В чем разница между USB2.0 и USB3.0

Основные отличия

Чем же отличаются разновидности этих портов друг от друга?

Можно выделить несколько основных различий:

• Визуально отличить все три версии друг от друга очень просто – версия 1.0 отсутствует на всех компьютерах, выпущенных после 2009 года, порты версии 2.0 не имеют окраски (цвет белый), а порты версии 3.0 окрашены в синий цвет, так что определить их можно еще до покупки устройства, не заглядывая в техническую документацию;
• Скорость передачи — главное функциональное отличие этих устройств. Оно становится очевидным при их использовании, и именно оно – причина того, что одно и тоже устройство в разных портах может работать с разной скоростью. Хотя скорость передачи версии 3.0 реально гораздо ниже заявленных максимальных 5 Гб/с, она все равно остается гораздо более высокой, чем у второй версии;
• Эксплуатационное отличие также имеется и оно заключается в силе тока. Если в старой версии она составляла 500 мА, то в новой она составляет уже почти 900 мА. Благодаря этой особенности такой порт может питать электроэнергией несколько мощных устройств при использовании разветвителя;
• С точки зрения непосредственного устройства кабеля также есть некоторые различия. Если старая версия имела всего 4 провода под оплеткой, то новая имеет их 8, благодаря чему ускоряется работа. Но также именно по этой причине кабель новой версии более толстый. В этом есть и негативные стороны, так как такое устройство кабеля ограничило его максимально возможную длину до 5 метров и значительно повысило его стоимость;
• Ни одна старая версия операционной системы Windows, включая ХР не будет работать с новой версией порта, так как технически не приспособлена для этого. Все кабели и порты версии 3.0 все равно при подключении к устройству с такой старой операционной системой будут работать в версии 2.0.

Таким образом, хотя данная версия и имеет ряд неоспоримых преимуществ, как более новая, имеются у нее и серьезные недостатки.

Ограниченность длины кабеля может быть очень неудобной для многих пользователей, а особенно при организации рабочих мест.

История

Чтобы полностью понимать различия между двумя этими версиями, необходимо разобраться в том, что такое USB, как работает такой порт и чем принципиально отличен от других типов.

USB – это аббревиатура от англоязычного словосочетания «универсальная последовательная шина» (universal serial bus).

Основное положительное отличие такого формата от всех остальных в том, что с его помощью можно передавать абсолютно любые данные и типы информации, по такому порту можно подключить любое устройство.

Именно эти особенности делают данный тип слота таким популярным и распространенным на протяжении уже очень многих лет. За это время появилось множество его разновидностей и конфигураций, основное отличие между которыми в скорости работы.

 Старые ПК не отличались высокой универсальностью подключений – они имели множество разнообразных портов под те или иные цели, то или иное оборудование. Но начиная с 1994 года велась разработка над многофункциональным универсальным портом, каким и стал в итоге USB. Первая версия устройства, похожего на современное, появилась в 1996 году и носила обозначение 1.0.

Скорость ее была минимальной и едва дотягивала до 1,5 Мбит/с. А в 2000 году появилась следующая версия – 2.0, и она имела более применимую для работы скорость 480 Мбит/с.

Такая скорость уже позволяла действительно пользоваться портом в полной мере, так как наконец стало возможным подключать к порту простенькое оборудование, вроде мышек и клавиатур.

 Версия 3.0, которая является самой новой и современной в настоящий момент, увидела свет в 2008 году. Она теоретически позволяет развить очень высокую скорость, вплоть до 5 Гб/сек. Такая скорость позволяет подключать к порту не только простое оборудование и карты памяти, но и более или менее сложные и производительные устройства, например, жесткие диски. 

Разработку новой версии порта активно спонсировали многие мировые бренды, ведущие производители в компьютерной и микроэлектронной сфере.

Они были заинтересованы во введении стандартизированного универсального разъема, позволяющего работать даже со сложными устройствами, так как такой подход существенно упростил бы производство и помог охватить больший рынок.

On-The-Go новое качество USB

В отличие от FireWare, в спецификации которого изначально была заложена возможность
организации одноранговой сети, USB такими возможностями пока не обладает (по
крайней мере если применять стандартные средства). Конечно, было бы неверно
утверждать, что это невозможно в принципе: в настоящий момент на рынке представлен
целый ряд комплектов, включающих в себя специальный кабель с гальванической
развязкой и «хитрое» программное обеспечение. Однако вследствие своей малочисленности
стоят такие комплекты довольно дорого, и зачастую для соединения двух компьютеров
пользователю экономически выгоднее приобрести два недорогих сетевых адаптера
и соответствующий кабель, чем специализированный USB-комплект. Но это только
вершина айсберга.

Как было бы здорово подсоединить непосредственно к цифровой камере портативный
жесткий диск для архивирования содержимого флэш-карты или принтер для моментальной
печати собственных фотографических шедевров! Либо соединить два портативных
МР3-плейера для взаимовыгодного обмена свежими хитами. А подключить обычную
компьютерную клавиатуру к ладошечному компьютеру или мобильному телефону для
редактирования адресной книги — не об этом ли мечтают многие пользователи? К
сожалению, такую возможность пока не обеспечивает и самый «хитрый» USB-кабель.

Но вскоре положение должно измениться в лучшую сторону, и произойдет это с
принятием On-The-Go — официального дополнения к спецификации
USB (причем как 1.1, так и 2.0). Вот наиболее важные улучшения, которые вносит
On-The-Go:

• снятие ограничения на обязательное наличие хост-контроллера в цепи подключенных
  USB-устройств (иными словами, устранение необходимости «посредничества» компьютера
  при непосредственном взаимодействии двух периферийных устройств);
• стандартизация миниатюрных разъемов USB (Mini-A и Mini-B) для портативных
  и мобильных устройств;
• ограничение уровня энергопотребления для сохранения продолжительности работы
  устройств с автономным источником питания.

Оборудование, соответствующее спецификации On-The-Go, может выполнять функции
как хост-контроллера, так и периферийного устройства. При этом не обязательно
наличие полной совместимости со всеми выпускаемыми USB-устройствами: изготовители
оборудования смогут самостоятельно определять список совместимых с конкретным
изделием устройств (Targeted Peripheral List).

Разработкой USB On-The-Go в настоящее время в сотрудничестве с USB-IF занимается
специальный комитет USB On-The-Go Committee, созданный по инициативе группы
компаний (в частности, ACON, Cypress, Ericsson, Hewlett-Packard, InSilicon,
Intel, MCCI, Microsoft, Motorola, NEC, Nokia, Onspec, OPTi, Palm, Philips, SoftConnex,
Texas Instruments, TransDimension). Уже готова спецификация On-The-Go версии
0.9 (текст этого документа доступен на сайте http://www.usbonthego.com), а опубликование
и принятие первой официальной версии USB On-The-Go 1.0 ожидается в конце этого
года. Согласно прогнозам специалистов, первые продукты с поддержкой On-The-Go
1.0 могут появиться на рынке уже в начале следующего года.

КомпьютерПресс 10’2001

Совместимость

Совместимы ли версии 2.0 и 3.0, можно ли подключить кабель одной версии к порту другой?

Технически это возможно – устройство будет исправно работать, так как порты физически совместимы. Однако всегда будут возникать значительные изменения в функционировании.

А именно, при такой комбинации USB всегда будет работать по параметрам более старой версии, то есть, в данном случае, в формате 2.0.

 Дело в том, что тогда как новая версия приспособлена для временного «отката» до старой, старая просто не имеет технических и конструктивных возможностей для работы в формате 3.0, как ясно из написанного выше.

Таким образом, данные версии можно назвать условно совместимыми.

Интерфейсные карты USB 2.0

Начнем с настольных систем. Как правило, интерфейсные карты USB 2.0, предназначенные
для установки в настольные компьютеры, представляют собой плату, устанавливаемую
в слот PCI. Обычно на такой плате имеются как внешние (расположенные на заглушке),
так и внутренние разъемы для подключения внешних устройств. В последнем случае
разъем можно установить в любом подходящем месте корпуса компьютера, соединив
его с платой при помощи гибкого шлейфа.

Известная благодаря своим SCSI-контроллерам компания Adaptec предлагает две
платы серии USB2connect — 3100LP и 5100, предназначенные
для установки в компьютеры платформ PC и Mac. Модель 3100LP имеет 3 внешних
разъема и 1 внутренний, а 5100 — 5 внешних разъемов и 1 внутренний. В комплект
поставки обеих плат входит 10-метровый кабель, обеспечивающий работу периферийных
устройств на максимально возможной скорости (480 Мбит/с).

Плата GIC250U компании IOGEAR представляет собой хост-контроллер
с 5-портовым концентратором USB 2.0. Разъемы четырех портов находятся непосредственно
на заглушке платы, а пятый подсоединяется при помощи шлейфа к внутреннему разъему
платы. Аналогичными характеристиками обладает и плата OrangeUSB
2.0 Hi-Speed PCI Board, выпускаемая компанией Orange Micro.

Для установки в мобильные компьютеры выпускаются интерфейсные карты
USB 2.0 стандарта PCMCIA. Карта GPU202 производства IOGEAR представляет
собой хост-контроллер и двухпортовый концентратор USB 2.0. Карта OrangeUSB
2.0 Hi-Speed CardBus, выпускаемая Orange Micro, оснащена уже 4-портовым
концентратором и совместима с мобильными компьютерами платформ PC и Mac. Для
обеспечения регламентированного спецификацией электропитания подключаемых устройств
(500 мА на каждый порт) используется внешний блок питания, входящий в комплект
поставки.

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.

Периферийные устройства с интерфейсом USB 2.0

Теперь обратимся непосредственно к периферийным устройствам. Как и следовало
ожидать, основную часть устройств, оснащенных интерфейсом USB 2.0, составляют
внешние накопители большой емкости — как на жестких, так и на оптических дисках.

Одним из наиболее популярных в настоящее время решений для задач архивирования
и переноса относительно больших объемов данных являются приводы CD-R/RW. Ранее
выпускались (и выпускаются сейчас) модели, оснащенные интерфейсом USB 1.1. Однако
реальная пропускная способность старой спецификации этого интерфейса не позволяла
производить запись со скоростью более 4х, а современные приводы обеспечивают
скоростные характеристики, более чем в 4 раза превышающие это значение. Использование
интерфейса USB 2.0 позволяет снять указанное ограничение и в полной мере использовать
возможности современных устройств CD-R/RW. Так, внешний привод CD-RW с лаконичным
названием Que! производства компании QPS позволяет записывать
диски CD-R и CD-RW на скоростях 16х и 10х соответственно, причем максимальная
скорость считывания достигает 40х. Привод Que! можно подключать как к PC, так
и к Мас. Подобные устройства уже выпустили такие известные производители, как
Plextor (модель PX-S88TU/SW с характеристиками 8/8/24), Sony (модель CRX175M/A1,
обеспечивающая поистине фантастические скорости — 24/10/40), Addonics и др.

В продаже имеются также внешние приводы DVD-RW и DVD-RAM, оснащенные интерфейсом
USB 2.0. Компания QPS предлагает устройство Que! SuperDrive,
позволяющее производить запись как дисков CD-R и CD-RW со скоростью 8х и 4х
соответственно, так и 4,7-гигабайтных дисков DVD-R/RW со скоростью 2х. В качестве
еще одного примера можно привести Panasonic LF-D311, созданный компанией Matsushita
в сотрудничестве с ESBuy.com и позволяющий записывать и считывать диски DVD-RAM
объемом 4,7 Гбайт.

Использование интерфейса USB 2.0 позволяет эффективно использовать внешние
накопители на жестких дисках. Кроме того, среди представленных в продаже
изделий есть как собственно жесткие диски во внешнем исполнении, так и специальные
адаптеры (оснащенные блоком питания и интерфейсным модулем), в которые можно
устанавливать стандартные винчестеры с интерфейсами ATA или SCSI.

Имеются также сведения о внедрении USB 2.0 и в устройствах ввода данных, в частности
в сканерах. Корпорация Epson объявила о выпуске планшетного сканера Perfection
2450 PHOTO, оснащенного интерфейсами USB 2.0 и FireWire. Этот сканер оборудован
слайд-модулем с эффективной площадью сканирования 4×9 дюймов (101×228 мм); величина
оптического разрешения составляет 2400×4800 ppi. Начало поставок Epson Perfection
2450 PHOTO планируется в октябре текущего года, а предполагаемая розничная цена
на территории США — 400 долл.

Преимущества USB 2.0

Основным отличием спецификации USB 2.0 от USB 1.1 является гораздо более высокая
пропускная способность, возросшая в 40 раз и составляющая теперь 480 Мбит/с.
При этом существующие разъемы и экранированные кабели, соответствующие
спецификации USB 1.1, обеспечивают достижение максимальной скорости интерфейса
новой версии без каких-либо модификаций. Передача информации по физическому
интерфейсу USB 2.0 осуществляется кадрами длительностью 1 мс. Каждый кадр, в
свою очередь, состоит из 8 микрокадров, что позволяет использовать в устройствах
USB 2.0 буфер меньшего (по сравнению со спецификацией 1.1) объема даже при больших
скоростях передачи данных. При подключении устройства к USB-концентратору происходит
автоматическое согласование скорости передачи данных. Это дает возможность подключать
устройства USB 1.1 к концентраторам USB 2.0 и наоборот; скорость передачи при
этом в зависимости от типа устройства может быть ограничена до 12 или 1,5 Мбит/с.
При этом разные порты концентратора могут работать на различных скоростях.

Расширены и функциональные возможности программного обеспечения, управляющего
работой USB-устройств. Помимо всего прочего, имеется механизм
автоматической оптимизации производительности. Так, обнаружив устройство с интерфейсом
USB 2.0, подключенное к концентратору USB 1.1, система выведет на экран сообщение
с предложением перекоммутировать цепочку устройств для достижения наибольшей
производительности.

Крупнейшие производители электронных компонентов, в частности Philips и NEC,
предлагают ряд специализированных чипов, представляющих собой готовые решения
для создания различных устройств — контроллеров, концентраторов и пр., соответствующих
спецификации USB 2.0.

Поскольку имеющиеся в данный момент у пользователей компьютеры (как настольные,
так и мобильные) оборудованы, как правило, интерфейсом USB 1.1, то для полноценного
использования высокоскоростных периферийных устройств необходимо устанавливать
специальные интерфейсные карты. Эти карты выполняют функции двух устройств:
хост-контроллера и USB-концентратора

При этом важно понимать, что суммарная
пропускная способность всех портов концентратора не может превышать пропускную
способность хост-контроллера. Например, если на карте установлен один хост-контроллер
(а выпускаемые в настоящее время изделия построены в основном именно по такой
схеме) и концентратор на 4 порта, то предельный трафик для каждого порта будет
составлять не 480, а всего 120 Мбит/с

Однако уже появляются интегрированные решения, позволяющие устранить данное
ограничение. Так, в конце августа текущего года компания Cypress Semiconductor
анонсировала чип Cypress TetraHub (CY7C65640), представляющий
собой законченное решение для создания встроенных или внешних концентраторов
USB 2.0. Кроме того, этот чип можно использовать на материнских платах для реализации
интегрированного контроллера USB 2.0. TetraHub обеспечивает работу до 4 внешних
устройств, подключенных к его портам, на любой из 3 скоростей (1,5, 12 и 480
Мбит/с). Благодаря новой архитектуре Tetra чип Cypress TetraHub позволяет производить
независимую обработку сообщений каждого из 4 портов путем использования 4 отдельных
трансляторов. Цена Cypress TetraHub при поставке партиями 10 тыс. штук составляет
менее 7 долл.

В общем, процесс разработки и внедрения самых разнообразных устройств, соответствующих
спецификации USB 2.0, уже идет полным ходом. Это пока мало заметно для большинства
пользователей, что вполне объяснимо: массовое внедрение USB 2.0 начнется только
после того, как этот интерфейс станет штатным на большинстве материнских плат
(как сейчас USB 1.1). Определенные сдвиги в этом направлении уже есть: в частности,
Intel объявила о намерении в будущем устанавливать на свои материнские платы
интегрированные контроллеры USB 2.0.

А мы переходим к обзору уже имеющихся на рынке устройств.

Особенности понятия

Существуют всеми известные прямоугольные посты для подключения формата USB. В них нужно подключать соответствующие кабели, карты памяти и т. п.

Физически все эти порты одинаковы (по габаритам и внешнему виду), в них можно подключать любое устройство соответствующего формата.

 Однако порты отличаются по конфигурации, и существует их два вида USB 2.0, и USB 3.0. Как ясно из обозначения, версия 3.0 является более новой и современной, чем 2.0. Она обладает лучшими эксплуатационными характеристиками по многим параметрам. Однако данные форматы являются условно совместимыми, то есть особой проблемы подбор соответствующих устройств представлять не будет.

Тем не менее, эти конфигурации имеют достаточно сильно отличающиеся эксплуатационные характеристики, и именно о них будет рассказано в данном материале.

Внешние концентраторы USB 2.0

Если количество внешних устройств, подключаемых к компьютеру, превышает количество
свободных портов, возникает необходимость в использовании внешних USB-концентраторов.
Концентратор выполняет две функции: во-первых, осуществляет передачу потоков
данных между подключенными устройствами и вышестоящим контроллером (или другим
концентратором), а во-вторых, обеспечивает подключенные к нему устройства необходимым
электропитанием.

В качестве наиболее типичного примера можно привести выпускаемый Orange Micro
внешний концентратор OrangeUSB 2.0 Hi-Speed Hub. Он оснащен
4 портами для подключения различных устройств либо нижестоящих концентраторов
и одним портом для подключения к контроллеру либо к вышестоящему концентратору.
В комплект поставки OrangeUSB 2.0 Hi-Speed Hub входят блок питания и один USB-кабель.
Аналогичные решения предлагают многие производители, например ATEN Technology,
Belkin Components, Veriplus и др.

Описание проблемы

Ярким примером выступают ноутбуки HP из серии 250 G5, которые в бюджетной комплектации не имеют DVD – привода. Несмотря на агрессивный маркетинг Windows 10, компания HP всё-таки предоставила на своем официальном сайте драйверы не только для «десятки», но и для Windows 7. Хотя при попытке установить её вы можете столкнуться с ошибкой: «Драйверы устройства не найдены. Проверьте, что на установочном носителе имеются правильные драйверы и нажмите кнопку ОК».

Мастер установки Windows 7 не стартует потому, что компьютер не видит устройства, подключенного по интерфейсу USB 3.0. И тогда возникает потребность интегрировать драйвера USB версии 3.0 в дистрибутив Windows 7, чем мы сейчас и займемся.

Встроить драйверы в установочный образ можно как с помощью командной строки и её утилит, так и прибегая к сторонним, специально для этого сделанным, программам.

Интеграция драйвера в дистрибутив Windows 7 с помощью программы NTLite

В интернете можно найти много видео и статей, в которых описана процедура внедрения драйверов с помощью командной строки. Но для обычного пользователя графический интерфейс гораздо проще и понятней. Возможность читать подсказки и нажимать привычные кнопки, сильно располагает к себе и не пугает человека, который ни разу не вшивал драйвера в готовый дистрибутив Windows.

Для начала необходимо скачать программу NTLite с https://www.ntlite.com/download/, выбрав версию под разрядность вашей ОС.

После чего запускаем скачанный файл и осуществляем простенькую установку. Принимаем лицензионное соглашение и жмете «Далее».

Место установки выбираете по своему желанию или оставляете без изменения. Снова «Далее».

Если хотите скопировать папку с NTLite на флешку и носить её с собой, то поставьте галочку «Portable mode (no uninstall support)» и, опять, «Далее».

Установка завершена. Если не снимать галочку «Запустить NTLite», то программа запустится сразу после нажатия кнопки «Завершить».

После запуска NTLite будет предложено выбрать тип лицензии. Выбираем «Бесплатная (ограниченная, не коммерческая)». Для наших целей этого будет достаточно.

Далее необходимо нажать кнопку «Добавить» и выбрать с выпавшего меню пункт «Файл образа (WIM, ESD, SWM)».

После чего переходим в папку с распакованным дистрибутивом Windows 7 либо открываем флешку, на которой записана готовая к установке ОС.

Далее разыскиваем файл boot.wim, который обычно находится в папке «sources». Именно в него и будут интегрированы драйвера USB 3.0, чтобы установщик мог считать информацию с флеш-накопителя и начать установку ОС. Жмем «Открыть».

После этого появится список, который можно разделить на 2 части: 1 – операционные системы, которые можно установить с данного дистрибутива, 2 – загрузчик.

Сначала интегрируем драйвера USB 3.0 в загрузчик, ведь именно их отсутствием была вызвана ошибка, что описана в начале статьи.

Вибираем «Microsoft Windows Setup (x86)» и жмем «Загрузить».

Начнется процедура загрузки образа, которая зависит от мощности вашего ПК. О готовности вам сообщит статус «Загружено».

Теперь понадобятся драйвера, которые мы и будем вшивать. Какие именно – зависит от чипсета и его производителя. Если у вас их нет, или вы не знаете что вам нужно – можете воспользоваться вот этим набором.

Немного из истории стандарта USB

Шина или интерфейс USB (Universal Serial Bus) — это универсальная последовательная шина, предназначенная для подключения периферийных устройств. В свое время шина USB пришла на смену уже морально устаревшим интерфейсам COM, LPT, PS/2 и GamePort (для подключения джойстика).

Стандарт USB 1.0, получивший широкое распространение, был представлен в ноябре 1996 года. Он определял два скоростных режима передачи данных: режим Full-Speed с максимальной скоростью передачи до 12 Мбит/с и режим Low-Speed с максимальной скоростью передачи до 1,5 Мбит/с. Максимальная длина кабеля в режиме Full-Speed не превышала 3 м, а в режиме Low-Speed — 5 м.

Для подключения периферийных устройств к шине USB 1.0 использовался кабель, состоящий из двух пар проводов. Одна витая пара в дифференциальном включении использовалась для приема и передачи данных, а еще одна пара проводов — для питания периферийного устройства напряжением +5 В. Благодаря встроенным линиям питания шина USB 1.0 позволяла подключать периферийные устройства без собственного источника питания. При этом максимальная сила тока, потребляемого устройством по линиям питания шины USB 1.0, не должна была превышать 0,5 А. К одному контроллеру шины USB 1.0 можно было подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов.

В сентябре 1998 года появилась спецификация USB 1.1. Собственно, по своим техническим и скоростным характеристикам она не отличалась от USB 1.0. Просто в ней были исправлены ошибки версии 1.0.

В апреле 2000 года была опубликована спецификация USB 2.0, а в конце 2001 года эта версия была стандартизована. Сегодня шина USB 2.0 является самой распространенной. Все ноутбуки, материнские платы и периферийные устройства (принтеры, МФУ, мыши, клавиатуры, джойстики, графические планшеты и т.д.) оснащаются интерфейсом USB 2.0, а интерфейс USB 1.1 уже практически вышел из употребления. В то же время интерфейс USB 2.0 является обратно совместимым с интерфейсом USB 1.1.

В спецификации USB 2.0 предусмотрено три скоростных режима: кроме режимов Low-Speed (до 1,5 Мбит/с) и Full-Speed (до 12 Мбит/с), есть высокоскоростной режим Hi-Speed, определяющий максимальную скорость передачи до 480 Мбит/с (60 Мбайт/с).

Как и в случае спецификаций USB 1.0 и USB 1.1, в спецификации USB 2.0 для подключения периферийных устройств используется кабель, состоящий из двух пар проводов: одна витая пара проводов для приема и передачи данных, а другая — для питания периферийного устройства. При этом напряжение питания опять-таки составляет 5 В, а максимальная сила тока не должна превышать 0,5 А. К одному контроллеру шины USB 2.0 можно подсоединять до 127 устройств через цепочку концентраторов.

В стандарте USB 2.0 предусмотрено три типа разъемов: разъем типа A (рис. 1), разъем типа B (рис. 2) и разъем miniUSB типа B (рис. 3). Впоследствии, в январе 2007 года, были представлены разъемы microUSB, однако они предназначены для мобильных телефонов и коммуникаторов и не используются в компьютерах и периферийных устройствах.

Рис. 1. Разъем USB типа A

Рис. 2. Разъем USB типа B

Рис. 3. Разъем miniUSB типа B

Основная проблема шины USB 2.0 заключается в том, что она является однонаправленной. То есть данные передаются в обе стороны (либо в одну, либо в другую, но не одновременно) по одной и той же витой паре. Несмотря на декларируемую максимальную скорость передачи данных до 480 Мбит/с, шина USB 2.0 имеет достаточно большие задержки между запросом на передачу данных и собственно началом передачи. Поэтому в реальности интерфейс USB 2.0 не позволяет передавать данные со скоростью более 35 Мбайт/с (280 Мбит/с). Конечно, такая скорость передачи данных сегодня уже явно недостаточна. Подключение по интерфейсу USB 2.0 внешних жестких дисков и флэш-памяти не позволяет реализовать весь их скоростной потенциал. К примеру, при подключении внешнего жесткого диска по интерфейсу eSATA скорость передачи данных ограничивается скоростными характеристиками самого диска и для современных дисков составляет порядка 90 Мбайт/с (при последовательных операциях чтения и записи), а при подключении того же внешнего диска по интерфейсу USB 2.0 скорость передачи данных снижается до 33 Мбайт/с.

Не только внешние накопители, но и многие другие периферийные устройства нуждаются в существенно большей пропускной способности интерфейса, нежели может предоставить интерфейс USB 2.0. Поэтому новый высокоскоростной стандарт USB 3.0, разработка которого велась в течение нескольких лет, появился как нельзя кстати.

Вывод

Нужно понимать, что абсолютно все новое и современное оборудование выпускается с портами и кабелями версии USB 3.0, потому наиболее целесообразно покупать компьютер и ноутбук тоже с этой версией для достижения максимальной эффективности в работе.

 Новая версия работает не только быстрее, но и гораздо стабильнее из-за некоторых особенностей передачи потока данных, а кроме того, пары версий 3.0-3.0 реже дают сбои, чем 3.0-2.0 (когда в порт второй версии подключено устройство третьей, или наоборот).

По сути, основной недостаток устройств новой версии – цена, ведь они немного дороже.

К тому же, ввиду более короткой длины кабеля может потребоваться использовать переходники и адаптеры, что еще больше увеличивает денежные затраты.

С другой стороны, такие траты не будут еженедельными – чаще всего они делаются один раз в несколько лет, но зато гарантируют стабильную и быструю работу устройств на всем протяжении периода эксплуатации.