Historie, současnost a budoucnost USB

Jak už název USB – Universal Seriál Bus napovídá, mělo by se jednat o univerzální rozhraní, kterým se mohou připojovat periferie k počítačům, telefonům a jiným zařízením. Jenže s vývojem se tato myšlenka poněkud zvrtla a dnes už není USB jako USB.



Historie USB

Historie USB sahá do roku 1994, kdy se spojilo sedm velkých IT společností, aby vytvořily univerzální sběrnici pro připojování a napájení periferií. V roce 1996 vyšla první oficiální specifikace USB 1.0 Low Speed (do 1,5 Mbit/s). Následovalo USB 1.1 Full Speed v roce 1998 a od roku 2000 tu máme USB 2.0 High Speed, s nímž se zachovává plná kompatibilita dodnes. A 17 let kompatibility – takovou dobu hned tak v oblasti hardwaru nenajdete.

V roce 2008 přišel standard USB 3.0 SuperSpeed, který přinesl více než desetinásobné rychlosti proti USB 2.0 – až 5 Gbit/s. Další verze pochází z roku 2013, i když se mohutněji rozšířila mezi zařízení, zejména mobily a základní desky počítačů, až v roce 2016. A s ní se změnilo i číslování. Nový standard USB 3.1 SuperSpeed+ s rychlostí až 10 Gbit/s se nyní nabízí jako USB 3.1 Gen2. A starší standard USB 3.0 nejčastěji najdete pod pojmenováním USB 3.1 Gen1.

Aby to nebylo příliš jednoduché, měnily se kromě standardu také konektory. Starší verze – USB 2.0 a 3.0 – pracovaly s konektory A („velký“, nejběžnější na PC), B a jejich Mini a Micro variantami (Micro B - nejběžnější na telefonech). Vlastní jim byla pevná prostorová orientace – šly zapojit jediným způsobem. Po zavedení USB 3.0 navíc došlo k barevnému odlišení u A konektorů – plastový „jazýček“ uvnitř konektoru se začal dělat z jasně modrého materiálu, zatímco u USB 2.0 býval a je pravidelně černý.

S USB 3.1 SuperSpeed+ a stále tenčími zařízeními a také s naší pohodlností se objevil požadavek na ještě menší, oboustranný konektor se schopností vést mnohem větší proud – třeba tolik, aby mohl napájet celý notebook. Objevil se tedy konektor USB-C, který je navíc shodný i pro rozhraní Thunderbolt 3.

Fotografie s větší hloubkou ostrosti

USB-C označuje pouze tvar konektoru – podobně, jako je micro USB, USB nebo jiné konektory, oproti nimž ovšem přináší spoustu výhod. Někomu se může zdát další konektor jako zbytečnost – ale opak je pravdou. Konektor USB-C nabízí rychlejší nabíjení a průtok elektřiny, oboustranné připojování, připojení více zařízení najednou nebo vyšší rychlost přenosu.

A teď k vysvětlení pomu „Thunderbolt 3“, které označuje rozhraní (vlastnosti) daného kabelu. Někomu jsou možná bližší pojmy USB 3.1 nebo USB 3.2 označující standard, tedy vlastnosti (a zejména pak přenosovou rychlost) u ostatních USB-C, která používají výrobci mimo Apple. Mezi vlastnosti kabelu Thunderbolt 3 patří extra-rychlý přenos dat (až 40 Gb/s), mnohem rychlejší nabíjení (k vidění u nejnovějších Macbooků) nebo přenos obrazu v rozlišení až 4K.

Je-li tedy kabel zakončen konektorem USB-C, neznamená to, že je formátován na rozhraní Thunderbolt 3. Jednoduše lze seřadit jednotlivé konektory dle rychlosti přenosu: USB 3.1 Gen1, USB 3.1 Gen 2, Thunderbolt 3, přičemž první začíná na rychlosti 5 Gb/s, a každý další ji má dvojnásobnou. Na rozdíl od USB-C 3.1 vyžaduje rozhraní Thunderbolt 3 i speciální kabely.

Přehled USB konektorů

Když se níže podíváme na přehled všech v současnosti používaných USB konektorů, dojde nám, jak moc nám může postupný přechod na jediný USB-C konektor usnadnit život. Pokud někam cestujete, je opravdu nepraktické vozit USB-C kabel pro napájení notebooku, Micro USB kabel pro nabíjení mobilního telefonu, Mini USB kabel k fotoaparátu a několik USB kabelů pro různé příslušenství. Na následujícím obrázku si tedy shrneme všechny existující USB konektory:

USB 3.2 a změny ve standardech USB

Organizace USB Implementers Forum (USB-IF), která stojí za tvorbou USB standardů, se na začátku roku 2019 rozhodla názvy některých nynějších standardů změnit. Tato změna byla ohlášena jako součást světového mobilního kongresu a my si budeme muset začít zvykat na zcela nové pojmenování – USB 3.2. S přejmenováním se potkaly dosavadní USB 3.0 a USB 3.1, zatímco chystané USB 3.2 přijde opět s jemně upraveným názvem.

Čemu jsme dosud říkali USB 3.0 nebo USB 3.1 Gen 1 dostalo název USB 3.2 Gen 1. Podobně byl taktéž přejmenován standard USB 3.1, které bylo možno taktéž najít pomocí označení USB 3.1 Gen 2, avšak nyní mu budeme říkat USB 3.2 Gen 2. Tyto změny jsou zatím pochopitelné a vcelku logicky na sebe navazují. Dosud nevydané USB 3.2 bohužel podobné pojmenování mít nebude. Jeho celý název totiž bude znít USB 3.2 Gen 2×2. Tento název totiž referuje k jeho šířce pásma, která činí 20 Gbps, a to díky využití dvou 10Gbps kanálů. Standard Thunderbolt 3 naštěstí žádná změna nepotkala a zůstává tak nezměněným.

Uvedení standardu USB 3.2 Gen 2×2 bychom se měli dočkat již letos, kdy můžeme očekávat první high-end sestavy, které nabídnou právě tyto porty. Specifických periferií bychom se poté mohli dočkat již v roce 2020. Jelikož je samotný Apple členem promotérské skupiny USB 3.0, je dost možné, že k implementaci nejnovějšího standardu dojde co nejdříve.

USB 4.0 v roce 2020

Jen pár dnů po představení USB 3.2 byl představen ještě novější standard USB 4. Organizace USB Promoter Group se rozhodla s předstihem novou verzi oznámit již nyní. Nedávno představený USB 3.2 má za cíl překlenout mezeru mezi USB 3.0 a USB 4.0. A v budoucnu bude 3.2 určena pro levnější zařízení, u prémiových modelů bychom měli vidět první nasazení USB 4.0 ke konci roku 2020. Očekává se, že kompletní specifikace USB 4 se odhalí v polovině tohoto roku.

Nyní víme to, že je nové USB založeno na technologii Intel Thunderbolt 3. Díky tomu umožní až rychlost 40 GB/s, což je dvakrát více než u USB 3.2. Důvodem využití Thunderbolt 3 je to, že se Intel v roce 2017 rozhodl technologii nabídnout ostatním bez nutnosti platit poplatky.

Výhody nejsou jen ve vysoké rychlosti. Thunderbolt 3 podporuje i PCIe 3.0 a DisplayPort 1.2, podporuje tak možnost připojení ke dvěma 4K monitorům v 60 Hz anebo jednomu 5K monitoru a zároveň se přes Thunderbolt 3 dají připojit externí grafické karty pro markantní zvýšení výkonu. To je samozřejmě určeno hlavně pro notebooky a počítače. Využívat se bude stále konektor USB-C a zajištěna bude i zpětná kompatibilita. V neposlední řadě to otevírá také možnost extrémně rychlého 100W nabíjení. Poslední podstatnou informací je, že USB-IF vymýšlí pro čtvrtou generaci USB nové logo.

 


Použité zdroje:

https://www.zive.cz/clanky/neni-usb-jako-usb-vyznejte-se-ve-zmatku-kolem-konektoru-a-standardu/sc-3-a-197675/default.aspx

https://notebook.cz/clanky/technologie/2017/usb-3-1

https://www.appleking.cz/blog/usb-c-thunderbolt-3

https://www.letemsvetemapplem.eu/2019/02/27/zapomente-na-usb-3-0-a-3-1-tyto-standardy-se-budou-nove-jmenovat-jinak/

https://www.svetandroida.cz/standard-usb-4-predstaveni/