Micro-B, не кажучи вже про класичний USB Type-A.

Габарити роз'єму (8,34 × 2,56 мм) дозволяють без особливих складнощів використовувати його для пристроїв будь-якого класу, включаючи смартфони / планшети з мінімально розумної товщиною корпуса.

Конструктивно роз'єм має овальну форму. Сигнальні і силові висновки розміщені на пластиковій стійці в центральній частині. Контактна група USB Type-C включає 24 виведення. Це набагато більше, ніж у роз'ємів USB попереднього покоління. На потреби USB 1.0 / 2.0 виділялося всього 4 контакти, а роз'єми USB 3.0 мають 9 висновків.

Перша очевидна вигода USB Type-C - симетричний роз'єм, що дозволяє не замислюватися над тим, яким боком під'єднати штекер до розетки. Одвічна проблема пристроїв з USB-коннекторами будь-якого формату тепер нарешті вирішена. При цьому рішення задачі досягається не банальним дублюванням всіх контактних груп. Тут використовується певна логіка автоматичного узгодження і комутації.

Ще один приємний момент - з обох сторін кабелю розташовуються ідентичні роз'єми. Тому, використовуючи USB Type-C, не потрібно вибирати, яким боком провідника приєднувати провідне і ведене пристрою.

Зовнішня оболонка коннектора не має ніяких отворів або вирізів. Для його фіксації в роз'ємі використовуються внутрішні бічні засувки. Штекер повинен досить надійно утримуватися в роз'ємі. Люфтів, подібних до тих, що можна було спостерігати у USB 3.0 Micro-B, тут бути не повинно.

Багатьох напевно хвилює фізична надійність нового коннектора. Згідно заявленим характеристикам, механічний ресурс роз'єму USB Type-C складає близько 10 000 підключень. Точно такий же показник характерний і для порту USB 2.0 Micro-B.

Окремо відзначимо, що USB Type-C не є інтерфейсом передачі даних. Це тип роз'єму, що дозволяє зв'язати воєдино різні сигнальні і силові лінії. Як бачимо, коннектор елегантний з інженерної точки зору, а головне - має бути зручний у використанні.

Швидкість передачі даних. 10 Гб / c не для всіх?

Одна з переваг USB Type-C - можливість використання для передачі даних інтерфейсу USB 3.1, який обіцяє підвищення пропускної спроможності до 10 Гб / с. Однак, USB Type-C і USB 3.1 - це не рівнозначні терміни і точно не синоніми. У форматі USB Type-C можуть бути реалізовані можливості як USB 3.1, так і USB 3.0 і навіть USB 2.0. Підтримку тієї чи іншої специфікації визначає інтегрований контролер. Звичайно, з більшою ймовірністю порти USB Type-C будуть з'являтися на пристроях, що підтримують високу швидкість передачі даних, але це не догма.

Нагадаємо, що навіть при реалізації можливостей USB 3.1 можливі відмінності в максимальній швидкості передачі даних. Для USB 3.1 Gen 1 - це 5 Гб / с, USB 3.1 Gen 2 - 10 Гб / с. До речі, представлені Apple Macbook і Chromebook Pixel мають порти USB Type-C з пропускною спроможністю 5 Гб / с. Ну, а наочним прикладом того, що новий інтерфейсний роз'єм дуже варіативний, є планшет Nokia N1. Він також оснащений коннектором USB Type-C, але його можливості обмежені USB 2.0 з пропускною здатністю 480 Мб / c.

Позначення «USB 3.1 Gen 1» можна назвати своєрідною маркетинговим прийомом. Номінально подібний порт має можливості ідентичні таким для USB 3.0. Більш того, для даної версії «USB 3.1» можуть використовуватися ті ж контролери, що і для реалізації шини попереднього покоління. На початковому етапі такий прийом напевно активно застосовуватимуть виробники, випускаючи нові пристрої з USB Type-C для яких не потрібна максимальна пропускна здатність. Пропонуючи пристрій з коннектором нового типу, багатьом захочеться представити його у вигідному світлі, заявивши про наявність не тільки нового коннектора, а й підтримки USB 3.1, нехай навіть і умовною.

Важливо розуміти, що номінально порт USB Type-C може використовуватися для максимально продуктивного підключення на швидкостях до 10 Гб / c, але, щоб отримати таку пропускну здатність, її повинні забезпечувати спільні пристрої. Наявність USB Type-C не є показником реальних швидкісних можливостей порту. Їх варто попередньо уточнювати в специфікаціях конкретних продуктів.

Деякі обмеження також мають кабелі для підключення пристроїв. При використанні інтерфейсу USB 3.1, для передачі даних без втрат на швидкостях до 10 Гб / c (Gen 2) довжина кабелю c роз'ємами USB Type-C не повинна перевищувати 1 метр, для з'єднання на швидкості до 5 Гб / c (Gen 1) - 2 метра.

Передача енергії. Агрегат на 100 Вт

Ще одна важлива особливість, яку привносить USB Type-C - можливість передачі енергії потужністю до 100 Вт. Цього вистачить не тільки для харчування / зарядки мобільних пристроїв, але і для безпроблемної роботи ноутбуків, моніторів або, наприклад, «великих» зовнішніх накопичувачів формату 3,5 ".

При початковій розробці шини USB, передача енергії була другорядною функцією. Порт USB 1.0 забезпечував всього 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Досить для роботи мишки / клавіатури, але не більше того. Для USB 2.0 номінальна сила струму була збільшена до 0,5 А, що дозволило отримати вже 2,5 Вт. Цього часто вистачало для харчування, наприклад, зовнішніх жорстких дисків формату 2,5 ". Для USB 3.0 номінально передбачена сила струму в 0,9 А, що при постійній напрузі харчування в 5В вже гарантує потужність в 4,5 Вт. Спеціальні посилені роз'єми на материнських платах або ноутбуках здатні були видавати до 1,5 А для прискорення зарядки підключених мобільних пристроїв, але це все ще 7,5 Вт. На тлі цих цифр можливість передачі 100 Вт виглядає чимось фантастичним. Однак, щоб порт USB Type-C наповнився необхідними потужностями, потрібна підтримка специфікації USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Якщо такої немає, порт USB Type-C штатно зможе видати на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) або 15 Вт (3А, 5 В) в залежності від конфігурації.

Щоб упорядкувати енергетичні можливості портів з USB PD, була розроблена система силових профілів, які передбачають можливі комбінації напружень і струмів. Відповідність Profile 1 гарантує можливість передачі 10 Вт енергії, Profile 2 - 18 Вт, Profile 3 - 36 Вт, Profile 4 - 60 Вт, Profile 5 - 100 Вт. Порт, відповідний профілю більш високого рівня, підтримує їхні капітали попередніх по низхідній. В якості опорних напруг обрані 5В, 12В і 20В. Використання 5В необхідно для сумісності з величезним парком наявної USB-периферії. 12В - стандартна напруга живлення різних компонентів систем. 20В запропоновано з урахуванням того, що для зарядки акумуляторів більшості ноутбуків використовуються зовнішні БП на 19-20В.

Звичайно, добре, коли пристрій оснащений USB Type-C, що підтримує максимальний енергетичний профіль USB PD. Саме такий роз'єм дозволяє передавати до 100 Вт енергії. Очевидно, що порти з подібним потенціалом можуть з'явитися на деяких потужних ноутбуках, спеціальних док-станціях або материнських платах, де для потреб USB Type-C будуть виділені окремі фази внутрішнього блоку харчування. Мова про те, що необхідну потужність необхідно якось згенерувати і підвести до контактів USB Type-C. Та й для передачі енергії такої потужності будуть потрібні активні кабелі.

Тут важливо розуміти, що не будь-який порт нового формату зможе забезпечити заявлену потужність в 100 Вт. Потенційна можливість для цього є, проте дане питання обов'язково має бути вирішене виробником на рівні схемотехніки. Також не варто плекати ілюзій на рахунок того, що вищевказані 100 Вт можна буде отримати, скажімо, від блоку живлення розміром з сірникову коробку і тепер зарядкою від смартфона можна буде живити свій ігровий ноутбук і підключений до нього 27-дюймовий монітор. Все ж закон збереження енергії продовжує працювати, а тому зовнішній БП на 100 Вт з портом USB Type-C буде являти собою все такий же важкий брусок, як і раніше. В цілому ж сама можливість передачі енергії такої потужності за допомогою універсального компактного роз'єму - це, звичайно ж, плюс. Як мінімум, прекрасна можливість позбутися від різнобою оригінальний силових конекторів, якими особливо часто грішать виробники ноутбуків.

Ще одна корисна особливість USB Type-C - можливість зміни напрямку передачі енергії. Якщо дозволяє схемотехніка пристроїв, споживач може, наприклад, на час стати джерелом заряду. Причому для зворотного енергетичного обміну не знадобиться навіть перепідключення роз'ємів.

Альтернативний режим. Чи не USB єдиним

Порт USB Type-C спочатку розроблявся як універсально рішення. Крім безпосередньої передачі даних по USB, він може також використовуватися в альтернативному режимі (Alternate Mode) для реалізації сторонніх інтерфейсів. Таку гнучкість USB Type-C використовувала асоціація VESA, запровадивши можливість передачі відеопотоку за допомогою DisplayPort Alt Mode.

USB Type-C в своєму розпорядженні чотири високошвидкісними лініями (парами) Super Speed ​​USB. Якщо дві з них виділяються на потреби DisplayPort, цього достатньо для отримання картинки з роздільною здатністю 4 K (3840 × 2160). При цьому не страждає швидкість передачі даних по USB. На піку це все ті ж 10 Гб / с (для USB 3.1 Gen2). Також передача відеопотоку ніяк не впливає на енергетичні спроможності порту. На потреби DisplayPort може бути виділено навіть швидкісних 4 лінії. У цьому випадку буде доступні режими аж до 5K (5120 × 2880). У такому режимі залишаються не задіяні лінії USB 2.0, тому USB Type-C все ще зможе паралельно передавати дані, хоча вже з обмеженою швидкістю.

В альтернативному режимі для передачі аудиопотока використовуються контакти SBU1 / SBU2, які перетворюються в канали AUX + / AUX-. Для протоколу USB вони не задіюються, тому тут теж ніяких додаткових функціональних втрат.

При використанні інтерфейсу DisplayPort, коннектор USB Type-C як і раніше можна підключати будь-якою стороною. Необхідна сигнальне узгодження передбачено спочатку.

Підключення пристроїв за допомогою HDMI, DVI і навіть D-Sub (VGA) також можливо, але для цього знадобляться окремі перехідники, проте це повинні бути активні адаптери, так як для DisplayPort Alt Mode, що не підтримується режим Dual-Mode Display Port (DP ++) .

Альтернативний режим USB Type-C може бути використаний не лише для протоколу DisplayPort. Можливо, незабаром ми дізнаємося про те, що даний порт навчився, наприклад, передавати дані за допомогою PCI Express або Ethernet.

Сумісність. Труднощі «переходнікового» періоду

Якщо говорити про сумісність USB Type-C з пристроями, оснащеними портами USB попереднього покоління, то, підключити їх безпосередньо не представляється можливим через принципових відмінностей конструкції конекторів. Для цього знадобиться скористатися перехідниками. Їх асортимент обіцяє бути дуже широким. Звичайно, мова не тільки про конвертацію USB Type-C на формат інших типів USB. Перехідники для виведення зображення на екрани з традиційними портами DisplayPort, HDMI, DVI і VGA також будуть доступні.

Apple одночасно з анонсом нового MacBook запропонувала кілька варіантів перехідників. Одиночний USB Type-C на USB Type-A оцінений в $ 19.

З огляду на наявність всього одного USB Type-C, власнику MacBook напевно не обійтися без універсального більш функціонального конвертора. Apple представила два таких адаптера. Один на виході має наскрізний порт USB Type-C, VGA і USB Type-A, другий варіант оснащений HDMI замість VGA. Вартість таких коробок - $ 79. Блок живлення на 29 Вт з нативним USB Type-C заважив на $ 49.

Google для нової системи Chromebook Pixel пропонує поодинокі перехідники з USB Type-C на Type-A (вилка / розетка) ціною $ 13, за конвертер на DisplayPort і HDMI доведеться заплатити $ 40. Блок живлення на 60 Вт оцінений в $ 60.

Від виробників обладнання традиційно не варто очікувати гуманних цінників на додаткові аксесуари. Виробники перехідників в передчутті попиту на свої нові продукти. Belkin вже готова відвантажувати кілометри провідників, але їх вартість також низькою не назвеш ($ 20-30). Компанія також анонсувала, але ще не представила перехідник з USB Type-C на гігабітний порт Ethernet. Вартість поки не оголошена, є інформація лише про те, що він буде доступний на початку літа. Забавно, але, схоже, що до цього моменту, щоб підключитися до дротової мережі, знадобиться відразу використовувати два перехідника. Цілком можливо, що хтось виявиться спритнішим Belkin, раніше запропонувавши відповідний адаптер.

Про помітному зниженні ціни можна буде говорити лише після того, як аксесуарами з USB Type-C щільно займуться куди менш відомі компанії з «Піднебесної». З огляду на, які перспективи відкриваються, вважаємо, що за ними справа не стане.

Пристрої з USB Type-C. Хтось повинен бути першим

Номінально першим пристроєм, оснащеним портом USB Type-C став планшет Nokia N1 . Принаймні, саме цей пристрій стало передвісником того, що порти нового формату покинули лабораторії розробників і «йдуть в народ».

Цікаве пристрій, але, на жаль, поки воно пропонується досить обмеженим тиражем. Планшет має нативний порт USB Type-C, хоча для передачі даних використовується протокол USB 2.0.

Мабуть, найбільш знаковим продуктом, який допоможе підвищити популярність USB Type-C, став недавно представлений Apple MacBook . 12-дюймовий ноутбук оснащений єдиним інтерфейсним роз'ємом, тому його власники так чи інакше стануть першопрохідцями, які будуть пристосовуватися до життя з USB Type-C.

З одного боку Apple очевидно підтримала розвиток нового стандарту, більш того, інженери компанії безпосередньо брали участь в розробці USB Type-C. З іншого - оновлені версії Macbook Air і MacBook Pro не отримали даний коннектор. Чи означає це, що в більш «важкої» категорії пристроїв виробника USB Type-C в найближчий рік не пропишеться? Суперечливим є. Адже напевно Apple не зможе втриматися від оновлення лінійки ноутбуків після осіннього анонсу нової мобільної платформи Intel з процесорами Skylake. Можливо, саме тоді купертінци виділять місце на інтерфейсній панелі для USB Type-C.

Ще більш неоднозначна ситуація з планшетами та смартфонами. Чи буде Apple використовувати для них USB Type-C замість Lightning? Пропріетарний роз'єм в плані можливостей помітно поступається новому універсальному порту, але як бути з оригінальною периферією, що накопичилася у користувачів мобільних продуктів Apple c 2012 року? Відповіді на ці питання ми дізнаємося з оновленням або розширенням лінійок iPhone / iPad.

Компанія Google представила друге покоління стильних ноутбуків Chromebook Pixel. Системи на Chrome OS до сих пір залишаються досить нішевими рішеннями, але якість систем Google підкуповує, до того ж в цей раз вони в авангарді пристроїв, що пропонують долучитися до USB Type-С. Ноутбуки оснащені парою відповідних роз'ємів. Однак, для підстраховки Chromebook Pixel мають і два класичних роз'єму USB 3.0.

В цілому, представники Google вельми натхнені можливостями нового роз'єму, розраховуючи на появу в найближчому часі мобільних пристроїв на Android з роз'ємом USB Type-C. Безкомпромісна підтримка найбільшого платформодержателя - вагомий аргумент для інших гравців ринку.

Виробники материнських плат поки не особливо поспішають додавати порт USB Type-C для своїх пристроїв. Нещодавно компанія MSI представила модель MSI Z97A GAMING 6, яка обладнана таким коннектором зі швидкістю передачі даних до 10 Гб / c.

Компанія ASUS пропонує зовнішній контролер USB 3.1 з портом USB Type-C, який встановлюється на будь-яку плату з вільним слотом PCI Express (x4).

Периферійних пристроїв з нативним USB Type-C поки відверто замало. Напевно, багато хто виробники не поспішали з анонсом, чекаючи появи систем з якими можна буде використовувати продукти з USB Type-C. В цілому, це типова ситуація при впровадженні чергового галузевого стандарту.

Відразу після анонса Apple MacBook, компанія LaCie представила серію портативних зовнішніх жорстких дисків з USB Type-C.

SanDisk вже пропонує на пробу флеш-накопичувач з двома роз'ємами - USB 3.0 Type-A і USB Type-C. Аналогічний продукт пропонує і менш відома Microdia.

Напевно незабаром ми побачимо значне розширення асортименту пристроїв з USB Type-C. Маховик змін повільно, але вірно буде розкручуватися. Підтримка «великих» компаній здатна вплинути на ситуацію і прискорити цей процес.

підсумки

Необхідність в універсальному компактному роз'ємі, який можна було б використовувати для передачі даних, відео-аудіопотоків і електроенергії, назріла вже досить давно. З огляду на обопільний інтерес, як з боку користувачів, так і виробників обладнання, є всі передумови для того, щоб USB Type-С "вистрілив".

Компактні розміри, простота і зручність підключення поряд з широкими можливостями обіцяють коннектор перспективи повторити успіх свого попередника. Звичний порт USB кілька разів модернізувався, проте прийшов час кардинальних змін. 10 Гб / c з можливістю подальшого масштабування, передача енергії потужністю до 100 Вт і картинка з дозволом до 5К. Непогано для старту? Ще один аргумент у скарбничку USB Type-C - відкритий стандарт, що не вимагає від виробників ліцензійних відрахувань. Попереду ще багато роботи, але попереду видно результат, заради якого варто пройти цей шлях.