Большая часть периферических устройств к компьютеру подключается с помощью USB-порта. Однако многие даже не догадываются, что спецификаций портов существует несколько, а самые распространённые на текущий момент - USB 2.0 и 3.0. А есть ли между ними отличие? Можно ли флешку с портом USB 3.0 подключить к 2.0 и наоборот?

Основные отличия USB 2.0 от 3.0

USB - это последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств (преимущественно на компьютере, но не только на нём).

Стандарт этого порта был принят в 1996 году. Самая его распространённая спецификация - USB 2.0 появилась в 2000 году, USB-версии 3.0 - в 2008 году.

Ключевая особенность данного порта - это их полная совместимость. Устройство с USB 3-й версии можно подключить к USB 1.0. При этом оно будет полноценно работать, но с ограничениями спецификации USB. Например, если флеш-накопитель USB 3.0 подключить к USB 2.0, то максимальная скорость считывания данных будет ограничена пределами порта USB 2.0. Все остальные отличия между USB 2.0 и 3.0 указаны в таблице.

Таблица: сравнение параметров USB 2.0 и 3.0

Видео: совместимость интерфейсов USB разных версий

USB 3.0 - это своего рода модифицированная вариация USB 2.0 с более высокой скоростью обмена данными и немного большей силой тока. В любом случае порты абсолютно совместимы, так что устройства с USB-портом всегда подойдут друг к другу. Стоит ли переплачивать за USB 3.0? В большинстве случаев - нет. Это потребуется лишь при использовании сверхбыстрых внешних накопителей со скоростью доступа свыше 30–40 Мб/с (внешние жёсткие диски или SSD).

3.0, а отсюда возникал вопрос: что это и в чем ее отличие от USB 2.0?

Что же такое USB вообще? USB - это универсальная последовательная шина - Universal Serial Bus . Ее разработчик - индийский инженер-программист Аджай В., с того далекого 1996 года эта технология является стандартным (и очень привычным на сегодня) способом подключения к компьютеру. Сегодня практически все устройства (мышь, принтер, сканет и пр.) пользуются этой технологией. А продано на сегодня продано более 10 млрд. этих устройств.

Что такое USB 3.0?

В сентябре 2007 года Intel объявила о создании технологии USB 3.0 (или SuperSpeed USB), которая характеризуется очень высокими показателями скорости и производительности. Главное отличие USB 3.0 от USB 2.0 - это, конечно же, скорость. USB 2.0, по теории, должна иметь скорость 480 Мбит/ сек, но на практике не дает и 250 Мбит/сек. SuperSpeed USB в теории может показать максимальную скорость 4,8 Гбит /сек, т.е. в десять раз больше скорости USB 2.0.

Другое важное отличие - увеличение силы тока до 900 мА в USB 3.0 (у USB 2.0 - 500 мА). То есть можно подпитывать от одного хаба большее количество устройств, или же вообще убрать отдельные блоки питания, т.е. с одного контроллера может "кормиться" 6 устройств по 150мА или одно - съесть все 900. Минимальное рабочее напряжение подключенного устройства снижено до 4 Вольт.

Кабель USB 2.0 имеет 4 провода. В новом кабеле на две витые пары больше, что делает его более толстым. Новые контакты расположились отдельно от старых, в другом контактном ряду. Кабель для SuperSpeed USB отличается от своего предшественника визуально, стоит только взглянуть на контакты. Поэтому новые кабели более толстые и менее гибкие, ну и более дорогие. Все перечисленное повлияло и на максимальную длину кабеля: рекомендуемый кабель с USB 2.0. 5 метров; длина SuperSpeed USB ограничена максимумом 3 метрами. Но кабель имеет специальное покрытие, предотвращающее помехи электромагнитных полей.

Windows не поддерживает версию 3.0 в XP, Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31.

Итак, основные отличия USB 2.0 от USB 3.0:

1. Скорость передачи данных в 10 раз выше.
2. Увеличение силы тока почти в 2 раза делает возможным от одного порта подпитывать больше устройств.
3. Новая технология более дорогая, а кабель при этом более толстый и менее длинный - пожалуй, основной недостаток новой версии.
4. USB 3.0 не поддерживается всеми операционными системами.

Не столь очевидный, но важный момент: с версией 3.0 USB, плюс ко всему, станет изохронным и полнодуплексным, т.е. станет возможным независимо передавать данные в обе стороны с максимальной скоростью. Ранние версии USB полудуплексные, а, следовательно, заявленная максимальная скорость достигалась только при передаче данных в одном направлении. Усовершенствование важно для будущих высокоскоростных USB 3.0 SSD и других устройств хранения данных, т.к. интерфейс не будет ограничивать потенциальные возможности устройства при одновременном выполнении чтения и записи.

Для достижения таких характеристик в USB 3.0 SuperSpeed изменена конструкция разъёмов и кабелей с сохранением максимальной совместимости с предыдущими версиями стандарта там, где это возможно.
Как было сказано выше, в новой версии для передачи данных добавлено ещё две дифференциальные пары для SuperSpeed-режима и отдельный экран, поэтому кабель по конструкции и диаметру напоминает экранированную витую пару (STP) категории 6, а SuperSpeed часть USB 3.0 производительностью и использованными методами передачи информации очень напоминает PCI-E 2.0 1x во внешнем исполнении, но являясь с ним полностью несовместимой.

Добавлен новый тип разъёма - USB Powered B. В дополнение к уже имеющимся в USB 3.0 контактам появились два совершенно новых - DPWR и DGND, обеспечивающие возможность питания контроллера подключенным к нему устройством (а не наоборот, как было в других версиях интерфейса).

Кроме того, USB 3.0 SuperSpeed контроллер организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам, что позволяет (с оговорками) назвать USB 3.0 хаб свитчем - им он фактически и является.

Что касается механического ресурса, то обычные полноразмерные USB 3.0 коннекторы рассчитаны на полторы тысячи "подключений-отключений", коннекторы повышенной прочности - на пять тысяч циклов, а коннекторы USB 3.0 Micro наиболее "живучие" - они должны выдержать до десяти тысяч подключений-отключений.

Типы разъёмов и совместимость

SuperSpeed разъёмы, помимо четырех контактов, сохранённых на привычных местах для совместимости с предыдущими версиями стандарта, имеют ещё пять специфичных контактов, находящихся глубже внутри разъёмов и нужных для работы в новом скоростном режиме. Однако, полной обратной совместимости не достигнуто, ниже кратко перечислены исходы возможных сочетаний:

• Устройство USB 2.0 с разъёмом USB типа A, например, флешка, можно подключить к USB 3.0 контроллеру, и оно будет работать.
• Устройство USB 2.0 с разъёмом USB типа B, например, принтер, можно подключить к USB 3.0 контроллеру стандартным кабелем USB 2.0 A<->B, и оно будет работать, разъёмы на кабеле просто не достанут до отвечающих за USB 3.0 контактов.
• Устройство USB 3.0 с разъёмом USB типа A можно подключить к контроллеру USB 2.0, и оно должно работать в режимах USB 2.0.
• Устройство USB 3.0 не будет работать с контроллером USB 1.1.
• Кабель USB 3.0 типа B невозможно подключить к разъёму USB 2.0, разъёмы старого типа недостаточно глубоки для него.

Для гарантированной надёжной передачи данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, таким образом повышается надежность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

* - кодирование 8/10 бит.

Режимы энергосбережения

Понятно, что основная цель интерфейса USB 3.0 - повышение доступной пропускной способности, но новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, расходуя таким образом энергию. USB 3.0 же имеет четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон".

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 отключает внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, вероятно, должно дать ощутимые преимущества по энергопотреблению по сравнению с USB 2.0.

Оставьте свой комментарий!

Обновлено: 31.05.2019 15:46:48

Эксперт: Давид Хоффман

Технический прогресс в отношении компьютеров проявляется особенно ярко. Едва ли не каждый год представляются новые технологии, интерфейсы, системы, чипы и прочие архитектуры. Это затрагивает и такие привычные вещи, как USB.

Так, например, начиная с 2017-2018 годов начал активно внедряться интерфейс USB Type-C. У него разъём симметричный, овальный, и вообще не совместимый с традиционными прямоугольными Type-A.

Но если Type-C от Type-A отличается кардинально, то различия между USB 2.0 и USB 3.0 не так очевидны. Разберёмся, в чём они заключаются и стоит ли переплачивать за компьютер или флешку с новым интерфейсом.

USB 2.0 – сравнительно старый стандарт. Технология была представлена в начале 2000 года и на тот момент предлагала настолько высокую скорость передачи данных, что получила «подзаголовок» High-Speed.

В частности, максимальная скорость передачи данных, регламентированная этим протоколом, составляет 480 мегабит (60 мегабайт) в секунду. Она достигается на устройствах с поддержкой Hi-Speed. Таковыми являются различные флешки, камеры, фотоаппараты и так далее.

Впрочем, скоростной параметр – теоретический. На практике средняя скорость передачи данных составляет около 20 мегабайт в секунду.

При разработке стандарта 2.0 создатели стремились обеспечить максимальную совместимость с устаревшими интерфейсами. Так, это по-прежнему четырёхконтактный разъём (5-контактный на устройствах с заземлением), по которому передаётся ток с напряжением 5 Вольт и силой 0.5 Ампер на компьютерах. Тем не менее, переработка контроллера шины позволила увеличить скорость передачи данных.

В целом, на настоящий момент стандарт 2.0 – всё ещё универсальный интерфейс, который даже поддерживаться будет как минимум несколько лет. Низкая цена на контроллеры, огромное количество совместимых устройств и проработанный механизм взаимодействия делают его подходящим для использования в домашних и офисных условиях.

Достоинства

Огромное количество совместимых устройств;

Поддержка старыми операционными системами;

Низкая нагрузка на блок питания или аккумулятор.

Недостатки

• Медленный.

Точнее, он сравнительно медленный. Поколение 3.0, конечно, превосходит его по пропускной способности, но фактическая скорость передачи данных зависит от производительности накопителя, типа файлов, файловой системы и множества сторонних параметров.

Интерфейс USB 3.0 был представлен в 2008 году и, что интересно, являлся не улучшением предыдущего поколения, а полной его переработкой. Изменения затронули даже конструкцию разъёма!

Так, в ревизиях Superspeed используется девять контактов: 2 основных сигнальных, 2 основных токовых, 2 дополнительных сигнальных, 2 дополнительных токовых и – опционально – «земля». Впрочем, основные расположены на тех же местах, что и у стандарта 2.0, благодаря чему достигается совместимость с предыдущими поколениями.

Также повысили силу тока, подающегося на разъём – теперь это 0.9 Ампера. Благодаря этому удалось достигнуть трёх показателей:

К одному коннектору на материнской плате можно подключить больше устройств по «древовидному» методу (то есть в «материнку» - клавиатуру с внешним USB-разъёмом, в клавиатуру – кардридер, а в него – флешку, например);

Некоторым устройствам больше не требуется внешнее питание для работы, весь необходимый ток он берут из интерфейса;

Подключённые к компьютеру мобильные девайсы заряжаются быстрее.

Но главное достоинство ревизии – увеличенная скорость передачи данных. У стандарта 3.0 она составляет до 5 гигабит (0.6 гигабайта) в секунду. Разумеется, это – теоретический показатель, на практике он ограничивается возможностями принимающего устройства.

Интерфейс поколения 3.0 открыл дорогу новым возможностям подключённых устройств. Так, в последующих его ревизиях можно найти:

Совмещение с DisplayPort для подключения экранов;

Поддержка Thunderbolt для максимально высокой скорости передачи данных (это необходимо, например, для работы внешних видеокарт);

Поддержка двухсторонней передачи тока (то есть выбирается ведущее устройство, которое заряжает ведомое – например, можно заряжать ноутбук от смартфона).

Этим развитие не ограничивается. В дальнейшем будут найдены и другие способы использования разъёмов с максимальной пользой.

Достоинства

Повышенная скорость передачи данных;

Повышенный ток для питания подключённых устройств;

Возможность оснащения разъёма дополнительными функциями;

Полная обратная совместимость с устаревшими интерфейсами семейства USB.

Недостатки

Дороговизна;

Повышенный разряд аккумулятора ноутбука.

Особенно сильно дороговизна стандарта USB 3.0 проявляется в ценовой политике флешек и подобных внешних носителей. Так, устройство, оснащённое 2.0, с ёмкостью 8 ГБ, сейчас можно купить за 3-5 долларов. А вот за флешку такого же объёма, но уже с 3.0, придётся заплатить 10-15 долларов.

Версии 3.1 и 3.2

Дальнейшее развитие интерфейса привело к тому, что разработчики столкнулись с аппаратными ограничениями. Оснастить разъём кучей коннекторов и при этом обеспечить совместимость с устаревшими итерациями не удалось. Тогда было принято решение переработать его.

Так и появился Type-C. Этот тип интерфейса оснащается 24 выводами, благодаря чему удалось добиться множества дополнительных фич. Во-первых, он симметричный, так что больше не требуется крутить флешку перед установкой. Во-вторых, он полностью поддерживает Power Delivery и может передавать до 20 Вольт тока. И наконец, максимальная сила тока в нём составляет 5 Ампер!

Правда, в рамки 3.0 эти дополнительные возможности не вписывались. Так появилось две ревизии – 3.1 и 3.2. В них удалось задействовать дополнительные каналы передачи данных, благодаря чему максимальная пропускная способность составила 10 гигабит (1.2 гигабайта) в секунду!

Но стоит отметить, что устройств, которые поддерживают настолько высокие скорости, пока нет. Обычно идёт ограничение по скорости накопителя или же тактовой частоте контроллера.

Сравнение

Итак, USB 2.0 и USB 3.0 различаются конструкционно и технологически. Теперь самое время сравнить их и выбрать что лучше!

USB 3.0 используется в основном для передачи данных и питания. Он необходим для быстрой работы подключённых флешек, смартфонов и других накопителей. Также в некоторых случаях по нему присоединяются внешние устройства вроде видеокарт, звуковых адаптеров и так далее.

USB 2.0 применяется в девайсах, которым не требуется высочайшая скорость. Его можно даже сейчас, в 2019 году, встретить в новейших клавиатурах, мышках, принтерах и сканерах. Низкая цена, хорошая совместимость и достаточная для большинства задач пропускная способность сохранят его актуальность на длительное время.

Являясь членом интернет сообщества, Вы наверняка уже слышали про технологию USB3.0. И, возможно, задавались вопросом, что это и в чем ее отличие от USB 2.0.
Давайте разберемся, что такое USB. USB расшифровывается как универсальная последовательная шина Universal Serial Bus. Индийский инженер-программист Аджай В. разработал USB в далеком 1996 году, с тех пор эта технология стала стандартным способом подключения к компьютеру. Мышь, принтер, сканер, переносные диски памяти, игровые консоли, и множество других внешних устройств пользуются этой технологией. На сегодняшний день продано более 10 млрд. USB-устройств.

Что такое USB 3.0?

17 сентября 2007 Intel объявила о создании технологии USB 3.0 (или SuperSpeed USB) с очень высокими показателями скорости и производительности. Основное отличие USB 3.0 от USB 2.0 — это конечно скорость. USB 2.0 в теории должна обладать скоростью 480 Мбит / с. но в реальности, не достигает и 250 Мбит / сек. SuperSpeed USB может достичь теоретической максимальной скорости 4,8 Гбит / с, что в десять раз превышает скорость USB 2.0.

Второе важное отличие — это увеличение силы тока до 900 мА в USB 3.0, что явно превосходит USB 2.0 с его 500 мА. Это дает возможность подпитывать от одного хаба большее количество устройств, или вообще избавиться от отдельных блоков питания.

Кабель USB 2.0 содержал в себе 4 провода. В новом кабеле будет на две витые пары больше, что приведет к утолщению провода. Новые контакты расположились отдельно от старых, в другом контактном ряду. Кабель для SuperSpeed USB можно будет отличить, просто взглянув на контакты. По этой же причине, новые кабелями будут более толстыми и менее гибкими и (неизбежно) более дорогими. Все это повлияло и на максимальную длину кабеля. Рекомендуемый кабель для использования с USB 2.0. 5 метров. SuperSpeed USB кабель будет ограничен максимумом 3 метра. Однако этот кабель будет иметь специальное покрытие, которое предотвратит вмешательство электромагнитных полей.

Windows ввел поддержку версии 3.0 только для Vista и Windows 7. Для XP эта технология, к сожалению, осталась за бортом. Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31.

Цена на новую технологию, к сожалению пока очень высока, но за ее разработку взялось уже множество компаний и в ближайшее время мы увидим падение цен.

USB 2.0 еще долго останется на плаву. Мышь и клавиатура на новом интерфейсе не увеличат свою эффективность, но значительно подорожают. Внедрение произойдет в устройства передачи и хранения большого объема информации.

Выводы сайт

1. Скорость передачи данных увеличена почти в 10 раз, так что 1 Тб будет перенесен за 1 час.
2. Увеличение силы тока почти в 2 раза дает возможность с одного порта подпитывать гораздо больше устройств.
3. Новая технология является пока более дорогой, а кабель более толстый и менее длинный.
4. USB 3.0 поддерживается не всеми операционными системами. В первую очередь это касается Windows XP.

Последовательная универсальная шина, Universal Serial Bus, спецификации 3.0 была представлена в 2008 году и, следовательно, должна иметь отличия от своей предшественницы USB 2.0, появившейся на свет в 2000 году. Оба интерфейса были разработаны с целью упрощения подключения огромного парка периферийных устройств к ноутбукам или системным блокам стационарных вариантов компьютеров.

Прежде всего, обратим внимание на тот факт, что скорость передачи данных у порта USB 3.0 возросла в 10 раз по сравнению с предыдущей версией. Если старый интерфейс мог обеспечить работу внешних устройств с максимальной скоростью 480 Мбит/с, то новому изделию стали доступны скорости до 4,8 Гбит/с. Это означает, что порцию информации объемом 1 Тбайт USB 3.0 теоретически может передать всего за 28 минут. Максимальная скорость при этом составит 600 Мбайт/с. На практике из-за некоторых ограничений данный объем информации удается скачать за 40-60 мин. Для версии USB 2.0 указанное время возрастает в десять раз. Новая возможность достигнута благодаря двум дополнительным линиям связи, передающим сигналы посредством витой пары.

Следующее отличие относится к энергетическим характеристикам. Как известно, универсальные интерфейсы имеют встроенные шины питания, позволяющие питать подключаемые внешние устройства небольшой мощности. Разъемы имеют специальные контакты, на которые выводится напряжение 5 В. Вариант USB 2.0 гарантирует максимальный рабочий ток до 500 мА. Часто этого тока не всегда хватает, чтобы питать подключаемую периферию, не имеющую собственного блока питания.

Например, некоторые образцы внешних жестких дисков для своей работы требуют ток 800 мА. Чтобы выйти из положения, производители снабжают кабель внешнего устройства двумя спаренными разъемами USB и таким путем уменьшают нагрузку на каждый порт USB 2.0. Однако пользователи часто ошибаются и подключают устройство, используя только один разъем. От этого порт перегружается по питанию, что приводит к выходу его из строя.

Новая спецификация 3.0 имеет более мощную шину питания, что позволяет использовать внешние устройства, потребляющие максимальный ток до 900 мА. Более того, в линейке вариантов разъемов для USB 3.0 имеется тип Powered-B, который за счет дополнительных контактов может отдать в нагрузку ток до 1000 мА, без какого-либо вреда для себя.

Конструктивно существующие разъемы Universal Serial Bus версий 3.0 и 2.0 различаются между собой. Как уже было сказано, увеличено количество контактов, изменена конструкция элементов, появились новые типы разъемов. При эксплуатации этих интерфейсов пользователю нужно знать следующее правило. Если какие-либо типы корпусных разъемов и их соответствующие кабельные вставки версий USB 3.0 и USB 2.0 допускают взаимную стыковку между собой, то соединение будет работоспособным, но только по спецификации 2.0. Визуально новые разъемы USB 3.0 легко отличаются по цвету: производители договорились окрашивать их в синий цвет.

Сегодня универсальные порты Universal Serial Bus распространены достаточно широко. Поэтому пользователям компьютерной техники и периферийных устройств, подключаемых к ней, следует знать об отличиях и возможностях этих интерфейсов, чтобы использовать их правильно и в полной мере.