USB 3.0/3.1: выше только звёзды
С получившим в 2013 году массовое распространение стандартом USB 3.0, кажется, спали последние ограничения. Учитывая скорость этого стандарта, которую потом ещё в несколько раз нарастили с появлением USB 3.1, пользователи смогли в считанные минуты перебрасывать друг другу целые коллекции фотографий в высоком разрешении, фильмы в разрешении 1080p и музыку в lossless-форматах. А могли и не перебрасывать, а просто смотреть, например, видеофайлы внушительных размеров прямо с флешки или внешнего жёсткого диска.
Скорость USB в зависимости от поколения интерфейса
- USB 1.0 — до 1,5 Мбит/с
- USB 1.1 — до 12 Мбит/с
- USB 2.0 — до 480 Мбит/с
- USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 — до 5 Гбит/с
- USB 3.1 Gen 2 — до 10 Гбит/с
Технические особенности
Несмотря на то, что стандарты USB 2.0 vs USB 3.0 совместимы между собой, они имеют некоторые отличия в строении. Для поддержки старых устройств USB 3.0 имеет всё те же четыре контакта. Одну пару для приёма и передачи данных, и вторую — для питания. Но тут начинается разница между USB 2.0 и 3.0. Для организации высокой скорости работы, быстрой зарядки и других преимуществ, было добавлено ещё четыре контакта, которые предназначены для работы с силой тока до 1 ампера.
Из-за этого было добавлено ещё две витых пары. Теперь сам шнур стал толще, а его максимальная длина от пяти метров сократилась до трёх. Благодаря увеличению силы тока теперь возможны быстрая зарядка смартфонов и подключение большего количества устройств к одному разъёму USB. Кроме того, для кабеля была добавлена защита от магнитных полей.
В чём разница USB 2.0 и USB 3.0 внешне? Во-первых, это количество контактов. Во-вторых, производители выпускают порты USB 3.0 синего или в некоторых случаях красного цвета. Поэтому определить, какой перед вами разъём, не составит труда.
Какие версии usb существуют?
По мере развития стандарта USB, он менялся с точки зрения скорости и мощности, что позволило значительно увеличить скорость запуска, зарядки USB-устройств и передачи данных.
Ниже показаны версии USB от самых ранних до новейших:
Версия
Год
Описание
Скорость передачи данных
USB 1.0
1996
Поскольку технология еще находилась в зачаточном состоянии, потребителям были доступны немногие USB-устройства.
12 Мбит/с
USB 1.1
1998
Первая версия, которая получила широкое распространение.
12 Мбит/с
USB 2.0
2000
Стандартный USB. Многие старые компьютеры имеют порты USB 2.0.
480 Мбит/с
USB 3.0
2008
Первый USB с новой функцией — SuperSpeed.
5 Гбит/с
USB 3.1
2013
Представлена скорость передачи данных, равная скорости, достигаемой с помощью кабеля Ethernet.
10 Гбит/с
USB 3.2
2017
Разработана новейшая версия USB для работы с кабелями USB-C, обеспечивающая скорость передачи данных SuperSpeed +.
20 Гбит/с
Что такое USB
C развитием компьютерной техники встал вопрос о передаче информации между устройствами, стояла цель сделать их также универсальными . А основной задачей стоял вопрос как подключать различные устройства к компьютеру как пример клавиатуру, мышь и конечно мобильные телефоны. Первоначально существовали специальные разъёмы для каждого устройства но практика показала, что это весьма не удобно. Для решения этой задачи была разработана универсальная серийная шина (USB). Которая имеет несколько версий (естественное развитие). Принцип работы USB весьма прост в устройствах устанавливаются стандартизированные микросхемы производящие преобразование информации получаемой от устройств в протокол передачи который передаётся в виде цифровой информации между двумя устройствами по кабелю.
Несмотря на принятие новых стандартов в том числе и 3.1, большинство производителей компьютерной техники продолжает массово использовать USB 2.0 устанавливая один два порта USB 3.0
Скорость чтения и записи USB 2.0 и USB 3.0
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.
Утилита от Gigabyte — Windows Image Tool
Поддерживаются материнские платы на следующих чипсетах Intel*:
B150, H110, H170, Q150, Q170, Z170
B250, H270, Q250, Q270, Z270
X299
* По информации производителя программного обеспечения.
Кампания Gigabyte так же выпустила утилиту под названием «Windows Image Tool», скачать которую можно по этой ссылке.
Для её использования, достаточно просто распаковать содержимое архива в любую папку, и запустить исполняемый файл под названием WindowsImageTool.
Запуск программы потребует права администратора, так что если она их затребует, разрешите их.
К сожалению, программа не умеет работать с ISO образами напрямую, и требует либо оптический привод и/или наличие USB накопителя.
Интерфейс программы довольно просто — в первом выпадающем списке нужно выбрать исходный установочный образ Windows 7 (который может быть, как на DVD диске, так и на USB), во втором выпадающем списке нужно выбрать «пунк назначения», куда будет сформирован новый установочный образ Windows 7, при этом это может быть только USB носитель (флешка).
Как только будут выбраны все нужные диски, нужно обязательно убедится, что стоит галочка у пункта «Add USB drivers to an offline Windows 7 image», и нажать на кнопку «Start».
По завершению процесса вместо кноки «Start» станет активна кнопка «Close». После этого, нужно извлечь флешку и приступать к установке Windows на нужном компьютере.
Чем конструктивно отличается USB 2.0 от USB 3.0 и подходят ли они друг к другу по совместимости?
В конструктивном плане отличий у USB 2.0 и USB 3.0 мало. 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, то есть разъемы подходят как для подключения любых устройств кабелем, так и флешек, жестких дисков или картридеров. При этом нет необходимости использовать какие-то дополнительные переходники — 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.
Что такое usb 3.0, 3.1 и 3.2?
Usb 3.0
Появившись в 2008 г., USB 3.0 значительно опередил своего предшественника USB 2.0, представив стандарт SuperSpeed, новую скорость передачи данных, которая увеличилась более чем в десять раз, с 480 Мбит/с до 5 Гбит/с.
Usb 3.1
К тому времени, как появилась версия 3.0, USB стал общепризнанным стандартом. В 2013 году появился стандарт USB 3.1, известный как SuperSpeed+, который удвоил скорость до 10 Гбит/с при использовании разъемов USB типа A и USB-C. (Подробнее о различных типах USB-разъемов читайте здесь.)
Здесь возникла путаница, так как создатели USB назвали свою новую версию USB 3.1 Gen 2 (второе поколение), в то время как USB 3.0 дали новое имя USB 3.1 Gen 1 (первое поколение).
Тем не менее, несмотря на то, что USB 3.1 встроен в некоторые новейшие устройства (например, в новый MacBook), он не получил широкого распространения. Смартфоны и другие устройства, которые многие люди используют сегодня, как правило, оснащены USB 3.0 или более ранними версиями.
Usb 3.2
Выпущенный в сентябре 2017 года, USB 3.2 позволяет совместимым устройствам использовать скорость передачи данных SuperSpeed (5 Гбит/с) или SuperSpeed + (10 Гбит/с). Однако в этой последней версии также появился новый режим SuperSpeed + (20 Гбит/с), который активируется при использовании разъема USB-C и самых последних моделей устройств.
Поскольку USB 3.2 все еще находится в стадии разработки, маловероятно, что он получит широкое распространение до тех пор, пока отрасль не сделает его полностью совместимым.
Порт (стандарт) USB 3.0
USB 3.0 в этом разъёме уже нельзя было обеспечить большую скорость притом же количестве проводов и разработчики добавили дополнительные провода для передачи информации, проводов стало 9 плюс экран в качестве 10 проводника, проводов стало ровно в 2 раза больше чем в USB 2.0. Также благодаря увеличение количества пар проводов стало возможным передавать информацию полным дуплексом то есть одновременно по одной паре в одну сторону по второй в другую что также увеличивает скорость обмена информацией.
Для обеспечения совместимости было сохранено предыдущее расположение проводов так что устройства имеющие разъём USB 2.0 легко подключаются к порту USB 3.0 и наоборот. Это означает что имея например флешку её свободно можно подключить к порту USB 3.0 но скорость передачи будет на уровне USB 2.0. Наоборот немного сложнее так как есть модификации других типов разъёмов. Но одинаковые кабели и разъёмы совместимы.
Для того что бы пользователь мог визуально определить разъём USB 3.0 он делается синим внутри.
USB 3.0 обеспечивает скорость передачи информации до 5Гбит/с и может поддерживать устройства потребляемые ток до 1 А. Стандарты токовых нагрузок наведены ниже, но любой производитель может внести свои коррективы в сторону увеличения.
| Спецификация | Ток | Напряжение | Мощность |
|---|---|---|---|
| USB 1.x и 2.0 | 500 мА | 5 V | 2,5 Вт |
| USB 3.0 | 900 мА | 5 V | 4,5 Вт |
| USB 3.1 | 2 | 5 V | 10 W |
| 5 | 12 V | 60 W | |
| 5 | 20 V | 100 W | |
| USB для зарядки батареи | 0,5-1,5 | 5 V | 2,5-7,5 Вт |
| USB Power Delivery | 2 | 5 V | 10 W |
| 3 | 12 V | 36 W | |
| 3 | 20 V | 60 W | |
| 5 | 20 V | 100 W |
Совместимость USB 3
С самого начала USB 3 был разработан для поддержки USB 2. Все устройства USB 2.x должны работать при подключении к компьютеру, оборудованному USB 3. Аналогично, периферийное устройство USB 3 должно работать с портом USB 2, но это немного рискованно, так как это зависит от типа устройства USB 3. Пока устройство не зависит от одного из улучшений, сделанных в USB 3, оно должно работать с портом USB 2.
Что насчет USB 1.1? Насколько мы можем судить, в спецификации USB 3 отсутствует поддержка USB 1.1. Но большинство периферийных устройств, включая современные клавиатуры и мыши, являются устройствами USB 2. Вероятно, вам придётся довольно глубоко залезть в свой шкаф, чтобы найти устройство USB 1.1.
Теоретическое улучшение скорости
USB — это стандарт, и он определяет максимальную скорость передачи сигналов через порт. Стандарт USB 2.0 обеспечивает теоретическую максимальную скорость передачи сигналов на уровне 480 мегабит в секунду. В то время как USB 3.0 позволяет передавать данные со скоростью 5 гигабит в секунду. Теоретически USB 3.0 в десять раз быстрее, чем USB 2.0.
Если бы это было всё, то вопрос о модернизации можно было бы считать закрытым: кто бы не хотел, чтобы USB-накопитель работал в 10 раз быстрее, чем сейчас? Но не всё так просто. Стандарт только определяет максимальную скорость передачи данных. У различных устройств могут быть другие узкие места, например, для многих накопителей время передачи данных будет зависеть от скорости работы флеш-памяти.
Порт (стандарт) USB 2.0
USB 2.0 сохранив одинаковые разъёмы, а типов разъёмов придумано 6 обеспечивал передачу информации но уже с максимальной скоростью до 480 мБит/с, теоретически можно передавать информацию на скорости 60 мБайт/с. первоначально также обеспечивалось питание подключаемых устройств 0,5А но в последствии стали устанавливать усилители тока для возможности питания энергоёмких устройств и появились USB поддерживающие питание 1А, иногда и больше говорят встречались разъёмы с максимальной возможностью выдачи питания 5А (USB 2.0 5A). Были придуманы дополнительные возможности например прямого подключения устройств без компьютера например телефона или фотоаппарата или принтера для печати фотографий. Широко распространения такой USB не получил хотя и используется. Но разработчики на этом не останавливались да и сама жизнь заставляла придумывать как увеличить скорость передачи в этом свою роль сыграло внедрение телевидения сверх высокой чёткости и 4K существующий стандарт USB 2.0 не мог обеспечить необходимую скорость передачи информации. Возник USB 3.0
Утилита от ASRock — Win 7 USB Patcher
Поддерживаются материнские платы на следующих чипсетах AMD*:
A320, B350, B450, X370, X470, X570
Поддерживаются материнские платы на следующих чипсетах Intel*:
B150, H110, H170, Q150, Q170, Z170
B250, H270, Q250, Q270, Z270
X299
B360, H310, H370, Q360, Q370
Система на кристалле (SoC) Intel:
J3000, N3000
* По информации производителя программного обеспечения.
Компания ASRock специально выпустила утилиту «Win 7 USB Patcher», которая добавляет в образ установщика Windows все необходимые драйвера. Скачать её можно либо с сайта ASRock, выбрав один из вариантов под нужную вам платформу — Intel 100, 200/AMD AM4 или Intel N3000, J3000.
Пользоваться данной утилитой достаточно легко:
- Запускаем исполняемый файл, и выбираем нужное действие:
- Create a Windows 7 installation disk with a USB device — Создать установочный диск Windows 7 для USB устройства;
- Create a Windows 7 installation disk with a CD — Создать установочный диск Windows 7 для CD;
- Create a Windows 7 installation ISO file for CD — Создать установочный ISO образ для CD;
Выбрав нужный пункт, отправляемся дальше, нажав кнопку «Next».
- Теперь предстоит задача выбрать источник с установочными файлами Windows, с которым будет работать программа. На выбор доступно:
- USB or Optical disk — USB или оптический диск;
- Source Directory — Папка Source из установочных файлы Windows;
- ISO File — файл образа ISO
После указания установочных файлов нужно нажать кнопку «Next».
- В следующем шаге нужно указать место, куда произойдет сохранение модифицированных файлов установщика Windows 7. Выбрав нужный диск, USB накопитель или ISO файл (предложенные варианты зависят от сделанного выбора в шаге 1, который можно изменить, перейдя к нему путем нажатия кнопки «Back»), нажимаем кнопку «Next».
- Теперь осталось только нажать кнопку «Start» и ждать завершения процедуры модификации файлов Windows.
- После завершения достаточно лишь только начать установку Windows 7 на проблемном компьютере — теперь установщик видит как и USB 2.0 порты, так и USB 3.0.
Утилита от MSI — MSI Smart Tool
Поддерживаются материнские платы на следующих чипсетах AMD:
X399
Поддерживаются материнские платы на следующих чипсетах Intel*:
B150, H110, H170, Q150, Q170, Z170
* По информации производителя программного обеспечения.
MSI в свою очередь подготовила утилиту «MSI Smart Tool», которая может выполнять множество полезных для обладателя плат MSI действий, и среди них — подготовка образа Windows 7 для установки на материнские платы Intel с последним версиями чипсетов серий 1ХХ/2XX.
Скачать MSI Smart Tool (v1.0.0.25) Скачать MSI Smart Tool (v1.0.0.37)
После скачивания запускаем исполняемый файл, и устанавливаем программу.
После установки запускаем её, и видим перед собой предупреждающее сообщение, в котором говориться для какой цели была создана данная программа, а так же указание не вытаскивать флешку во время работы программы.
В программе выбираем пункт «Win7 Smart Tool».
Затем задаем в пункте Source Folder путь к файлу образа, или же к папке с распакованным образом. В разделе «Choose storage device» выбираем либо флеш-носитель («USB Storage»), либо создание образа ISO («ISO Destination»). По завершению указания всех нужных путей нажимем кнопку Start, и ждем завершения процедуры.
По окончанию процедуры появится соответствующее уведомление:
