USB 3.0, 3.1, 3.2 i USB4 – różnice bez tajemnic

USB to jedno z najbardziej przydatnych rozwiązań w elektronice użytkowej. Korzystamy z niego, podłączając pamięci przenośne, klawiatury, telefony czy zewnętrzne dyski. W odpowiednio wyposażonym laptopie jeden przewód może służyć również do przesyłania obrazu i dostarczania zasilania.

Problem polega na tym, iż podobne nazwy nie zawsze oznaczają podobne możliwości. Co więcej, ta sama technologia otrzymywała z czasem nowe oznaczenia. Dlatego urządzenie opisane jako USB 3.2 nie musi być szybsze od starszego modelu z USB 3.0.

Trzeba też oddzielić trzy informacje: rodzaj złącza, szybkość transmisji i możliwości zasilania. USB-C określa złącze. USB 3.2 lub USB4 opisuje technologię przesyłania danych. Z kolei USB Power Delivery odpowiada za uzgadnianie parametrów zasilania. Samo gniazdo USB-C nie gwarantuje szybkiego transferu ani ładowania laptopa.

USB 3.0 a 3.2 i 4 – czym się od siebie różnią?

USB 3.0, 3.1 i 3.2 to kolejne wersje standardu Universal Serial Bus (USB), które różnią się przede wszystkim prędkością transmisji danych. USB 3.0, znany również do tej pory jako USB 3.1 Gen 1 (trzeba przyznać, iż nazewnictwo jest, a adekwatnie było dość skomplikowane), oferuje prędkość transmisji do 5 Gb/s, co jest znaczącym wzrostem w porównaniu do USB 2.0. USB 3.1, czyli dawniej USB 3.1 Gen 2, podwaja tę prędkość do 10 Gb/s, co umożliwia jeszcze szybsze przesyłanie dużych plików i strumieniowanie wideo w wysokiej rozdzielczości. Ostatnia wersja, USB 3.2, wprowadza możliwość korzystania z wielu linii transmisji danych jednocześnie (dual-lane), co pozwala na osiągnięcie prędkości choćby do 20 Gb/s przy użyciu odpowiednich kabli i sprzętu. Czy ładowanie laptopa przez gniazdo USB jest bezpieczne? Wyjaśniamy.

USB 3.0

Przepustowość:

• Teoretyczna: do 5 Gb/s (625 MB/s)
• Praktyczna: około 400-500 MB/s

Tryb pracy:

• Full duplex – jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych

Złącza:

• USB Type-A (z niebieskim wkładkiem)
• USB Type-B (z niebieskim wkładkiem)
• USB Type-C (odwracalne)

Kompatybilność:

• Wstecznie kompatybilny z USB 2.0
• Prędkość ograniczona do standardu USB 2.0 podczas używania z urządzeniami USB 2.0

Zasilanie:

• Standardowe: 5V, 150 mA (Low-power)
• High-power: 5V, 900 mA

Zastosowania:

• Transfer dużych plików (np. filmy HD, gry)
• Podłączanie zewnętrznych dysków twardych i pamięci flash
• Używanie kamer internetowych i innych urządzeń peryferyjnych
• Ładowanie telefonów i tabletów

USB 3.1

Przepustowość:

• Teoretyczna: do 10 Gb/s (1250 MB/s)
• Praktyczna: około 700-800 MB/s

Tryb pracy:

• Full duplex – jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych

Złącza:

• USB Type-A (z niebieskim wkładkiem)
• USB Type-B (z niebieskim wkładkiem)
• USB Type-C (odwracalne)

Kompatybilność:

• Wstecznie kompatybilny z USB 3.0, USB 2.0 i USB 1.1
• Prędkość ograniczona do standardu urządzenia, do którego jest podłączony

Zasilanie:

• Standardowe: 5V, 150 mA (Low-power)
• High-power: 5V, 900 mA
• USB Power Delivery: do 100W

Zastosowania:

• Transfer dużych plików (np. filmy 4K, gry)
• Podłączanie zewnętrznych dysków twardych i pamięci flash
• Używanie kamer internetowych i innych urządzeń peryferyjnych
• Ładowanie telefonów, tabletów i laptopów

Uwaga:

• Standard USB 3.1 został podzielony na dwie generacje:
• Gen 1 – oferuje przepustowość do 5 Gb/s (625 MB/s)
• Gen 2 – oferuje przepustowość do 10 Gb/s (1250 MB/s)
• Złącze USB Type-C może obsługiwać zarówno USB 3.1 Gen 1, jak i Gen 2.

USB 3.2

Przepustowość:

• Teoretyczna: do 20 Gb/s (2500 MB/s)
• Praktyczna: około 1400-1700 MB/s

Tryb pracy:

• Full duplex – jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych

Złącza:

• USB Type-C (odwracalne)

Kompatybilność:

• Wstecznie kompatybilny z USB 3.1, USB 3.0, USB 2.0 i USB 1.1
• Prędkość ograniczona do standardu urządzenia, do którego jest podłączony
• Zasilanie:
• Standardowe: 5V, 150 mA (Low-power)
• High-power: 5V, 900 mA
• USB Power Delivery: do 100W

Inne cechy:

• Lepsze zarządzanie energią
• Szybsze ładowanie urządzeń
• Mniejsze straty ciepła
• Zwiększona odporność na zakłócenia

Zastosowania:

• Transfer bardzo dużych plików (np. filmy 8K, gry VR)
• Podłączanie zewnętrznych dysków twardych SSD NVMe
• Używanie kamer internetowych o wysokiej rozdzielczości
• Ładowanie laptopów o dużej mocy

Uwaga:

• Złącze USB Type-C jest niezbędne do osiągnięcia pełnej przepustowości USB 3.2.

USB4 – jeden przewód do danych i obrazu

USB4 rozwija możliwości USB-C, pozwalając współdzielić szybkie połączenie między różnymi rodzajami transmisji. Ma to znaczenie zwłaszcza w stacjach dokujących, do których jednocześnie podłączamy monitor, dysk i inne akcesoria.

Przepustowość:

• Warianty 20 i 40 Gb/s.
• Sam napis „USB4” nie gwarantuje 40 Gb/s.

Tryb pracy:

• Jednoczesna transmisja w obu kierunkach.
• Współdzielenie dostępnego pasma przez dane i obraz.

Złącza:

• USB-C.
• Przewód musi obsługiwać wymaganą szybkość połączenia.

Kompatybilność:

• Współpraca ze starszym sprzętem USB przy odpowiednim połączeniu.
• Funkcje konkretnej stacji dokującej zależą również od możliwości komputera.

Zasilanie:

• Moc dostarczana przez port lub stację dokującą wymaga osobnego sprawdzenia.
• Przepustowość 40 Gb/s nie oznacza automatycznie ładowania z mocą 100 czy 240 W.

Zastosowania:

• Stacje dokujące.
• Szybkie nośniki zewnętrzne.
• Stanowiska łączące monitory i urządzenia peryferyjne.

Podłączenie monitora i szybkiego dysku do tej samej stacji oznacza korzystanie ze wspólnego łącza. Maksymalna przepustowość portu nie jest więc pasmem zarezerwowanym wyłącznie dla kopiowanych plików.

USB4 ver. 2.0 – do 80 Gb/s i specjalny tryb 120 Gb/s

Kolejny duży krok stanowi specyfikacja USB4 Version 2.0. To ona wprowadziła poziom USB 80Gbps oraz opcjonalne połączenie asymetryczne.

Przepustowość:

• Do 80 Gb/s w każdym kierunku.
• Opcjonalnie do 120 Gb/s w jednym kierunku przy pozostawieniu 40 Gb/s w przeciwnym.

Tryb pracy:

• Standardowo transmisja symetryczna.
• Tryb 120/40 Gb/s przeznaczono między innymi do zastosowań wymagających przesyłania dużej ilości danych obrazu.

Złącza:

• USB-C.
• Specyfikacja przewiduje wykorzystanie istniejących pasywnych kabli USB-C 40 Gb/s oraz nowych aktywnych kabli 80 Gb/s. Przy zakupie najłatwiej kierować się certyfikowanym oznaczeniem USB 80Gbps.

Kompatybilność:

• Zachowana kooperacja ze starszymi wersjami USB.
• Starszy port nie uzyska 80 Gb/s wyłącznie po wymianie kabla.

Zasilanie:

• Nadal zależy od implementacji USB Power Delivery.

Zastosowania:

• Wydajne stacje dokujące i pamięci masowe.
• Monitory wymagające dużej przepustowości.
• Rozbudowane stanowiska pracy z obrazem.

Uwaga: 120 Gb/s nie jest uniwersalną szybkością kopiowania na dysk. To opcjonalny tryb pracy łącza, który zwiększa pasmo jednego kierunku kosztem drugiego.

Co oznaczają kolory gniazd USB?

Kolory w gniazdach USB mogą oznaczać różne rzeczy, w zależności od producenta i konkretnego modelu urządzenia. Najczęściej spotykane kolory to:

Biały. USB 1.1 – najstarszy standard USB, o niskiej przepustowości (12 Mb/s).

Czarny. USB 2.0 – standardowy USB, powszechnie stosowany do podłączania różnych urządzeń (480 Mb/s).

Niebieski. USB 3.0/3.1 Gen 1 – SuperSpeed USB, oferuje znacznie wyższą przepustowość (do 5 Gb/s).

Czerwony lub pomarańczowy. Porty do ładowania urządzeń, często o wyższym prądzie ładowania.

Fioletowy. Może oznaczać różne rzeczy, w zależności od producenta. Czasami oznacza porty SuperSpeed USB 10 Gbps (USB 3.1 Gen 2), a czasami porty do szybkiego ładowania zgodne z technologią Huawei SuperCharge.

Żółty. Może oznaczać porty USB z Power Delivery, technologią szybkiego ładowania.

Należy pamiętać, iż kolory gniazd USB nie są standardem i nie zawsze oznaczają to samo. Najlepiej sprawdzić w dokumentacji urządzenia lub na stronie internetowej producenta, aby dowiedzieć się, co oznacza konkretny kolor w danym przypadku. Tu wyjaśniamy, do czego służy złącze USB w routerze Wi-Fi.

Dodatkowo niektóre urządzenia mogą mieć gniazda USB z innym kolorem wkładki lub plastikowej obwódki. Te kolory mogą oznaczać dodatkowe funkcje, takie jak:

Złoty. Porty do podłączania urządzeń audio.

Srebrny. Porty do podłączania urządzeń wideo.

A czym różni się Thunderbolt?

Thunderbolt także korzysta ze złącza USB-C, dlatego łatwo pomylić go z USB4. Jest jednak osobnym standardem, z własnymi wymaganiami i obowiązkową certyfikacją produktów.

• Thunderbolt 4 zapewnia połączenie 40 Gb/s.
• Thunderbolt 5 zwiększa przepustowość do 80 Gb/s w obu kierunkach i oferuje tryb Bandwidth Boost do 120 Gb/s dla zastosowań wymagających dużego pasma obrazu.

Przy zakupie stacji dokującej trzeba sprawdzić zgodność z konkretnym komputerem. Sam fakt, iż wtyczka pasuje do gniazda, nie gwarantuje wykorzystania wszystkich funkcji akcesorium.

Tomasz Sławiński