با انواع USB آشنا شوید

مجله دیجی کالا: سادگی کاربرد یا حضور گسترده، هرچه که هست ترجیح بیشتر کاربران با درگاه‌های USB است و با این‌که در سالیان گذشته درگاه‌های (Port) مختلفی معرفی شد هیچ‌کدام نتوانست جای USB را بگیرد. هرچه‌قدر هم در محافل علمی از نواقص USBها گفته شود که مشکل سمت اتصال دارند یا این‌که با ضریب امنیت پایینی که دارند نفوذ به آن‌ها ساده است، باز هم موجب روی‌گردانی کاربران نشده است.

این علاقه‌ی مصرف‌کنندگان، دانشمندان را بر آن داشت به‌جای تعویض، راه تغییر را پیش بگیرند و معایب سنتی درگاه‌های USB را اصلاح کنند. نتیجه‌ی این کار، معرفی USB 3.1 شد. در مطلب پیش رو به‌تفصیل به ویژگی‌های نسل اول و دوم USB 3.1 می‌پردازیم و تفاوت‌های (برتری‌های) آن نسبت به USB 2.0 و 3.0 USB را بررسی می‌کنیم. همچنین درباره‌ی USB Type-C و ربطش به استانداردهای مختلف USB توضیح خواهیم داد. با دیجی‌کالا مگ همراه باشید.

‌‌‌انواع درگاه‌های USB

ابتدا لازم است بدانید که USB 3.1 یک استاندارد است و نباید آن را با شکل فیزیکی درگاه‌های موجود روی رایانه‌ها و کابل‌های USB اشتباه گرفت. ظاهر درگاه‌های USB فارغ از این‌که از چه استانداردی (USB 3.1 ،USB 2.0 ،USB 1.0) پشتیبانی کنند به چند دسته تقسیم می‌شود: نوع A که به‌صورت مستطیل است و در اغلب دستگاه‌ها به کار رفته، نوع B که مربع شکل است و معمولا روی چاپگرها و هارددرایو‌های اکسترنال قرار می‌گیرد. البته گاهی هم پیش می‌آید که به دلایل مختلف، انواع کوچک‌تر USB مانند miniUSB و microUSB با استانداردهای جدید هم‌خوانی نداشته باشند به همین خاطر در مواردی مانند گلکسی نوت ۳ نسخه‌ای بسط‌یافته از نوع B به کار گرفته می‌شود. با این شیوه می‌توان در عین بهره‌گیری از سرعت بالاتر در استاندارد USB 3.0، از همان کابل‌های Micro USB مرسوم استفاده کرد.

سومین شکل USB به نوع C مشهور است. نوع C یا Type-C همان جدیدترین طراحی شکل ورودی USBها است که در دستگاه‌هایی مانند مک‌بوک ۲۰۱۵، نسل دوم کروم‌بوک پیکسل، نکسوس 5X و تلفن هوشمند وان‌پلاس ۲ وجود دارد. اگرچه با توضیحاتی که تا این‌جا داده‌ایم احتمالا می‌دانید استفاده از این شکل درگاه لزوما به معنای به‌کار گرفتن استاندارد USB 3.1 نیست. مثلا مک‌بوک ۲۰۱۵ و نسل دوم کروم‌بوک منطبق بر استاندارد USB 3.1 هستند درحالی‌که تلفن وان‌پلاس ۲ درگاه نوع C را بر پایه‌ی استاندارد USB 2.0 به کار برده است. به یاد داشته باشید که در USB Type-C هنگام اتصال درگاه، شما دیگر با مشکل جهت اتصال روبه‌رو نیستید.


ابعاد کوچک در کنار رفع مشکل قدیمی سمت اتصال کابل به درگاه، باعث می‌شود از این به بعد مادربورد‌ها، لپتاپ‌ها، تبلت‌ها و تلفن‌های هوشمند بیشتری به درگاه‌های نوع C مجهز شوند. هرچند ممکن است برخی از سازندگان به دلایل مختلفی مانند قیمت تمام‌شده، از استفاده از استاندارد USB 3.1 خودداری کنند.

جنون سرعت در انتقال داده

بزرگ‌ترین پیشرفت در استاندارد USB 3.1 افزایش پهنای باند انتقال داده تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه است. در نسل دوم USB 3.1 علاوه بر دو برابر شدن سرعت (از ۵ گیگابیتِ نسل اول به ۱۰ گیگابیت)، کدگذاری اطلاعات نیز بهبود یافته. اگر بخواهیم ملموس‌تر توضیح بدهیم در واقع با سرعت نسل دوم USB 3.1 می‌توان محتوای یک دیسک BluRay با ظرفیت ۵۰ گیگابایت را ظرف ۳۸ ثانیه انتقال داد.

البته این تنها به شرطی است که اولا دو طرف مسیر (انتقال‌دهنده و دریافت‌کننده) از استاندارد جدید پشتیبانی کنند؛ به علاوه ادوات خواندن و نوشتن داده‌ها هم بتوانند با این سرعت حرکت کنند. در حال حاضر پرسرعت‌ترین حافظه‌های SSD (به جز در موارد معدودی مانند مک‌بوک پروی رتینای اپل که از گذرگاه PCI Express 3.0 فرم فکتور M.2 استفاده می‌کند) هم توان هم‌گام شدن با USB 3.1 نسل دوم را ندارند.

نسل اول USB 3.1 حداکثر سرعتِ ۵ گیگابیت را پشتیبانی می‌کند. جالب است بدانید USB 3.1 Gen 1 در واقع همان USB 3 است که بعد از معرفی USB 3.1 اصلی، برای اهداف تبلیغاتی به USB 3.1 نسل اول تغییر نام داده شده. از آن پس USB 3.1 اصلی را USB 3.1 نسل دو نامیدند. هرچند اغلب موقع استفاده از شکل درگاه نوع C از عبارت USB 3.1 نسل اول و هنگام به‌کارگیری نوع A همان نام USB 3 استفاده می‌شود اما قانونی برای این مورد وجود ندارد.


هردو نسل از استاندارد USB 3.1 بر استاندارد قدیمی USB 2.0 ارجحیت دارند. حداکثر سرعت انتقال، علی‌رغم این که در تئوری ۴۸۰ مگابابیت بر ثانیه تعریف شده، اما در عمل به دلیل محدودیت‌های گذرگاه (bus)،   تنها ۲۸۰ مگابیت بر ثانیه است.

به لطف سرعت انتقال بالا، از USB 3.0 و 3.1 USB می‌توان برای ارسال تصویر هم استفاده کرد. همین حالا هم مبدل‌هایی برای اتصال رایانه به نمایشگر و تلویزیون از طریق USB وجود دارد. استاندارد USB 3.1 می‌تواند خروجی ویدیو با کیفیت 4K را فراهم کند و برای این منظور از MHL 3 پشتیبانی می‌کند. با این اوصاف، USB 3.1 به همراه درگاه نوع C به‌طور بالقوه می‌توانند جایگزین استانداردهای دیگری مانند HDMI ،DVI و DisplayPort شوند.

‌‌‌‌با تمام توان به پیش

تولیدکنندگان تلفن، تبلت و حتی لپتاپ مدام از باتری‌های بزرگ‌تر و کاراتر استفاده می‌کنند. این کار در کنار افزایش زمان روشن ماندن دستگاه، نیاز به انتقال ایمن برق به آن‌ها را نیز افزایش می‌دهد. در حال حاضر جدیدترین فناوری شارژ سریع در حدود ۱۵ وات توان می‌کشد ولی علی‌رغم بهبود در مقایسه با نمونه‌های قبلی، کماکان تا برآوردن انتظارها فاصله دارد.

USB 3.0 و 3.1 USB هردو امکان انتقال نیرو تا حداکثر ۲۰ ولت و ۵ آمپر را دارند و این یعنی نسل جدید USBها تا ۱۰۰ وات توان را پشتیبانی می‌کند. بدین ترتیب دستگاه‌های کمی می‌مانند که امکان شارژ با این استاندارد را نداشته باشند. مک‌بوک جدید اپل و کروم‌بوک پیکسل گوگل هردو از طریق همین درگاه شارژ می‌شوند و به ترتیب ۲۹ و ۶۰ وات توان می‌کشند.

مقایسه با تاندربولت (Thunderbolt)

استاندارد تاندربولت اینتل که رقیب بزرگ USB 3.1 محسوب می‌شود گاهی از کابل و درگاه مشابه استفاده می‌کند. تاندربولت نسخه‌ی سوم می‌تواند تا ۴۰ گیگابیت بر ثانیه داده منتقل کند، که می‌شود ۴ برابر بیشتر از نسل دوم USB 3.1. نسخه‌های یک و دو تاندربولت از کابل‌های مختص خود استفاده می‌کردند که با USBها تطبیق نداشت؛ به همین خاطر بعضی از دستگاه‌ها مانند مک‌بوک پرو، هم USB دارند و هم درگاهی جدا برای تاندربولت.


با معرفی تاندربولت ۳، اینتل به استفاده از درگاه USB Type-C روی آورد تا ادوات و درگاه‌ها مشابه شوند. این باعث شد سازندگان بتوانند در صورت لزوم درگاه نوع C دستگاه خود را به هر دو استاندارد USB 3.1 و تاندربولت ۳ تجهیز کنند. بر همین اساس، درگاه نوع C به کار رفته در مک‌بوک ۲۰۱۵ از استانداردهای USB 3.1 Gen 1 و Thunderbolt 3 تواَمان پشتیبانی می‌کند. در ضمن مبدل‌هایی نیز برای اتصال به درگاه نوع A و نسخه‌های قدیمی‌تر تاندربولت پیش‌بینی شده است.


فعلا تاندربولت بیشتر روی دستگاه‌های اپل استفاده می‌شود و فقط در موارد خاصی مانند تدوین ویدیو کاربرد دارد. هرچند احتمالا پشتیبانی از این دو استاندارد در لپتاپ‌های اپل ادامه خواهد یافت ولی بعید است لپتاپ‌های ویندوزی زیادی به هردوی آن‌ها مجهز شوند.

با محبوبیت روزافزون استاندارد USB 3.1 در کنار درگاه نوع C، پیوسته سازندگان بیشتری به استفاده از آن‌ها روی خواهند آورد و پیش‌بینی می‌شود در سال ۲۰۱۶ تعداد زیادی از دستگاه‌ها اعم از همراه و رومیزی از نسل اول یا دوم این استاندارد پشتیبانی کنند.

یکی برای همه

ادغام استاندارد جدید USB یا همان USB 3.1 با درگاه نوع C یا همان Type-C چنان تحولی به وجود آورده که ادامه‌ی حیات دیگر راه‌های اتصال با تردید مواجه شده‌. اولا مشکل سنتی سمت اتصال را حل کرده و دیگر مهم نیست از کدام سمت کابل را به درگاه وصل می‌کنید؛ در هر حالت نتیجه‌ی مطلوب حاصل می‌شود. همچنین می‌تواند داده‌ها را با سرعتی بسیار بالا انتقال دهد و کار چند‌ساعته‌ی سایر درگاه‌ها را در عرض چند ثانیه به انجام رساند. امکان انتقال ویدیو با کیفیت بسیار بالا دارد و می‌توان از آن برای مقاصد سرگرمی مانند تلویزیون استفاده کرد؛ علاوه بر همه‌ی این‌ها، نقش سیم برق را هم ایفا می‌کند و با توان بالایی (تا ۱۰۰ وات) که دارد می‌تواند به جز تلفن‌ها و تبلت‌ها، به لپتاپ‌ها و دیگر وسایل پرُوات الکترونیک هم نیرو برساند.

پس به‌طور بالقوه این امکان وجود دارد که ترکیب USB 3.1 و Type-C جایگزین اکثر روش‌های اتصال امروزی شود. ایده‌ی جالبی است؛ ولی چون در هنوز اول راه قرار دارد این مساله که کدام درگاه یو‌اس‌بی نوع C کدام یک از این قابلیت‌ها را پشتیبانی می‌کند اندکی باعث سردرگمی خواهد بود؛ چراکه لزوما همه‌ی درگاه‌های نوع C مجهز به همه امکاناتی که بر‌شمردیم نیستند.

این جدیدترین تغییر در دنیای فناوری است و زمان می‌برد تا کاملا جا بیفتد. قاعدتا از این پس باید بتوانید دستگاه‌هایتان را با هر شارژری شارژ کنید و به جای سرگیجه زدن سر پیدا کردن فلان کابل برای اتصال به تلویزیون، اولین کابلی که دم دست‌تان بود را بر دارید تا کارتان راه بیفتد؛ اما هنوز تا رسیدن به این آرزو مانده و تازه معلوم هم نیست حتما تحقق یابد.

جدیدترین دستگاه‌هایی که درگاه نوع C را در خود دارند توانایی‌های مشابه ندارند. مک‌بوک جدید اپل و کروم‌بوک پیکسل ۲ گوگل در کنار انتقال داده، هم نقش درگاه ویدیو را دارند هم مسیر شارژ دستگاه هستند؛ اما نکسوس‌های جدید فقط شکل نوع C را دارند و در باطن از استاندارد USB 2.0 استفاده می‌کنند. لپتاپ HP Pavilion x2 هم درگاه نوع C دارد ولی از پس انتقال ویدیو بر نمی‌آید.

‌‌‌استاندارد‌ها

استاندارد USB از بدو تولد با این هدف آمده بود که رایانه‌ها را به تلویزیون و حافظه‌های اکسترنال را به رایانه وصل کند و کلا پُلی میان ادوات الکترونیکی باشد. ولی وظیفه‌ی اولیه‌ی آن انتقال داده از رایانه به ذخیره‌کننده‌ها تعریف شده بود. بعد از آن تامین نیرو برای دستگاه‌ها قرار می‌گرفت تا دستگاه‌های همراه همیشه تشنه را با نیروی برق پر کند.


اما در این مورد ماجرا کمی گسترده‌تر شده. چون استاندارد‌های USB دو حوزه‌ی مجزا را پوشش می‌دهند. اول طراحی ظاهری درگاه‌ها و کابل‌ها؛ جایی که درگاه جدید نوع C با امکانات ویژه خودنمایی می‌کند؛ و دوم قوانین الکترونیکی حاکم بر ارتباط از طریق USB. این‌ها هستند که دست‌یابی به سرعت‌های بالاتر، پشتیبانی از ویدیو و قابلیت‌های جدید انتقال نیرو را ممکن می‌کنند. همه این امکانات با هم معرفی شده‌اند ولی لزوما کنار هم به کار گرفته نمی‌شوند. اما به هر حال نسل جدید USB با هدف سلطه‌ی کامل پا به عرصه گذاشته و با روند کنونی پیش‌بینی می‌شود تا نیمه‌ی دوم ۲۰۱۶، درگاه USB Type-C به جریان غالب بازار تبدیل شود.

راهنمایی به نام نماد

راهکارهای متفاوتی برای جلوگیری از سردرگمی مصرف‌کنندگان پیشنهاد شده. مسلما اولی تربیت فروشندگان است تا با اطلاعات کافی درباره‌ی دستگاه‌ها بتوانند به خریداران مشاوره درست بدهند. اما همزمان، نمادهایی برای شفاف‌سازی قابلیت‌های لحاظ‌شده در درگاه‌های نوع C در نظر گرفته‌اند.

مثلا وقتی کنار نماد قدیمی USB شکل یک باتری کشیده شده باشد یعنی از آن درگاه برای شارژ می‌توان استفاده کرد. وقتی حروف SS به نماد USB می‌چسبد بدین معنی است که سرعت انتقال درگاه تا ۵ گیگابیت بر ثانیه است و اگر در کنار این‌دو، عدد ۱۰ حک شده باشد سرعت نهایی تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه افزایش می‌یابد که مختص USB 3.1 Gen2 است. به همین ترتیب نمادهای دیگری هم برای پشتیبانی از ارسال ویدیو به تلویزیون تعریف شده ولی متاسفانه از آن‌جا که درج این نمادها برای سازندگان اجباری نیست نمی‌توان صرفا به آن‌ها اتکا کرد. حتی دو لپتاپ تازه معرفی‌شده‌ی مک‌بوک اپل و کروم‌بوک پیکسل ۲ گوگل هم هیچ علامتی مبنی بر وجود قابلیت شارژ، ارسال پرسرعت داده و ویدیو ندارند.

سوالی که احتمالا برای بسیاری پیش می‌آید این است که چرا تمام درگاه‌های جدید را به تمام امکانات ممکن مجهز نمی‌کنند؟ علت ساده است: پول!

اگر قرار باشد همه‌ی امکانات را تعبیه کنند، قیمت تمام شده‌ی دستگاه‌ها بالا می‌رود. اما به هر حال با کهنه شدن این فناوری و تولید بیشتر آن، به مرور قیمت‌ها هم کاهش می‌یابند. شاید تا چند سال دیگر و با فراگیر شدن درگاه‌های نوع C مجهز به قابلیت شارژ پرُوات، دیگر نیاز نباشد انواع شارژرها را همیشه همراه داشته باشیم.

‌‌اجتناب‌ناپذیر

در یک چیز شکی نیست: USB Type C از راه رسیده و آمده تا همه رقبا را از میان بر دارد. البته حتما تا مدتی درگاه‌های قدیمی مقاومت خواهند کرد ولی با وجود قابلیت‌های متعددِ درگاه جدید در کنار اندازه‌ی کوچک‌ترش، جنگ برای قدیمی‌ها از پیش باخته است و تا به خود بیاییم همه‌جا را نوع C فرا گرفته.    ‌‌‌    ‌‌‌‌