USB Type-CПерша версія шини Universal Serial Bus (USB) була представлена в 1995 році. Саме USB став найбільш успішним інтерфейсом за всю історію обчислювальних систем. Десятки мільярдів пристроїв зв'язуються між собою за допомогою USB, тому важливість цього каналу передачі даних складно переоцінити. Схоже, з появою роз'єму USB Type - C, наше уявлення про можливості і роль універсальної шини може кардинально змінитися. Перш ніж говорити про перспективи, давайте подивимося, що ж пропонує універсальний коннектор нового формату.

 

Переваги і недоліки інтерфейсного роз'єму нового формату вже деякий час обговорюється в мережі. Специфікація USB Type - C була остаточно затверджена ще у кінці літа минулого року, проте тема універсального роз'єму викликала активний інтерес після недавнього анонса ноутбка Apple MacBook, а також нової версії Chromebook Pixel, оснащених USB Type - C.

Конструкція. Зручне підключення

Коннектор USB Type - C трохи більше звичного USB 2.0 Micro - B, проте помітно компактніше здвоєного USB 3.0 Micro - B, не кажучи вже про класичному USB Type - A.

Габарити роз'єму (8,34×2,56 мм) дозволяють без особливих складнощів використати його для облаштувань будь-якого класу, включаючи смартфони/планшети з мінімально розумною товщиною корпусу.

Конструктивно роз'єм має овальну форму. Сигнальні і силові виведення розміщені на пластиковій стойці в центральній частині. Контактна група USB Type - C включає 24 виведення. Це значно більше, чим у роз'ємів USB попереднього покоління. На потреби USB 1.0/2.0 виділялися всього 4 контакти, а роз'єми USB 3.0 мають 9 виведень.

Перша очевидна вигода USB Type - C - симетричний роз'єм, що дозволяє не замислюватися над тим, якою стороною під'єднати штекер до розетки. Одвічна проблема пристроїв з USB- коннекторами будь-якого формату тепер нарешті вирішена. При цьому рішення задачі досягається не банальним дублюванням усіх контактних груп. Тут використовується певна логіка автоматичного узгодження і комутації.

Ще один приємний момент - з обох боків інтерфейсного кабелю розташовуються ідентичні роз'єми. Тому, використовуючи USB Type - C, не треба вибирати, якою стороною провідника під'єднувати те, що веде і ведене пристрої.

Зовнішня оболонка коннектора не має ніяких отворів або вирізів. Для його фіксації в роз'ємі використовуються внутрішні бічні клямки. Штекер повинен досить надійно утримуватися в роз'ємі. Люфтів, подібних тим, що можна було спостерігати у USB 3.0 Micro, - B, тут бути не повинно.

Багатьох напевно хвилює фізична надійність нового коннектора. Згідно із заявленими характеристиками, механічний ресурс роз'єму USB Type - C складає близько 10 000 підключень. Такий самий показник характерний і для порту USB 2.0 Micro - B.

Окремо відмітимо, що USB Type - C не є інтерфейсом передачі даних. Це тип роз'єму, що дозволяє зв'язати воєдино різні сигнальні і силові лінії. Як бачимо, коннектор елегантний з інженерної точки зору, а головне - має бути зручний у використанні.

Швидкість передачі даних. 10 Гб/c не для усіх?

Одно з переваг USB Type - C - можливість використання для передачі даних інтерфейсу USB 3.1, що обіцяє підвищення пропускної спроможності до 10 Гб/с. Проте, USB Type - C і USB 3.1 - це не рівнозначні терміни і точно не синоніми. У форматі USB Type - C можуть бути реалізовані можливості як USB 3.1, так і USB 3.0 і навіть USB 2.0. Підтримку тієї або іншої специфікації визначає інтегрований контроллер. Звичайно, з більшою вірогідністю порти USB Type - C з'являтимуться на пристроях, що підтримують високу швидкість передачі даних, але це не догма.

Нагадаємо, що навіть при реалізації можливостей USB 3.1 можливі відмінності в максимальній швидкості передачі даних. Для USB 3.1 Gen 1 - це 5 Гб/з, USB 3.1 Gen 2 - 10 Гб/с. До речі, представлені Apple Macbook і Chromebook Pixel мають порти USB Type - C з пропускною спроможністю 5 Гб/с. Ну, а наочним прикладом того, що новий інтерфейсний роз'єм дуже вариативен, являється планшет Nokia N1. Він також оснащений коннектором USB Type - C, але його можливості обмежені USB 2.0 з пропускною спроможністю 480 Мб/c.

Позначення "USB 3.1 Gen 1" можна назвати своєрідним маркетинговим прийомом. Номінально подібний порт має можливості ідентичні таким для USB 3.0. Більше того, для цієї версії "USB 3.1" можуть використовуватися ті ж контроллери, що і для реалізації шини попереднього покоління. На початковому етапі такий прийом напевно активно застосовуватимуть виробники, випускаючи нові пристрої з USB Type - C для яких не потрібна максимальна пропускна спроможність. Пропонуючи пристрій з коннектором нового типу, багатьом захочеться представити його у вигідному світлі, заявивши про наявність не лише нового коннектора, але і підтримці USB 3.1, нехай навіть і умовною. Важливо розуміти, що номінально порт USB Type - C може використовуватися для максимально продуктивного підключення на швидкостях до 10 Гб/c, але, щоб отримати таку пропускну спроможність, її повинні забезпечувати пристрої, що підключаються. Наявність USB Type - C не є показником реальних швидкісних можливостей порту. Їх варто заздалегідь уточнювати в специфікаціях конкретних продуктів.

Деякі обмеження також мають кабелі для під'єднування пристроїв. При використанні інтерфейсу USB 3.1, для передачі даних без втрат на швидкостях до 10 Гб/c (Gen 2) довжина кабелю c роз'ємами USB Type - C не повинна перевищувати 1 метр, для з'єднання на швидкості до 5 Гб/c (Gen 1) - 2 метри.

Передача енергії. Агрегат на 100 Вт

Ще одна важлива особливість, яку привносить USB Type, - C - можливість передачі енергії потужністю до 100 Вт. Цього вистачить не лише для живлення/зарядки мобільних пристроїв, але і для безпроблемної роботи ноутбуків, моніторів або, наприклад, "великих" зовнішніх накопичувачів формату 3,5".

 При первинній розробці шини USB, передача енергії була другорядною функцією. Порт USB 1.0 забезпечував всього 0,75 Вт (0,15 А, 5 В). Досить для роботи мишки/клавіатури, але не більше того. Для USB 2.0 номінальна сила струму була збільшена до 0,5 А, що дозволило отримати вже 2,5 Вт. Цього частенько вистачало для живлення, наприклад, зовнішніх жорстких дисків формату 2,5". Для USB 3.0 номінально передбачена сила струму в 0,9 А, що при незмінній напрузі живлення в 5В вже гарантує потужність в 4,5 Вт. Спеціальні посилені роз'єми на материнських платах або ноутбуках здатні були видавати до 1,5 А для прискорення зарядки підключених мобільних пристроїв, але це все ще 7,5 Вт. На тлі цих цифр можливість передачі 100 Вт виглядає чимось фантастичним. Проте, щоб порт USB Type - C наповнився необхідними потужностями, потрібна підтримка специфікації USB Power Delivery 2.0 (USB PD). Якщо такої немає, порт USB Type - C штатно зможе видати на гора 7,5 Вт (1,5 А, 5 В) або 15 Вт (3А, 5 В) залежно від конфігурації. Щоб упорядкувати енергетичні можливості портів з USB PD, була розроблена система силових профілів, що передбачають можливі комбінації напруги і струмів. Відповідність Profile 1 гарантує можливість передачі 10 Вт енергії, Profile 2 - 18 Вт, Profile 3 - 36 Вт, Profile 4 - 60 Вт, Profile 5 - 100 Вт. Порт, що відповідає профілю більш високого рівня, підтримує усі стани попередніх по низхідній. В якості опорної напруги вибрані 5В, 12В і 20В. Використання 5В потрібне для сумісності з величезним парком наявної USB- периферії. 12В - стандартна напруга живлення різних компонентів систем. 20В запропоноване з урахуванням того, що для зарядки акумуляторів більшості ноутбуків використовуються зовнішні БП на 19-20В. Звичайно, добре, коли пристрій оснащений USB Type - C, що підтримує максимальний енергетичний профіль USB PD. Саме такий роз'єм дозволяє передавати до 100 Вт енергії. Очевидно, що порти з подібним потенціалом можуть з'явитися на деяких потужних ноутбуках, спеціальних док-станциях або материнських платах, де для потреб USB Type - C будуть виділені окремі фази внутрішнього блоку живлення. Мова про те, що необхідну потужність необхідно якось згенерувати і підвести до контактів USB Type - C. Та і для передачі енергії такої потужності знадобляться активні кабелі. Тут важливо розуміти, що не будь-який порт нового формату зможе забезпечити заявлену потужність в 100 Вт. Потенційна можливість для цього є, проте це питання обов'язково має бути вирішене виробником на рівні схемотехніки. Також не варто живити ілюзій на рахунок того, що вищезгадані 100 Вт можна буде отримати, скажімо, від блоку живлення розміром з сірникову коробку і тепер зарядкою від смартфону можна буде запити свій ігровий ноутбук і підключений до нього 27-дюймовий монітор. Все ж закон збереження енергії продовжує працювати, а тому зовнішній БП на 100 Вт з портом USB Type - C буде всім такий же важкий брусок, як і раніше. В цілому ж сама можливість передачі енергії такої потужності за допомогою універсального компактного роз'єму - це, звичайно ж, плюс. Як мінімум, прекрасна можливість позбавитися від різнобою оригінальний силових коннекторів, якими особливо часто грішать виробники ноутбуків. Ще одна корисна особливість USB Type - C - можливість зміни напряму передачі енергії. Якщо дозволяє схемотехніка пристроїв, споживач може, наприклад, на якийсь час стати джерелом заряду. Причому для зворотного енергетичного обміну не знадобиться навіть переподключение роз'ємів.

Альтернативний режим. Не USB єдиним

Порт USB Type - C спочатку розроблявся в якості універсально рішення. Окрім безпосередньої передачі даних по USB, він може також використовуватися в альтернативному режимі (Alternate Mode) для реалізації сторонніх інтерфейсів. Таку гнучкість USB Type - C використала асоціація VESA, впровадивши можливість передачі відеопотоку за допомогою DisplayPort Alt Mode.

 

USB Type - C розташовує чотирма высокоскоросными лініями (парами) Super Speed USB. Якщо дві з них виділяються на потреби DisplayPort, цього вистачає для отримання картинки з дозволом 4 K (3840×2160). При цьому не страждає швидкість передачі даних по USB. На піку це усе ті ж 10 Гб/з (для USB 3.1 Gen2). Також передача відеопотоку ніяк не впливає на енергетичні здібності порту. На потреби DisplayPort може бути виділене навіть швидкісних 4 лінії. В цьому випадку буде доступні режими аж до 5k (5120×2880). У такому режимі залишаються не задіяні лінії USB 2. 0, тому USB Type - C все ще зможе паралельно передавати дані, хоча вже з обмеженою швидкістю. У альтернативному режимі для передачі аудіопотоку використовуються контакти SBU1/SBU2, які перетворяться в канали AUX /AUX-. Для протоколу USB вони не задіюються, тому тут теж ніяких додаткових функціональних втрат.

При використанні інтерфейсу DisplayPort, коннектор USB Type - C як і раніше могутньо підключати будь-якою стороною. Необхідне сигнальне узгодження передбачено спочатку.

Підключення пристроїв за допомогою HDMI, DVI і навіть D - Sub (VGA) також можливо, але для цього знадобляться окремі перехідники, проте це мають бути активні адаптери, оскільки для DisplayPort Alt Mode, не підтримується режим Dual - Mode Display Port (DP ).

Альтернативний режим USB Type - C може бути використаний зовсім не тільки для протоколу DisplayPort. Можливо, незабаром ми дізнаємося про те, що цей порт навчився, наприклад, передавати дані за допомогою PCI Express або Ethernet.

Сумісність. Труднощі "переходникового" періоду

Якщо говорити про сумісність USB Type - C з пристроями, оснащеними портами USB попереднього покоління, то, підключити їх безпосередньо не представляється можливим із-за принципових відмінностей конструкції коннекторів. Для цього знадобиться скористатися перехідниками. Їх асортимент обіцяє бути дуже широким. Звичайно, мова не лише про конвертацію USB Type - C на формат інших типів USB. Перехідники для виведення зображення на екрани з традиційними портами DisplayPort, HDMI, DVI і VGA також будуть доступні.

Apple одночасно з анонсом нового MacBook запропонувала декілька варіантів перехідників. Поодинокий USB Type - C на USB Type - A оцінений в $19.

Враховуючи наявність всього одного USB Type - C, власникові MacBook напевно не обійтися без універсального більше функціонального конвертора. Apple представила два такі адаптери. Один на виході має наскрізний порт USB Type - C, VGA і USB Type - A, другий варіант оснащений HDMI замість VGA. Вартість таких коробок - $79. Блок живлення на 29 Вт з нативним USB Type - C завісив на $49.

Google для нової системи Chromebook Pixel пропонує поодинокі перехідники з USB Type - C на Type - A (вилка/розетка) ціною $13, за конвертер на DisplayPort і HDMI доведеться заплатити $40. Блок живлення на 60 Вт оцінений в $60.

Від виробників устаткування традиційно не варто чекати гуманних цінників на додаткові аксесуари. Виробники перехідників в передчутті попиту на свої нові продукти. Belkin вже готова відвантажувати кілометри провідників, але їх вартість також низькою не назвеш ($20-30). Компанія також анонсувала, але ще не представила перехідник з USB Type - C на гигабитный порт Ethernet. Вартість доки не оголошена, є інформація лише про те, що він буде доступний на початку літа. Потішно, але, схоже, що до цього моменту, щоб підключитися до дротяної мережі, знадобиться відразу використати два перехідники. Цілком можливо, що хтось виявиться расторопнее Belkin, раніше запропонувавши відповідний адаптер. Про помітне зниження ціни можна буде говорити лише після того, як аксесуарами з USB Type - C щільно займуться куди менш відомі компанії з "Піднебесної". Враховуючи, які перспективи відкриваються, вважаємо, що за ними справа не стане.

Пристрої з USB Type - C. Хтось має бути першим

Номінально першим пристроєм, оснащеним портом USB Type, - C став планшет Nokia N1. Принаймні, саме цей пристрій став передвісником того, що порти нового формату покинули лабораторії розробників і "йдуть в народ".

Цікавий пристрій, але, на жаль, поки воно пропонується досить обмеженим накладом. Планшет має нативний порт USB Type - C, хоча для передачі даних використовується протокол USB 2.0.

Мабуть, найбільш знаковим продуктом, який допоможе підвищити популярність USB Type, - C, став нещодавно представлений Apple MacBook. 12-дюймовий ноутбук оснащений єдиним інтерфейсним роз'ємом, тому його власники так чи інакше стануть першопроходцями, які пристосовуватимуться до життя з USB Type, - C.

З одного боку Apple очевидно підтримала розвиток нового стандарту, більше того, інженери компанії безпосередньо брали участь в розробці USB Type - C. З іншої - оновлені версії Macbook Air і MacBook Pro не отримали цей коннектор. Чи означає це, що в "важчій" категорії облаштувань виробника USB Type - C в найближчий рік не пропишеться? Спірно. Адже напевно Apple не зможе утриматися від оновлення лінійки ноутбуків після осіннього анонса нової мобільної платформи Intel з процесорами Skylake. Можливо, саме тоді купертинцы виділять місце на інтерфейсній панелі для USB Type - C. Ще більше неоднозначна ситуація з планшетами і смартфонами. Чи буде Apple використати для них USB Type - C замість Lightning? Проприетарный роз'їм в плані можливостей помітно поступається новому універсальному порту, але як бути з оригінальною периферією, що накопичилася у користувачів мобільних продуктів Apple c 2012 року? Відповіді на ці питання ми дізнаємося з оновленням або розширенням лінійок iPhone/iPad.

Компанія Google представила друге покоління стильних ноутбуків Chromebook Pixel. Системи на Chrome OS досі залишаються досить нішевими рішеннями, але якість систем Google підкуповує, до того ж в це раз вони в авангарді пристроїв, що пропонують залучитися до USB Type-С. Ноутбуки оснащені парою відповідних роз'ємів. Проте, для підстраховування Chromebook Pixel мають і два класичні роз'єми USB 3.0.

В цілому, представники Google дуже натхненні можливостями нового роз'єму, розраховуючи на появу в найближчому часі мобільних пристроїв на Android з роз'ємом USB Type - C. Безкомпромісна підтримка найбільшого платформодержателя - вагомий аргумент для інших гравців ринку.

Виробники материнських плат доки не особливо квапляться додавати порт USB Type - C для своїх пристроїв. Нещодавно компанія MSI представила модель MSI Z97A GAMING 6, яка обладнана таким коннектором із швидкістю передачі даних до 10 Гб/c.

Компанія ASUS пропонує зовнішній контроллер USB 3.1 з портом USB Type - C, який встановлюється на будь-яку плату з вільним слотом PCI Express (x4).

Периферійних пристроїв з нативним USB Type - C доки відверто замало. Напевно багато виробників не квапилися з анонсом, чекаючи появи систем з якими можна буде використати продукти з USB Type - C. В цілому, це типова ситуація при впровадженні чергового галузевого стандарту.

Відразу після анонса Apple MacBook, компанія LaCie представила серію портативних зовнішніх жорстких дисків з USB Type - C.

SanDisk вже пропонує на пробу флеш-накопитель з двома роз'ємами - USB 3.0 Type - A і USB Type - C. Аналогічний продукт пропонує і менш відома Microdia.

Напевно незабаром ми побачимо значне розширення асортименту пристроїв з USB Type - C. Крутень змін повільно, але вірно розкручуватиметься. Підтримка "великих" компаній здатна вплинути на ситуацію і прискорити цей процес.

Підсумки

Необхідність в універсальному компактному роз'ємі, який можна було б використати для передачі даних, видео-аудиопотоков і електроенергії, назріла вже досить давно. Враховуючи обопільний інтерес, як з боку користувачів, так і виробників устаткування, є усі передумови для того, щоб USB Type- З "вистрілив".

Компактні розміри, простота і зручність підключення разом з широкими можливостями обіцяють коннектору перспективи повторити успіх свого попередника. Звичний порт USB кілька разів модернізувався, проте прийшов час кардинальних змін. 10 Гб/c з можливістю подальшого масштабування, передача енергії потужністю до 100 Вт і картинка з дозволом до 5К. Непогано для старту? Ще один аргумент в скарбничку USB Type - C - відкритий стандарт, що не вимагає від виробників ліцензійних відрахувань. Має відбутися ще більша робота, але попереду видно результат, заради якого варто пройти цей шлях.