Как отличить разъем usb 2.0 от 3.0. В чем разница между USB2.0 и USB3.0

Хотя интерфейс USB 3.0 становится все популярнее, похвастать наличием соответствующего контроллера могут не все даже современные материнские платы (а собственно со стороны чипсетов поддержка ожидается только в будущем - к счастью, уже недалеком). Что уж говорить о многочисленных системах, собранных на базе комплектующих прошлых лет - там безраздельно правит старый добрый USB 2.0.

Конечно, свежий стандарт со временем вытеснит заслуженного ветерана индустрии (шутка ли - доброе десятилетие в строю, старейшими аксакалами из общераспространенных интерфейсов являются разве что шина PCI и разъемы PS/2, да и те уже не всегда можно найти на современных матплатах!). Но стоит ли бежать впереди паровоза, заранее заготавливая периферию под новый стандарт? Насколько хороша заявленная совместимость между устройствами и контроллерами USB 2.0 и USB 3.0? Есть ли разница в быстродействии между накопителями USB 2.0 и USB 3.0 при работе с устаревающей версией USB?

Для ответа на эти вопросы мы взяли два доступных нам USB-накопителя под интерфейс USB 3.0 и пару флэшек под USB 2.0. Базой для сравнения выступила материнская плата Gigabyte GA-Z68X-UD3P-B3, предлагающая пользователю как порты USB 2.0 чипсета Intel Z68, так и контроллер USB 3.0 производства EtronTech.

Участники тестирования

Четверка накопителей была подобрана достаточно просто. Мы использовали оба оказавшихся у нас брелка с интерфейсом USB 3.0 от двух разных «королевских» контор: Kingston и Kingmax. Для пущей наглядности мы взяли еще пару накопителей USB 2.0 с двух противолежащих полюсов рынка: дешевую и медленную флэшку ADATA массового сегмента и дорогой, быстрый и защищенный от любых неприятностей внешней среды накопитель Corsair Survivor GTR.

Посвятим теперь пару слов каждому из участвовавших в сравнении накопителей, тем более, что алфавитный порядок идеально расставляет нашу четверку по заявленному производителями быстродействию.

ADATA C905

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 2.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 30 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 8 МБ/с
Габариты: 18,7 х 10,7 х 61,8 мм
Вес: 13 г

Самая обыкновенная недорогая флэшка (около 1400 рублей за 32 Гбайта), выделяющаяся на фоне большинства аналогов разве что симпатичным матовым алюминиевым корпусом.

В использовании накопитель достаточно удобен (компактные размеры, хорошо фиксирующийся колпачок, минимальный нагрев при использовании), но даже заявленные производителем характеристики (до которых на практике он несколько не дотягивает) не позволяют надеяться на скоростные рекорды и заранее настраивают владельца на тренировку терпения.

Corsair Survivor GTR

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 2.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 34 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 28 МБ/с
Габариты: 22 х 22 х 113 мм
Вес: 54 г

Второй из тестируемых накопителей может похвастаться практически абсолютной защитой от воздействий внешней среды. Футляр из прочного алюминиевого сплава с резьбовыми соединениями и резиновыми прокладками способен защитить флэшку и от ударов с ускорением до 1500 g, и от погружения в воду на глубину до 200 метров, и от вибрации.

Показатели скорости впечатляют не меньше (по крайней мере, на фоне большинства накопителей с интерфейсом USB 2.0), а нагрев при работе минимален. Настоящий хай-энд, но и по соответствующей цене, ощутимо превосходящей стоимость большинства известных нам накопителей аналогичного объема - даже моделей с поддержкой USB 3.0.

Габариты накопителя очень велики: он самый длинный в нашем квартете, а диаметр защитного футляра успешно соревнуется с сечением весьма упитанной модели Kingston под USB 3.0.

Kingmax ED-01

Объем: 64 ГБ
Интерфейс: USB 3.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 66 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 41 МБ/с
Габариты: 20 х 9 х 74,5 мм
Вес: 10,5 г

Этот накопитель отличается вполне подходящими для ношения в кармане размерами, чем могут похвастаться не все флэшки, рассчитанные на работу с USB 3.0: обычная, средних размеров прямоугольная флэшка, выполненная из чёрного пластика. Серебристые детали - тот же пластик, но с металлизированным покрытием. Нагрев при работе невелик и не вызывает опасений по поводу живучести устройства при активном использовании. Защитный колпачок надевается на задний торец флэшки весьма оригинальным способом: для этого его надо развернуть на 180 градусов.

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 3.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 80/30 МБ/с (USB 3.0/USB 2.0)
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 60/30 МБ/с (USB 3.0/USB 2.0)
Габариты: 22,2 х 16,1 х 73,7 мм
Вес: 25 г

Массивный накопитель в очень толстом корпусе с алюминиевыми вставками и синим светодиодом активности. По габаритам в нашей четверке с ним можно сравнить лишь Corsair Survivor GTR, но, в отличие от последнего, накопитель Kingston не может похвастаться экстремальными параметрами защищенности.

В ходе тестов был отмечен очень сильный нагрев накопителя при работе: после использования корпус нагревается настолько, что держать его в руках некомфортно - температура явно приближается к 50 °C, что не может не внушать опасений за срок жизни устройства.

Комплектацию этого накопителя выделяет наличие специального кабеля для улучшенного питания устройства при подключении к разъемам USB 2.0, которые по стандарту обеспечивают меньшую силу тока, чем USB 3.0 (500 мА против 900 мА). К одному разъему подключается накопитель, а два других подключаются к разъемам USB компьютера, причем один из подключаемых к разъемам USB проводов заметно тоньше другого и служит только для энергоснабжения. Правда, нам пользы от этого кабеля обнаружить не удалось: питания и от одного порта USB 2.0 на нашей системе хватало для нормальной работы накопителя, разницы в быстродействии или нагреве корпуса при использовании этого кабеля по сравнению с прямым подключением в один порт выявлено также не было.

Методика тестирования

В качестве тестового стенда использовалась следующая конфигурация:

Процессор Intel "Core i3-2100" (3,10 ГГц, 2x256 КБ + 3 МБ) ;
Мат. плата Socket1155 GIGABYTE GA-Z68X-UD3P-B3 (Intel Z68) ;
Жёсткий диск 3ТБ Western Digital Caviar Green WD30EZRS 5900 об/мин (SATA) ;
Один модуль памяти 1 ГБ DDR3 SDRAM SEC M378B2873GB0-CH9 (PC10600, 1333МГц, CL9) ;
Видеокарта HIS HD 3870 IceQ3 Turbo H387Q512NP (Radeon HD 3870) ;
Блок питания Seasonic M12D SS-850EM (850 Вт) ;
Операционная система Microsoft Windows 7 Ultimate 64-bit SP1.

Тестирование осуществлялось с установленными драйверами от производителей комплектующих, актуальными на июль 2011 года. Накопители размечались под файловую систему NTFS с размером кластера по умолчанию.

Все накопители подключались к портам контроллера USB 2.0 чипсета Intel Z68 и дополнительного интегрированного в материнскую плату контроллера USB 3.0 EtronTech EJ168A.

Для тестирования быстродействия использовалась следующие утилиты:

FC-Test 1.0 b13
CrystalDiskMark 3.0.1

Для FC-Test мы использовали шаблоны, соответствующие трем различным типовым способам применения флэш-накопителей:

Запись и чтение крупных файлов (один файл объемом 900 Мб), что характерно для крупных видеофайлов, дистрибутивов крупных программных пакетов и т.п. На графиках данный тест обозначен как «Крупный файл»;
Запись и чтение файлов умеренного объема (набор файлов размером по 2-12 Мбайт и общим объемом около 1 Гбайт), что можно сравнить с копированием фотографий или музыки в формате mp3. На графиках данный тест обозначен как «mp3»;
Запись и чтение файлов уже установленного программного пакета (шаблон снят с папки с установленным Microsoft Office 2007). Хотя такой способ применения не слишком характерен для флэш-накопителей, но именно он наиболее сложен для них в силу наличия большого количества мелких файлов. На графиках данный тест обозначен как «Программы».

Утилита CrystalDiskMark была задействована в первую очередь для обеспечения читателям возможности сравнить свои результаты с нашими, если возникнет такое желание. В этой программе нами применялся пятикратный прогон всех тестов при объеме тестовых данных 1000 Мбайт.

Результаты тестирования

Начнем с результатов, полученных в CrystalDisk Mark. Для каждого накопителя первый скриншот с данными измерений относится к подключению по интерфейсу USB 2.0, второй - к подключению по интерфейсу USB 3.0.

ADATA C905

Как нетрудно заметить, при подключении к контроллеру USB 3.0 у старой и довольно неторопливой флэшки USB 2.0 несколько повышается скорость чтения (в среднем примерно на 10 %), скорость записи при этом остается примерно на прежнем уровне (где-то чуть выше, где-то немного ниже). Тем не менее, даже такой результат оказался неожиданным: мы полагали, что интерфейс USB 2.0 отлажен уже настолько, что какой-либо разницы между контроллерами быть не должно.

Corsair Survivor GTR

Для быстрой (по меркам USB 2.0) флэшки Corsair прирост быстродействия от перехода на контроллер USB 3.0 виден невооруженным глазом: около 20 % прибавки в скорости последовательного чтения и чтения фрагментов по 512 Кбайт. Мелкие же файлы читаются почти вдвое быстрее! Но, как и в случае с накопителем ADATA, результаты записи данных отличаются незначительно: сколь-нибудь ощутимый прирост наблюдается лишь при последовательной записи, которая идет примерно на 10 % быстрее, чем при работе с контроллером Intel USB 2.0.

Kingmax ED-01

Поскольку эта модель изначально создана для работы с интерфейсом USB 3.0, не вызывает удивления резкий прирост скорости чтения при переходе на родной для неё режим. Но очевидны проблемы накопителя с записью данных: родной режим оказывается быстрее «наследного» лишь при последовательной записи, а для блоков данных по 512 Кбайт в режиме USB 3.0 наблюдается откровенный провал даже в сравнении с совсем невыдающимися результатами этого теста при работе с контроллером USB 2.0.

Kingston DataTraveler Ultimate 3.0

Второй накопитель стандарта USB 3.0 в нашем тестировании оказался более медленным по скорости чтения при работе с контроллером USB 2.0, чем его рассмотренный выше собрат. Но при подключении к порту USB 3.0 он обошел своего конкурента, а по скорости записи, особенно мелких файлов, оставил далеко позади всех соперников по тестированию.

Теперь перейдем к результатам FC-test. Для каждого из тестов мы составили по две таблицы (на чтение и на запись) с результатами всех накопителей под управлением как контроллера USB 2.0, так и USB 3.0.

Как нетрудно заметить, чтение единичного файла объемом 900 Мбайт при подключении накопителей к разъему USB 2.0 демонстрирует практически полный паритет устройств - несколько отстает от остальных лишь заведомый аутсайдер, флэшка ADATA, но даже ее результат нельзя назвать разгромным поражением.

Подключение к контроллеру EtronTech приносит увеличение скорости для всех накопителей, но в сильно отличающихся пропорциях. Прирост быстродействия накопителя ADATA чисто символический, несколько больше (но тоже не слишком много) прибавляет модель под USB 2.0 от Corsair, а оба накопителя с интерфейсом USB 3.0, оказавшись в родной стихии, приблизительно удваивают свои результаты.

При записи аналогичного файла даже посредством контроллера USB 2.0 результаты уже далеки от плотной группы, наблюдавшейся на чтении. В тройке лидеров несколько отстает накопитель Kingston, а бюджетная ADATA проигрывает более быстрым соперникам уже в разы.

При переходе на контроллер USB 3.0 картина снова меняется: безоговорочным лидером становится накопитель Kingston. Второе место ожидаемо занимает второй накопитель с новым интерфейсом, но его отставание от лидера практически полуторакратное. За ней (и тоже с почти полуторакратым отставанием) следует быстрая флэшка USB 2.0 Corsair, а ADATA безнадежно отстала от всех соперников.

На средних по размеру файлах шаблона mp3 ситуация с чтением данных посредством контроллера USB 2.0 практически аналогична наблюдаемой в первом тесте - разве что чуть увеличился разброс между местами. Опять же слегка отстал от Corsair и Kingmax накопитель Kingston, опять позади всех (но не с критическим отрывом) ADATA.

С переходом же на контроллер USB 3.0 сходство с предыдущим тестом становится практически абсолютным.

Но на записи картина меняется весьма существенно.

В первую очередь бросается в глаза полный и абсолютный провал накопителя Kingmax во взаимодействии с обеими версиями интерфейса USB. При работе с контроллером USB 2.0 он умудрился отстать даже от дешевой флэшки ADATA, а переход на «родную» третью версию USB позволил лишь догнать ее. Отставание же этой пары от накопителей Corsair и Kingston оказалось просто безнадежным.

Во вторую очередь можно отметить отличные результаты USB 2.0 накопителя Corsair и просто превосходные показатели быстродействия модели Kingston в режиме USB 3.0.

В тесте на чтение шаблона папки с установленным пакетом Microsoft Office 2007, где присутствует масса мелких файлов при некотором количестве более крупных (всего 3384 файла на 450 Мб объема), в режиме USB 2.0 второй за тест «гол престижа» забила флэшка ADATA. На сей раз она сумела обойти накопитель Kingston, который не слишком шустро читает в режиме USB 2.0. Впереди с практически равными показателями в этом режиме идут накопители Corsair и Kingmax.

При работе с контроллером USB 3.0 накопитель Kingmax остается лидером в чтении, но на второе место по скорости выходит Kingston, обгоняя модель Corsair, неспособную воспользоваться преимуществами более нового интерфейса, хотя и заметно прибавляющую в скорости при работе с контроллером EtronTech..

Запись большого количества мелких файлов традиционно является наиболее сложным испытанием для флэш-памяти. В этом тесте пары победителей и аутсайтеров обозначились совершенно четко. В хвосте плетутся модели ADATA и Kingmax, не дотянувшие и до 1 МБ/с средней скорости записи. В лидерах (уже ожидаемо по прежним результатам на запись) оказались модели Kingston и Corsair, причем даже в режиме USB 2.0 накопитель Kingston почти вдвое опережает соперника, а с переходом на USB 3.0 его преимущество возрастает почти до пятикратного.

Подведение итогов

Как мы выяснили, совместимость между контроллерами и устройствами USB 2.0 и USB 3.0 обеспечивается действительно отличная. В большинстве случаев накопители USB 3.0 при подключении к USB 2.0 показывают лучшие результаты производительности, нежели специально созданные для использования с USB 2.0 устройства (к неприятным исключениям можно отнести накопитель Kingmax, провалившийся на записи средних и мелких файлов - но и с контроллером USB 3.0 его результаты не лучше). Более того: даже накопители, созданные под интерфейс USB 2.0, при подключении к порту USB 3.0 зачастую прибавляют в производительности (что было особенно заметно на примере «быстрого» накопителя Corsair). Прекрасный результат для контроллера EtronTech даже без учета того, что работа с USB 2.0 не является для него приоритетной, а контроллеры USB производства Intel всегда имели репутацию достаточно быстрых.

Что же касается работы накопителей USB 3.0 с контроллером USB 2.0, то параметры чтения обеих рассмотренных моделей со свежим интерфейсом оказались в целом на уровне одного из быстрейших накопителей USB 2.0 - Corsair Survivor GTR. Правда, стоит отметить, что Kingston DataTraveler Ultimate 3.0 несколько уступил своим соперникам, наиболее заметно отстав на чтении мелких файлов.

По записи же расклад оказался иным: не блеснувший на чтении через USB 2.0 накопитель Kingston оказался вне конкуренции при записи мелких файлов, вдвое обогнав здесь Corsair Survivor GTR, который уверенно занял второе место. Накопитель Kingmax ED-01, показавший отличные результаты на чтении с «наследного» интерфейса, достойно выступил лишь на записи крупных файлов, по остальным параметрам безнадежно уступив накопителям Kingston и Corsair (а на средних по размеру файлах шаблона mp3 его обогнала даже скромная флэшка ADATA).

Если же рассматривать работу накопителей Kingmax и Kingston в «естественных условиях», т.е. при подключении к контроллеру USB 3.0, то по скорости чтения крупных и средних файлов впереди Kingston, но мелкие файлы Kingmax читает несколько быстрее. По записи же Kingston просто вне досягаемости своего сегодняшнего соперника: даже при работе с единичным крупным файлом его преимущество приближается к 50%, а на мелких и средних файлах отрыв по скорости измеряется уже десятками раз!

В целом Kingston DataTraveler Ultimate 3.0 показывает превосходные результаты при записи файлов любого объема, что можно уверенно назвать его главным достоинством. К недостаткам же (помимо отмеченных еще при первом знакомстве неприличного нагрева при работе и нескромных габаритов) можно отнести лишь относительно невысокую скорость чтения файлов (особенно мелких) при работе через USB 2.0, а также потенциальные проблемы с необходимостью дополнительного питания при подключении к портам USB 2.0. Таскать с собой помимо немаленькой флэшки еще и кабель-разветвитель явно относится к числу удовольствий уровнем ниже среднего.

Впрочем, уже доступно второе поколение накопителей этой линейки - DataTraveler Ultimate 3.0 G2 - для представителей которой не требуется дополнительное питание при подключении к USB 2.0, а заявленные скоростные характеристики впечатляют еще более: до 100 Мб/с на чтение и до 70 Мб/с на запись.

Накопитель Kingmax ED-01 обладает другим набором достоинств: на его стороне отсутствие провалов в любых режимах чтения (включая и вполне уверенную работу с интерфейсом USB 2.0), а также куда более удобные для переноски размеры. Цена, надо полагать, тоже должна быть более доступной (на момент тестирования эта модель еще не появилась в продаже). Однако крайне низкие показатели быстродействия при записи средних и мелких файлов ставят под сомнение целесообразность приобретения этой модели.

Подводя общий итог, остаётся разве что выступить в роли Капитана Очевидность: хотя сам интерфейс USB 3.0, вне всякого сомнения, значительно превосходит USB 2.0, реальное быстродействие рассчитанных на него флэшек определяется не только интерфейсом, но и скоростью использованной флэш-памяти, а также «разумностью» контроллера - флэшке, на которой при записи мелких файлов скорость падает ниже мегабайта в секунду, смена интерфейса не поможет никак. Таким образом, использование USB 3.0 однозначно позволяет достичь высоких скоростей чтения и записи больших файлов, а вот при работе с мелкими всё может оказаться не столь однозначно. К сожалению, жесточайшая ценовая конкуренция производителей флэшек может привести к тому, что через некоторое время на рынке флэшек USB 3.0 повторится ситуация с флэшками USB 2.0, где на одну быструю модель приходятся два десятка медленных, не способных полностью загрузить даже интерфейс более чем десятилетней давности.

Другие материалы по данной теме

USB 3.0: есть ли смысл для картовода?
USB 3.0 - теория и практика

Компания Intel предложила создать консорциум, главной целью которого стала разработка нового высокоскоростного стандарта передачи данных USB 3.0. В состав консорциума вошли Intel, HP, Microsoft, NEC, NXP Semiconductors и Texas Instruments.

USB Implementers Forum финализировал спецификации стандарта USB 3.0 в конце 2008 года. Новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0.

Согласно спецификации, USB 3.0 будет работать со скоростью 5 Гбит в секунду, что примерно в 10 раз быстрее USB 2.0. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).

Новый интерфейс будет рассчитан на использование в потребительской электронике и мобильных устройствах, там, где требуется перекачка больших по размеру файлов. USB 3.0 основан на существующей технологии USB и будет обеспечивать обратную совместимость, на размеры разъемов будут несколько различаться. Кроме того, новый стандарт будет потреблять меньшее количество электроэнергии. Появление первых устройств с поддержкой USB 3.0 ожидается в 2009-2010 гг.

Преимущества

Если говорить о главном преимуществе стандарта USB 3.0 по сравнению со стандартом USB 2.0, то это, конечно же, скорость передачи данных. Спецификацией USB 3.0 предусмотрен режим SuperSpeed со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с (640 Мбайт/с), то есть более чем в 10 раз превышающей ту, что предусмотрена спецификацией USB 2.0. Конечно, реальная скорость передачи данных будет, скорее всего, ниже, однако даже с учетом этого для большинства периферийных устройств такой пропускной способности шины USB 3.0 более чем достаточно.

Естественно, высокая скорость передачи у шины USB 3.0 - это не единственное ее отличие от шины USB 2.0. Но при всех различиях (коих немало) сохраняется обратная совместимость USB 3.0 c USB 2.0. То есть в спецификации USB 3.0, кроме режима SuperSpeed, оставлены и режимы Hi-Speed, Full-Speed и Low-Speed. Кроме того, разъемы USB 3.0 совместимы с разъемами USB 2.0. Это означает, что все периферийные устройства с интерфейсом USB 2.0 можно будет подключать к шине USB 3.0.

Следующее важное отличие спецификации USB 3.0 от USB 2.0 заключается в том, что стандартом предусмотрена двунаправленная передача данных по разным витым парам. Таким образом, контактов в разъемах USB 3.0 стало больше. Увеличилось и количество проводов в USB-кабеле. Так, в стандарте USB 2.0 одна витая пара использовалась для приема/передачи данных, а другая - для питания, то есть в разъемах USB 2.0 было четыре контакта, а USB-кабель содержал четыре провода.

В спецификации USB 3.0 первая витая пара применяется для передачи данных, вторая - для приема данных, третья

Для питания, а для совместимости со стандартом USB 2.0 предусмотрена четвертая витая пара, по которой осуществляется прием/передача данных в режиме USB 2.0 (Hi-Speed, Full-Speed и Low-Speed). Кроме того, в обязательном порядке присутствует еще одна «земля» (GND_DRAIN) в виде оплетки двух витых пар.

Таким образом, в кабеле USB 3.0 не четыре провода (как в кабеле USB 2.0), а восемь, а в разъемах USB 3.0 как минимум девять контактов (оплетки витых пар подключаются к контакту GND_DRAIN).

Seagate первой продемонстрирует устройство с USB 3.0 на выставке CES в Лас-Вегасе (январь 2009). USB 3.0 будет использоваться во внешнем жестком диске Seagate FreeAgent, оснащенным контроллером Symwave. Последний и обеспечивает поддержку USB 3.0.

Кодирование 8/10 бит

Чтобы гарантировать надёжную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит, которое используется, например, в Serial ATA. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надёжность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

Режимы энергосбережения

Конечно, основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности, однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление. Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия. Напротив, у USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в "сон".

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 идёт ещё на шаг дальше, отключая внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, как предполагается, даст ощутимые преимущества по энергопотреблению, если сравнивать с USB 2.0.

Больший ток

Кроме разных состояний энергопотребления стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 и более высоким поддерживаемым током. Если USB 2.0 предусматривал порог тока 500 мА, то в случае нового стандарта ограничение было сдвинуто до планки 900 мА. Ток при инициации соединения был увеличен с уровня 100 мА у USB 2.0 до 150 мА у USB 3.0. Оба параметра весьма важны для портативных жёстких дисков, которые обычно требуют чуть большие токи. Раньше проблему удавалось решить с помощью дополнительной вилки USB, получая питание от двух портов, но используя только один для передачи данных, пусть даже это нарушало спецификации USB 2.0.

Новые кабели

USB 3.0 не использует волоконную оптику, поскольку она слишком дорога для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять, а не четыре провода. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP--Shielded Differential Pair). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая - за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод - "земля".

Цветовое кодирование

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов. Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3.0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0. USB Implementers Forum рекомендует производителям использовать цветовое кодирование Pantone 300C на внутренней части разъёма.

Разъем USB 3.0 типа B

У USB-вилки типа B различия визуально более заметны. Вилку USB 3.0 можно определить по пяти дополнительным контактам.

Разъем USB 3.0 типа B, как и разъем USB 2.0 типа B, будет использоваться для подключения стационарных периферийных устройств, таких как принтеры, МФУ и внешние диски.

В компьютерах гнездовые разъемы USB 3.0 типа B применяться не будут (как не используются гнездовые разъемы USB 2.0 типа B). Разъем USB 3.0 типа B частично совместим с разъемом USB 2.0 типа B, то есть в гнездовой разъем USB 3.0 типа B, кроме штепсельного разъема USB 3.0 типа B, можно вставлять штепсельный разъем USB 2.0 типа B. А вот вставить в гнездовой разъем USB 2.0 типа B штепсельный разъем USB 3.0 типа B не удастся.

Разъем USB 3.0 Powered-B

Разъем USB 3.0 Powered-B по своему формфактору полностью совместим с разъемом USB 3.0 типа B, но отличается от него наличием двух дополнительных контактов питания (DPWR и DGND) и двух дополнительных проводов в USB-кабеле, что позволяет запитывать USB-адаптеры без необходимости подключения их к сети.

В гнездовой разъем USB 3.0 Powered-B можно вставлять штепсельный разъем USB 3.0 Powered-B, разъем USB 3.0 типа B и USB 2.0 типа B. Всего в разъеме USB 3.0 Powered-B имеется 11 контактов.

Разъёмы мобильных устройств

У разъёмов для мобильных устройств изменения более заметны. Старый разъём Micro-B USB 2.0 имел ширину 6,86 мм, однако теперь ширина разъёма USB 3.0 Micro-B для мобильных телефонов, плееров и смартфонов увеличилась до 12,25 мм. Опять же, разъёмы были сделаны таким образом, чтобы обеспечить совместимость c USB 2.0.

Разъем USB 3.0 Micro-B

Разъем USB 3.0 Micro-B ориентирован на использование в портативных устройствах, таких как мобильные телефоны, коммуникаторы и т.д. Он совместим с разъемом USB 2.0 Micro-B, то есть в гнездовой разъем USB 3.0 Micro-B, кроме штепсельного разъема USB 3.0 Micro-B, можно также вставлять штепсельный разъем USB 2.0 Micro-B. Однако в гнездовой разъем USB 2.0 Micro-B нельзя вставить штепсельный разъем USB 3.0 Micro-B.

Совместимость гнездового разъема USB 3.0 Micro-B с штепсельным разъемом USB 2.0 Micro-B достигается за счет того, что разъем USB 3.0 Micro-B как бы разделен на две конструктивные части: USB 2.0 и USB 3.0. В часть USB 2.0 можно отдельно вставлять штепсельный разъем USB 2.0 Micro-B. Штепсельный разъем USB 3.0 Micro-B также конструктивно разделен на две части и может вставляться только в гнездовой разъем USB 3.0 Micro-B (или USB 3.0 Micro-AB).

Всего в разъеме USB 3.0 Micro-B имеется десять контактов. Кроме стандартных контактов VBUS, D-, D+, GND, SSTX-, SSTX+, GND_DRAIN, SSRX- и SSRX+, есть еще один специфический контакт ID, предназначенный для идентификации режима OTG.

Разъем USB 3.0 Micro-AB

Гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB будет использоваться только в устройствах, поддерживающих стандарт OTG (On-The-Go) (собственно, как и разъем USB 2.0 Micro-AB). В гнездовой разъем USB 3.0 Micro-AB можно будет вставлять штепсельные разъемы USB 3.0 Micro-B, USB 3.0 Micro-A, USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A. А вот гнездовой разъем USB 2.0 Micro-AB будет совместим только со штепсельными разъемами USB 2.0 Micro-B и USB 2.0 Micro-A.

Длина кабеля тоже изменилась. Стандарт USB 2.0 позволял использовать кабели с длиной до пяти метров, однако USB 3.0 поддерживает максимальную длину только три метра.

Концентраторы USB 3.0

Конечно, USB 3.0 потребует новых USB-концентраторов (хабов), позволяющих подключать несколько устройств через одно физическое соединение. Концентраторы USB 3.0 будут сложнее, чем устройства класса USB 2.0, поскольку им придётся включать в себя два концентратора: первый SuperSpeed для работы USB 3.0, второй - для поддержки USB 2.0. Пользователю всё будет прозрачно, поскольку все порты будут соединяться к обоим концентраторам. Впрочем, такой подход всё же не повышает максимальное количество устройств на порт USB, которое осталось 127.

Следует отметить возможные проблемы совместимости со стандартом USB 1.1, поскольку устройства USB 3.0 не гарантируют совместимость со старым стандартом на 12 Мбит/с. Поэтому концентраторы USB 3.0 не будут работать со старыми контроллерами USB 1.1.

Перспективы

Спецификации уже утверждены, но пройдёт ещё несколько месяцев, прежде чем на рынок выйдут устройства USB 3.0 в сколько-нибудь заметных количествах. USB 3.0 Promoter Group ожидает, что потребительские продукты USB 3.0 будут доступны к 2010 году - на год позже, чем предполагалось раньше.

Microsoft уже объявила, что компания не будет поддерживать USB 3.0 в "родном" режиме после выхода Windows 7. Время между финализацией спецификаций USB 3.0 и завершением Windows 7 было слишком коротким, чтобы добавить поддержку в Windows 7.

Впрочем, Microsoft определённо добавит поддержку USB 3.0 через обновления. Но пока не известно, будет ли доступна поддержка USB 3.0 для пользователей операционных систем Windows XP или Windows Vista, чтобы и они смогли выиграть от технологии Super Speed .

Задержка также повлияла на разработку продуктов и других производителей, таких как Intel. Изначально ходили слухи, что чипсет Ibex Peak (P55) будет поддерживать USB 3.0, но этого не случилось. Пользователям придётся ждать платформы Intel для 2010 года, чтобы получить встроенную поддержку USB 3.0.

Последовательная универсальная шина, Universal Serial Bus, спецификации 3.0 была представлена в 2008 году и, следовательно, должна иметь отличия от своей предшественницы USB 2.0, появившейся на свет в 2000 году. Оба интерфейса были разработаны с целью упрощения подключения огромного парка периферийных устройств к ноутбукам или системным блокам стационарных вариантов компьютеров.

Прежде всего, обратим внимание на тот факт, что скорость передачи данных у порта USB 3.0 возросла в 10 раз по сравнению с предыдущей версией. Если старый интерфейс мог обеспечить работу внешних устройств с максимальной скоростью 480 Мбит/с, то новому изделию стали доступны скорости до 4,8 Гбит/с. Это означает, что порцию информации объемом 1 Тбайт USB 3.0 теоретически может передать всего за 28 минут. Максимальная скорость при этом составит 600 Мбайт/с. На практике из-за некоторых ограничений данный объем информации удается скачать за 40-60 мин. Для версии USB 2.0 указанное время возрастает в десять раз. Новая возможность достигнута благодаря двум дополнительным линиям связи, передающим сигналы посредством витой пары.

Следующее отличие относится к энергетическим характеристикам. Как известно, универсальные интерфейсы имеют встроенные шины питания, позволяющие питать подключаемые внешние устройства небольшой мощности. Разъемы имеют специальные контакты, на которые выводится напряжение 5 В. Вариант USB 2.0 гарантирует максимальный рабочий ток до 500 мА. Часто этого тока не всегда хватает, чтобы питать подключаемую периферию, не имеющую собственного блока питания.

Например, некоторые образцы внешних жестких дисков для своей работы требуют ток 800 мА. Чтобы выйти из положения, производители снабжают кабель внешнего устройства двумя спаренными разъемами USB и таким путем уменьшают нагрузку на каждый порт USB 2.0. Однако пользователи часто ошибаются и подключают устройство, используя только один разъем. От этого порт перегружается по питанию, что приводит к выходу его из строя.

Новая спецификация 3.0 имеет более мощную шину питания, что позволяет использовать внешние устройства, потребляющие максимальный ток до 900 мА. Более того, в линейке вариантов разъемов для USB 3.0 имеется тип Powered-B, который за счет дополнительных контактов может отдать в нагрузку ток до 1000 мА, без какого-либо вреда для себя.

Конструктивно существующие разъемы Universal Serial Bus версий 3.0 и 2.0 различаются между собой. Как уже было сказано, увеличено количество контактов, изменена конструкция элементов, появились новые типы разъемов. При эксплуатации этих интерфейсов пользователю нужно знать следующее правило. Если какие-либо типы корпусных разъемов и их соответствующие кабельные вставки версий USB 3.0 и USB 2.0 допускают взаимную стыковку между собой, то соединение будет работоспособным, но только по спецификации 2.0. Визуально новые разъемы USB 3.0 легко отличаются по цвету: производители договорились окрашивать их в синий цвет.

Сегодня универсальные порты Universal Serial Bus распространены достаточно широко. Поэтому пользователям компьютерной техники и периферийных устройств, подключаемых к ней, следует знать об отличиях и возможностях этих интерфейсов, чтобы использовать их правильно и в полной мере.

Большая часть периферических устройств к компьютеру подключается с помощью USB-порта. Однако многие даже не догадываются, что спецификаций портов существует несколько, а самые распространённые на текущий момент - USB 2.0 и 3.0. А есть ли между ними отличие? Можно ли флешку с портом USB 3.0 подключить к 2.0 и наоборот?

Основные отличия USB 2.0 от 3.0

USB - это последовательный интерфейс для подключения периферийных устройств (преимущественно на компьютере, но не только на нём).

Стандарт этого порта был принят в 1996 году. Самая его распространённая спецификация - USB 2.0 появилась в 2000 году, USB-версии 3.0 - в 2008 году.

Windows ввёл поддержку версии 3.0 только для Vista и Windows 7, Linux стал поддерживать USB 3.0 с версии 2.6.31

Ключевая особенность данного порта - это их полная совместимость. Устройство с USB 3-й версии можно подключить к USB 1.0. При этом оно будет полноценно работать, но с ограничениями спецификации USB. Например, если флеш-накопитель USB 3.0 подключить к USB 2.0, то максимальная скорость считывания данных будет ограничена пределами порта USB 2.0. Все остальные отличия между USB 2.0 и 3.0 указаны в таблице.

Таблица: сравнение параметров USB 2.0 и 3.0

Параметр	USB 2.0	USB 3.0
Скорость доступа к данным	480 Мбит/с (по спецификации, на практике - в 2 раза меньше)	5 Гбит/с (по спецификации, на практике - в 1,5–2 раза меньше)
Количество контактов	4	4 + 4 (последние 4 контакта задействуются только на совместимых устройствах)
Максимальная сила тока (не касается зарядных устройств, где задействуются не все контакты)	0,5 А	0,9 А
Максимальная длина провода для передачи данных (без повреждения данных)	5м	3м
Операционные системы, поддерживающие стандарт	Windows 2000, XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10, MacOS, Linux	Windows Vista, 7, 8, 8.1, 10, MacOS, Linux (начиная с версии ядра 2.6.31).

Видео: совместимость интерфейсов USB разных версий

USB 3.0 - это своего рода модифицированная вариация USB 2.0 с более высокой скоростью обмена данными и немного большей силой тока. В любом случае порты абсолютно совместимы, так что устройства с USB-портом всегда подойдут друг к другу. Стоит ли переплачивать за USB 3.0? В большинстве случаев - нет. Это потребуется лишь при использовании сверхбыстрых внешних накопителей со скоростью доступа свыше 30–40 Мб/с (внешние жёсткие диски или SSD).

Рад приветствовать читателей на своем блоге!
В сегодняшней статье поговорим о USB, а точнее о том, в чем отличие USB 2.0 и USB 3.0 и какие возможности они дают для использования на вашем компьютере

Уже почти канули в лету древние параллельные порты LPT и последовательные порты COM. Наконец-то пользователи компьютерной техники начали избавляться от толстых коммуникационных кабелей, клавиатур и мышей с COM-наконечниками и разъемами типа PS/2. На смену им пришел универсальный интерфейс USB, в английской интерпретации – Universal Serial Bus. А универсальный порт на то он и универсальный, чтобы, не задумываясь, подключать к нему различные внешние устройства: большие и маленькие, низкоскоростные и высокоскоростные, мощные и маломощные.

История создания Universal Serial Bus

У разработчиков стационарных компьютеров и ноутбуков давно зрело решение о замене разношерстных коммуникационных разъемов одним универсальным, способным решать все возможные задачи. Первые образцы интерфейса Universal Serial Bus начали появляться в 1994-1996 годах и обозначались как USB 1.0. Новинка подстегнула рынок внешних устройств, и уже к 2000 году большинство принтеров, сканеров и других девайсов стали снабжать новомодным интерфейсом. Большим плюсом в развитии USB явилось появление в 1999 году первого флеш-накопителя на 8 Мб, который пришелся по вкусу всем пользователям.

В 2000 году мир увидела новая версия – USB 2.0. Она стала в сорок раз производительнее своей предшественницы. Если USB 1.0, согласно спецификации, имела максимальную скорость обмена данными 12 Mb/s (мегабит в секунду), то теперь скорость возросла до 480 Mb/s. Успехи возникли не на голом месте – известно, что в разработке новшества приняли участие около 400 заинтересованных компаний, включая такие известные бренды как Intel, IBM, Hewlett-Packard, Compaq, Microsoft, NEC, Philips и многие другие.

Разгоряченные неслыханными результатами, разработчики не остановились на достигнутом и в 2008 году предложили USB 3.0. Новая спецификация позволила увеличить скорость обмена данными еще в 10 раз и достигла значения 4800 Mb/s, что равнозначно величине 4,8 Gb/s. При такой скорости информацию с 1-терабайтного носителя теоретически можно перекачать менее чем за 30 мин (при максимально возможной скорости 600 Мбайт/с), если не будет иных ограничений.

Следует отметить, что ближайшее будущее именно за этим типом, поэтому при покупке новой материнской платы удостоверьтесь, что в ней есть поддержка данного стандарта подключения.

Конструктивное отличие разъемов USB 2.0 от USB 3.0

Чем отличается USB 2.0 от USB 3.0 в конструктивном плане? По сути, они частично совместимы, однако последний содержит дополнительно еще 4 контакта для подключения двух сигнальных витых пар. Предшествующий вариант имеет всего 4 контакта: два сигнальных, питание и землю, корпус используется как экран. Частичная совместимость предполагает тот факт, что в гнездо варианта USB 3.0 можно без проблем подключить вилку USB 2.0, и все будет работать, только на пониженной скорости, по спецификации 2.0. То же самое произойдет при стыковке вилки USB 3.0 в гнездо USB 2.0. Те варианты разъемов, которые не входят в соединение, естественно, работоспособны не будут.

Отличить визуально порты USB 3.0 от USB 2.0 можно по цвету — 3 версия имеет синий цвет, в то время как 2 — черный. Также отличаются и сами вилки — синие и черные.

Кроме того, существует несколько конструктивных вариантов разъемов USB. Вот основные типы разъемов USB 2.0: тип A обычный (4х12 мм), Mini (3х7 мм) и Micro (2х7 мм); тип B обычный (7х8 мм), Mini (3х7 мм) и Micro (2х7 мм). Габаритные размеры подсоединительной части разъема, приведенные в скобках, округлены.

Конструктивные разновидности разъемов USB 3.0, используемые в настоящее время, следующие. Для типа A применяется только обычный вариант, для типа B существует обычная, Mini и Micro версия. Для обеих спецификаций 2.0 и 3.0 разработаны также универсальные варианты разъемов: Mini-AB и Micro-AB. С ними без проблем могут стыковаться ответные части типа A и типа B. Вариант USB 3.0 дополнительно имеет тип Powered-B с усилением питающих контактов. Также производители договорились, чтобы все разъемы USB 3.0 имели синий цвет для визуального определения спецификации порта и его потенциала.

На практике можно также использовать различные переходники с одного типа на другой. Это удобно, когда, например, имеется шнур от mini-usb, а вы хотите подключить к компьютеру телефон, в котором розетка micro-usb. Или если нужно сделать из кабеля usb-usb вариант с usb-microUSB.

Как использовать USB компьютера?

Ввиду того, что большое количество внешних устройств теперь получили возможность подключаться через порт USB, механические нагрузки на эти разъемы многократно возросли. Частое подключение флеш-накопителей, плейеров, всевозможных зарядных устройств приводит к механическому истиранию деталей, ослаблению электрических контактов. Более того, потребитель может нечаянно ударить по кабельному разъему или флешке, что приведет к порче порта и потребует его ремонта. Если разъем установлен на отдельной печатной плате, соединенной с основной платой посредством шлейфа, то это еще полбеды. Если же колодка USB впаяна непосредственно в материнскую плату, то ремонт будет дорогой.

Чтобы избежать неприятностей, потребителю следует быть внимательным, а также использовать равномерно все имеющиеся в компьютере разъемы USB. Кроме встроенных разъемом можно приобрести дополнительную карту расширения PCI с портами USB. Она устанавливается в соответствующий слот PCI на материнской плате и наружу корпуса выводит дополнительные разъемы для подключения внешних устройств.

Также, как вариант, можно приобрести разветвитель USB-портов (внешний концентратор). Он позволит увеличить количество разъемов и обезопасить сам компьютер.

Однако нужно учесть, что через такой разветвитель не получится подключить энергоемкие устройства, например внешний жесткий диск без дополнительного питания. Кроме того, потребитель иногда допускает подключение к основному порту мощных нагрузок, вроде внешнего жесткого диска или нескольких нагрузок, превышающих в сумме энергетические возможности питающей шины. Это может привести к перегоранию защитных элементов схемы и отказу интерфейса в работе. Чтобы этого не случилось, нужно помнить, что USB 2.0 может выдать в линию питания максимум 500 мА тока, а USB 3.0 – 900 мА. Для более мощных нагрузок рекомендуется использовать внешние источники питания.

Еще одна опасность заключается в некорректном включении/отключении, например, флешки в «горячем» режиме, а также в действии статического электричества. Хотя разработчики гарантируют безопасность такого режима, желательно все коммуникации осуществлять при выключенном компьютере и внешнем устройстве. Что касается статического электричества, то это враг номер один сухих отапливаемых помещений. Опасный заряд скапливается на теле и одежде человека, и чтобы его снять, необходимо прикоснуться к шине заземления, водопроводной трубе или батарее водяного отопления.

Теперь у пользователя имеются необходимые знания о правильной эксплуатации портов USB 2.0 и USB 3.0 компьютера, а приведенные рекомендации позволят без проблем и успешно решать поставленные задачи.