Złącze USB 3.0 – co to jest? Co warto o nim wiedzieć?

USB 3.0 to bardzo uniwersalny i popularny port komunikacyjny. Dostępny jest dziś w wielu urządzeniach: komputerach, aparatach, skanerach, klawiaturach, drukarkach, pendrive’ach, a nawet dyskach zewnętrznych. Co warto o nim wiedzieć? I czym się różni on od portu USB 2.0?

USB – co to jest?

Na początku warto powiedzieć, czym w ogóle jest USB. Jest to uniwersalna magistrala szeregowa, która umożliwia łączenie ze sobą różnych urządzeń. Powstała ona w 1996 roku – była to wersja USB 1.0. Zapewniała ona szybkość transmisji danych na poziomie 1,5 Mb/s. W 2001 roku pojawiło się złącze USB 2.0, a kilka lat później – USB 3.0. Ten ostatni port powstał na skutek coraz większych plików, które były przesyłane zbyt wolno.

Złącze USB 3.0 pojawiło się na rynku w 2008 roku. Miało zastąpić popularne wówczas złącze USB 2.0, zapewniając większą szybkość i bardziej dopracowany sposób łączenia różnych urządzeń. USB 3.0 powstało w odpowiedzi na rozwój technologii, zapewniając szybszą transmisję danych oraz zachowując elastyczność i łatwość użytkowania, tak charakterystyczne dla złącza USB 2.0.

Przeczytaj również: Rodzaje złącz i gniazd komputerowych

USB 3.0 – czym się charakteryzuje? USB 3.0 vs 2.0

Poniżej wyjaśniamy, czym charakteryzuje się USB 3.0 oraz jakie są różnice między nim a USB 2.0.

Prędkość

Nowy standard, czyli. USB 3.0 (SuperSpeed USB) wyróżnia się znacznie większą przepustowością od swojego poprzednika, wynoszącą do 5 Gb/s (w praktyce około 400-500 MB/s). Dla porównania, USB 2.0 (High Speed USB) umożliwia przepustowość na poziomie 60 MB/s. Warto jednak zaznaczyć, że jest to najwyższa prędkość, którą niełatwo uzyskać w domowych warunkach. Różnicę pomiędzy dwoma typami USB łatwo można odczuć przy dużych plikach, które przy USB 3.0 można kopiować o wiele szybciej.

Co więcej, USB 3.0 pozwala na szybszy transfer niż takie złącza, jak FireWire czy SATA. Warto jednak pamiętać, że szybkość przesyłu danych zależy też od samego urządzenia oraz kabla. Aby osiągnąć maksymalną prędkość, potrzebne Ci będzie nie tylko złącze USB 3.0, ale i kabel USB 3.0.

Konstrukcja

Istnieją wyraźne różnice pomiędzy budową obu rodzajów USB. Unowocześniona konstrukcja poprawia wykorzystanie magistrali, co z kolei wpływa na poprawę przepustowości. O ile USB 2.0 wykorzystuje cztery styki, które są w stanie przesyłać dane tylko w jednym kierunku, o tyle USB 3.0 posiada dodatkowe pięć, przeznaczonych do ich transferu – dzięki temu można je jednocześnie wysyłać w obu kierunkach. Są to styki takie jak:

• SSTX+ i SSTX-: pozwalają na transmisję danych z hosta do urządzenia,
• SSRX+ i SSRX-: umożliwiają przesył danych w odwrotnym kierunku,
• GND: jest to dodatkowy przewód masowy.

USB 3.0 działa w trybie full duplex, który pozwala zarówno na jednoczesne wysyłanie i odbiór danych, co nie jest możliwe w przypadku USB 2.0. W praktyce oznacza to, że można w tym samym czasie np. zgrywać zdjęcia na komputer oraz przerzucać dokumenty na pendrive’a. USB 2.0 działa natomiast w trybie single duplex, które umożliwia tylko jednokierunkowe przesyłanie danych.

Architektura komunikacji

USB 2.0 wykorzystuje architekturę komunikacyjną, w której transmisja danych musi być zainicjowana przez hosta. Taka metoda, określana również mianem „pollingu”, polega na tym, że host (komputer macierzysty) pyta podłączane urządzenie, czy chce przesłać dane. Urządzenie może je przesyłać jedynie wtedy, gdy host tego żąda. Z dużą częstotliwością odpytywania wiąże się jednak duży pobór energii. Co więcej, związane jest to również z opóźnieniami transmisji, jako że dane mogą być przesyłane tylko wtedy, gdy urządzenie jest odpytywane przez hosta.

W przypadku USB 3.0, aby przyspieszyć transmisję danych, wprowadzono inny model komunikacji. Polega on na minimalizowaniu pollingu i umożliwienie przesyłania urządzeniom danych, gdy są na to gotowe, a nie kiedy je host o to pyta. Działa to tak, że podłączone urządzenie może zablokować polling i zgłosić stan NRDY (Not Ready), kiedy nie jest gotowe. W momencie jednak, gdy chce ono przesłać dane, wysyła sygnał oznaczający gotowość (Endpoint Ready), co pozwala zainicjować transmisję. Dzięki temu cały proces odbywa się dużo szybciej. Obecność wyżej wymienionych, rozdzielonych lini SSTX+/- i SSRX+/- sprawia, że urządzenie nie musi czekać na przydział magistrali (czyli ścieżki, po której zostają przesyłane sygnały z jednego miejsca do drugiego) od hosta.

Moc i zarządzanie energią

USB 3.0 posiada moc równą 4,5 W, czyli dużo większą niż w przypadku USB 2.0, gdzie wynosi ona 2,5 W. Inne jest również maksymalne natężenie prądu – w przypadku USB 3.0 wynosi ono najwyżej 900 mA, natomiast w przypadku USB 2.0 – 500 mA. Dzięki zwiększeniu mocy w USB 3.0 nie trzeba do twardych dysków USB 3.0 przyłączać zewnętrznych zasilaczy ani specjalnych, podwójnych kabli USB, które zajmują aż dwa złącza w komputerze. Jeżeli urządzenie potrzebuje zasilania o dużej mocy, USB 3.0 mu je zapewni.

Co więcej, jeśli nie korzysta się z danego sprzętu lub się go ładuje, w przypadku USB 3.0 przełącza się on na tryb oszczędzania energii. Jeżeli urządzenie w ogóle nie jest używane, odłącza się od zasilania. Istnieje kilka trybów, pomiędzy którymi podłączone urządzenie może się przełączać:

• U0 – tryb aktywny,
• U1 – tryb, w którym moduł wysyłający i otrzymujący dane jest wyłączony,
• U2 – tryb, w którym przerwany jest obwód zegara taktującego,
• U3 – tryb, w którym urządzenie jest w stanie wstrzymania.

Kiedy urządzenie znajduje się w trybie energooszczędnym, komputer może zamknąć łącze pozwalające na przyjmowanie danych.

Wygląd

USB 3.0 i USB 2.0 oznaczane są różnymi symbolami:

Symbole te pozwalają zidentyfikować typ kabla. Widoczny na powyższym zdjęciu symbol SS to skrót od „SuperSpeed”, który jest inną nazwą USB 3.0. Sama długość kabla powinna wynosić maksymalnie 4,5 metra. Łatwo rozpoznać kabel do USB 3.0, ponieważ posiada on we wnętrzu wyraźną, niebieską część. Dla porównania, wtyczki w starszych kablach USB są wewnątrz czarne lub białe.

Kompatybilność z innymi złączami

Ważne jest to, że kabel USB 3.0 działa ze złączem USB 2.0. Jest on kompatybilny także ze złączem USB 1.1 – tak samo jaki USB 2.0. Co więcej, urządzenia za złączem USB 2.0 typu A, które mają płaskie i prostokątne wtyczki, można podłączać do złącza USB 3.0 i na odwrót – mimo że wtyczki USB 3.0 mają o pięć styków więcej niż 2.0.

Jeżeli jednak urządzenie posiada kwadratową wtyczkę USB 2.0 typu B (która często pojawia się w drukarkach i dyskach zewnętrznych) lub micro-USB (które czasem występuje w komórkach i aparatach cyfrowych), można je podłączać do USB 3.0, jednak nie da się wtyczek USB 3.0 przyłączyć do to takich złączy USB 2.0. Należy zaznaczyć też, że kable USB 3.0 będą działały z maksymalną prędkością jedynie w komputerach z tym samym złączem. Jeśli włożysz je do portu USB 2.0, prędkość transmisji danych będzie na poziomie 2.0.

Masz jakieś pytania lub wątpliwości dotyczące USB 3.0 lub USB 2.0? Zadzwoń do nas, chętnie Ci pomożemy!