USBefuddled: распутываем крысиное гнездо USB

Дополнительную информацию о кабелях можно получить в новой книге Гленна Флейшмана «Возьмите под контроль распутывание соединений». Он отвечает на распространенные вопросы и помогает в устранении неполадок. Вы узнаете, как распознавать порты, определять имеющиеся у вас кабели и покупать лучший кабель для USB, Thunderbolt, Ethernet, DisplayPort, HDMI и аудио самым быстрым, лучшим и самым надежным из доступных способов.

Это USB должно быть легко. Простите за каламбур, но вы понимаете, о чем я. Раньше USB обозначал один тип разъема для компьютера: тип A, который был плоским, прямоугольным и имел одну правильную ориентацию. Периферийное устройство либо имело провод с прямым проводом, либо имело USB-порт типа B: блочный, почти квадратный и с только одной правильной ориентацией.

Однако по пути мы накопили и другие: Mini-B, толстую трапецию, используемую графическими калькуляторами Texas Instruments, ранними Amazon Kindles и другими устройствами; и Micro-B, тонкая трапеция, которая де-факто стала формой зарядки для мобильных устройств, наушников и другого оборудования с батарейным питанием. Появились и более непонятные разъемы, такие как широкий и странной формы USB 3.0 Micro-B, который чаще всего встречается на внешних жестких дисках.

Эволюция разъемов USB-C сразу после выпуска стандарта USB 3.1 обещала простоту. Вместо хост-устройств типа A и периферийных устройств типа B, Mini-B, Micro-B и других один разъем работает на обоих концах соединения и передает как питание, так и данные. Электроэнергия может передаваться в любом направлении по одному и тому же кабелю: через компьютер, заряжающий аккумулятор, или через телефон; аккумулятор, заряжающий компьютер. Он также двусторонний по своей длинной оси, поэтому его невозможно вставить в неправильной ориентации.

USB-C должен был стать последним кабелем, который вам когда-либо понадобится. Это не сработало.

Аппаратная часть работает великолепно: штекер USB-C подходит к любому разъему USB-C. Но, возможно, Форум разработчиков USB (USB-IF), группа, которая занимается разработкой стандарта USB, не до конца продумала всю сложность того, что должно проходить по проводке USB, и как эффективно это передавать: питание и видео. в сочетании с несколькими различными стандартами данных.

Проблема в том, что USB-C стал разъемом для совершенно разных целей, и взгляд на порт или кабель редко дает вам достаточно информации, чтобы понять, что произойдет, когда вы подключите кабель. Разъем USB-C поддерживается (но не требуется) USB 3.1 и 3.2 и требуется USB 4 (а также Thunderbolt 3 и 4), хотя до версии 4 каждой спецификации они представляли собой отдельные стандарты, которые переплетались.

Подключение кабеля USB-C может вызвать массу вопросов. Будете ли вы получать максимальную скорость между двумя устройствами? Получите ли вы мощность, необходимую для питания компьютера или подзарядки аккумулятора USB? Неужели вообще ничего не произойдет, без понятия, почему? Часто невозможно узнать, даже если давно выброшенная упаковка кабеля действительно содержала все эти ответы, потому что вам также нужно знать о портах на обоих концах.

Большая часть путаницы, с которой мы все сталкиваемся, связана с тем фактом, что все действия происходят глубоко внутри компьютера, мобильного устройства или периферийного устройства. Какие бы возможности передачи данных или питания ни мог предложить порт USB-C по кабелю к другому устройству, они зависят от хоста или периферийного контроллера, набора микросхем и схем управления питанием, реализующих USB, Thunderbolt и другие стандарты на аппаратном уровне. Контроллер может варьироваться от автономного модуля, добавленного к материнской плате, до глубокой интеграции в систему на кристалле, такую ​​​​как Apple M1.

Кабель является внешним посредником между двумя устройствами; он знает только о переносе данных, а не о их кодировании или декодировании. Кончики кабеля информируют устройства на обоих концах о том, какие данные они могут передавать с одного конца на другой. Для этого используется крошечный чип, встроенный в каждый разъем USB-C. (Многие другие типы разъемов, такие как USB 3.1 Type-A и Lightning, также содержат микросхемы, что является одной из причин, по которой кабели стали дороже, чем раньше.) Контроллеры могут передавать разные стандарты по одной и той же «линии», и они полагаются на кабели, которые помогут им договориться о наиболее общем способе общения друг с другом.