25 de ani de conexiuni prin USB (după trei încercări)

Versiunea 1.0 a standardului Universal Serial Bus (USB) a fost lansată în ianuarie 1996. 25 de ani și trei încercări mai târziu, am trecut de la vitezele de 12 Mbit/s ale USB 1.0 la vitezele de 40 Gbit/s ale USB4. Iată cum USB-ul a cucerit lumea.

Problema: Lupta cu porturile și IRQ-urile

La începutul anilor 1990, conectarea perifericelor la PC-uri era o mizerie. Pentru a utiliza configurarea oricărui PC, a trebuit să utilizați o mână de diferite tipuri de porturi și conectori incompatibili. Cel mai frecvent, acestea includ un port pentru tastatură, un port serial RS-232 cu 9 sau 25 de pini și un port paralel cu 25 de pini. În plus, controlerele de jocuri pentru PC și-au folosit propriul standard cu 15 pini, iar șoarecii sunt adesea conectați la porturi seriale sau la carduri proprietare.

În același timp, producătorii de periferice au început să lovească limitele ratei de date în porturile existente utilizate pentru periferice pe computere. Cererea de aplicații de telefonie, video și audio era în creștere. În mod tradițional, vânzătorii au ocolit aceste limitări introducând propriile porturi proprietare care puteau fi instalate ca plăci suplimentare, dar acest lucru a adăugat costuri și probleme de compatibilitate crescute între mașini.

Și, în sfârșit, adăugarea unui nou periferic pe un PC a fost o durere de cap. Adesea a însemnat configurarea detaliilor tehnice precum setările IRQ, canalele DMA și adresele I/O, astfel încât acestea să nu intre în conflict cu alte dispozitive instalate pe sistem. (Utilizatorii medii de computere nu trebuie să se mai gândească la acestea.) Trebuia să existe o cale mai ușoară.

Soluția: USB

Relieful va veni în curând sub forma unui singur port care ar putea unifica industria: Universal Serial Bus. USB a luat naștere ca un proiect comun din 1994 între opt firme de profil: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC și Northern Telecom. După dezvoltarea pentru următorul an și jumătate, grupul a publicat specificația USB 1.0 pe 15 ianuarie 1996.

Ceea ce au venit cu a fost o magistrală serială de periferice pentru computer care folosea conectori simpli cu 4 pini care erau robusti și ieftini. USB permitea conexiuni de până la 12 megabiți pe secundă (suficient pentru aplicațiile de rețea la acea vreme) și putea servi până la 127 de dispozitive pe o singură magistrală dacă sunt conectate împreună folosind hub-uri.

Cel mai bine, USB a fost complet plug-and-play, ceea ce însemna că dispozitivele se configurau automat (sau căutau drivere adecvate) atunci când le conectați. Gata cu IRQ-urile. Și, spre deosebire de standardele anterioare, USB a acceptat schimbarea la cald, ceea ce însemna că puteți conecta și deconecta perifericele în timp ce computerul încă funcționa: nu este nevoie de repornire atunci când comutați ceva la fel de simplu ca mouse-ul.

La acea vreme, industria urmărea, de asemenea, standarde concurente, cum ar fi Firewire (IEEE 1394), Apple GeoPort, ACCESS.bus și SCSI. Dar simplitatea și flexibilitatea USB au câștigat, mai ales când vânzătorii au demonstrat că pot crea chipset-uri USB cu costuri relativ reduse pentru hub-uri și periferice.

USB apare în sălbăticie

Industria PC-urilor a adoptat USB lent la început, cu îmbunătățiri progresive ale standardului având loc de-a lungul mai multor ani înainte de adoptarea pe scară largă. Microsoft a acceptat pentru prima dată USB în Windows 95 OSR 2.1 în august 1997 (și Win NT în acea perioadă, de asemenea).

Potrivit ComputerWorld, desktop-ul Unisys Aquanta DX, anunțat în 13 mai 1996, a fost primul computer anunțat cu porturi USB încorporate, deși alți furnizori precum IBM ar fi putut să le fi învins pe piață. Rapoartele din Byte Magazine spun că chipset-urile USB nu erau disponibile la scară până la mijlocul lui sfârșitul anului 1996. Totuși, până la sfârșitul lui 1996, aproape o duzină de vânzători de PC-uri anunțaseră PC-uri care includeau porturi USB - de obicei două porturi pe mașină.

Chiar și cu un suport timpuriu pentru USB de la producătorii de PC-uri, perifericele USB care puteau folosi efectiv porturile au fost puține până în 1998. Până în acel moment, aproape fiecare PC încă era livrat cu porturi vechi, așa că producătorii au continuat să dezvolte și să vândă dispozitive care le-a folosit.

Un eveniment a schimbat dramatic disponibilitatea perifericelor USB. În august 1998, Apple a lansat iMac, o mașină elegantă all-in-one care a renunțat la toate porturile vechi pentru USB. Pentru prima dată în peste un deceniu, Apple a creat o mașină fără SCSI, ADB sau porturi seriale, iar producătorii de periferice Mac au fost forțați să treacă la USB într-un mod semnificativ.

În timp ce Apple nu poate revendica unicul credit în popularizarea USB-ului (există o dezbatere sănătoasă despre asta pe StackExchange), concentrarea puternică a presei asupra dependenței iMac-ului de USB a adus portul în conștiința populară în mare măsură, pentru prima dată.

În curând, acele periferice USB Mac au fost disponibile și pentru PC-uri cu USB și, cu suport sănătos pentru USB în Windows 98, chipset-uri cu costuri mai mici și revizuiri la standardul USB, piața PC-urilor a început să adopte USB cu plăcere la rândul său. anii 2000. În cele din urmă, telefoanele mobile au început să accepte și conexiuni USB, iar popularitatea USB nu a încetinit de atunci.

USB de-a lungul anilor

Din 1996, capacitatea USB s-a extins dramatic, incluzând suport pentru tipuri de conectori mai noi, mai mici și viteze mult mai mari. Pe tot parcursul, standardul a fost menținut de USB Implementers Forum (USB-IF). Iată câteva momente importante.

• USB 1.0 (1996): introducerea oficială a standardului USB cu conectori de tip A și tip B. Viteza mare este de 12 megabiți/secundă, viteza mică este de 1,5 megabiți/secundă.
• USB 1.1 (1998): Această versiune a remediat erori în standardul 1.0, inclusiv probleme cu hub-urile USB, și a devenit primul standard USB adoptat pe scară largă. De asemenea, a introdus conectori USB Mini tip A și B.
• USB 2.0 (2001): Acesta a introdus un mod nou, de viteză mai mare, de 480 megabiți/secundă, păstrând în același timp compatibilitatea cu dispozitivele USB 1.1. O revizuire din 2007 a introdus pentru prima dată conectori USB Micro.
• USB 3.0 (2011): Standardul 3.0 a introdus o nouă rată de date de 5 gigabit/secundă numită SuperSpeed. De asemenea, a introdus noi conectori de tip A, tip B și micro cu mai mulți pini pentru a suporta o rată de date mai mare.
• USB 3.1 (2014): Aceasta a crescut rata de date USB la 10 gigabiți/secundă. În această perioadă, USB-IF a introdus și conectorul simetric USB-C, care poate fi conectat în orice fel și încă funcționează. (Nu mai răsturnați dispozitivul USB de trei ori pentru a găsi alinierea corectă!)
• USB 3.2 (2017): Odată cu această revizuire, USB a urcat la 20 gigabiți/secundă și a depreciat conectorii de tip B și Micro în favoarea tipului C.
• USB 4.0 (2019): Acest standard este compatibil cu Thunderbolt 3 și acceptă conexiuni de până la 40 gigabit/secundă. Toți conectorii, alții decât USB-C, au fost depreciați.

Viitorul este USB

Începând cu 2021, USB este încă puternic, susținut atât de larg încât conectorii USB au devenit de facto prize de alimentare pentru încărcarea smartphone-urilor, tabletelor, controlerelor de jocuri video, jucăriilor pentru copii alimentate cu baterii și pentru articole noutate, cum ar fi încălzitoare de căni de cafea și desktop minuscul aspiratoare.

USB nu a încetat să se îmbunătățească. USB4 arată că industria se gândește serios să mențină standardul competitiv, deoarece computerele devin mai rapide și datele pe care le amestecăm între dispozitive devin din ce în ce mai mari.

Face chiar incursiuni – tabletele iPad Pro de la Apple și-au aruncat porturile proprietare Lightning pentru USB-C, deși Lightning încă rezista pe iPhone și pe multe alte dispozitive Apple.

La mulți ani, USB!

RELATE : USB4: Ce este diferit și de ce contează