Domov Novinky Flashback: USB-C, ktorý ovládne všetko

Flashback: USB-C, ktorý ovládne všetko

Zdielať

Boj o konektor smartfónu sa skončil a USB-C je cesta vpred.

Ako sme sa sem dostali? Európska únia sa už roky snaží presvedčiť výrobcov elektroniky, aby sa dohodli na spoločnom štandarde a vyhli sa tak neporiadku (a odpadu), ktorý vytvárajú proprietárne konektory. Najskôr sa používal konektor microUSB, ale s príchodom USB-C, sa priemysel presunul na nový štandard. A vďaka istému nariadeniu EÚ, ktoré vstúpi do platnosti koncom roka 2024, je USB-C povinné v podstate pre všetku prenosnú elektroniku (s niektorými výnimkami pre najmenšie zariadenia, ako sú napríklad inteligentné hodinky). Väčšina výrobcov smartfónov ochotne prijala USB-C, rovnako ako predtým microUSB. Jediným veľkým zástancom je Apple, ktorý stále používa Lightning vo svojich iPhonoch, slúchadlách AirPods a EarPods. Všetky ostatné produkty v portóliu firmy používa USB-C, vrátane diaľkového ovládača pre novú Apple TV. Myslíme si, že zostava spoločnosti je dobrou ukážkou toho, prečo je USB-C také dobré. Osvetlenie je v podstate port USB 2.0.

To znamená pomalé prenosy dát pri synchronizácii súborov medzi iPhonom a počítačom alebo pri presúvaní fotografií RAW z pamäťovej karty do iPadu. Vedeli ste, že v skutočnosti existuje čítačka kariet na báze Lightning, ktorá pracuje rýchlosťou USB 3.0? Rýchlejšie prenosy sú teda možné, ale zrejme je to náročné a podporuje to len iPad Pro. A ani potom Apple nikdy nevydal videoadaptér, ktorý by dokázal prekročiť rozlíšenie 1080p. Lightning je tiež obmedzený v tom, koľko energie môže prenášať. Maximálny výkon nabíjačky pre iPhony je 30W, zatiaľ čo nabíjačka USB-C od Apple pre nové MacBooky dokáže vydať 140W. Dobre, to nie je úplne štandardné, ale nie je to ani maximum, ktoré USB-C dokáže preniesť. Skúsme si urobiť poriadok a rozobrať hlavné funkcie USB-C jednu po druhej. USB začalo svoj život ako dátový port. Rozhrania USB 1.0 a 1.1 sú pomalé ako pes a už si na ne sotva niekto spomenie, USB 2.0 je stále veľmi živé. USB-C má celkovo 24 pinov, 12 na každej strane (no dobre, 22 pinov, ale nebudeme zachádzať do detailov). Presne uprostred je jeden pár D+/D-, to je dátové pripojenie typického kábla USB 2.0 a pre USB-C je povinné. To zaručuje, že všetky káble budú mať aspoň nejakú konektivitu.

USB 3 pridalo ďalšie páry káblov na prenos dát – v konektore USB-C sú štyri páry navyše. Zatiaľ čo USB 2 je obmedzené na 480 MB/s, dodatočné káble kábla USB-C umožňujú prenosové rýchlosti 10 GB/s, 20 GB/s, 40 GB/s a dokonca 80 GB/s. Konektor USB-C sa samozrejme používa pri USB, ale aj pri Thunderbolt. Toto rozlíšenie má zaniknúť, keďže USB 4 je založené na Thunderbolt 3 a nová verzia USB 4.2 je založená na Thunderbolt 4. Ďalším zaujímavým využitím je prenos signálov PCI-Express – ide v podstate o káblovú verziu slotov PCIe na základnej doske počítača. To umožnilo pripojiť externé grafické procesory k notebookom pomocou jediného kábla. Ďalším populárnym využitím USB-C je video výstup. DisplayPort je pravdepodobne najbežnejším využitím a USB-C väčšinou nahradil starý, veľký port DP. Dôležitejšie je, že nejde o dáta ALEBO video, ale o dáta A video A napájanie. To umožňuje pripojenie jedného zariadenia k rozbočovaču, ktorý pridáva štandardný port HDMI, viacero portov USB typu A a typu C, možno čítačku kariet, konektory na zvuk a mikrofón atď. Takéto rozbočovače sú zabudované v niektorých monitoroch, čo umožňuje spustenie plnohodnotného stolného počítača pripojením jediného kábla.

Rozloženie pinov kábla USB-C

To je, samozrejme, celkom praktické pre notebooky, ale viacerí výrobcovia smartfónov ponúkajú režimy stolného počítača – DeX od Samsungu, Ready For od Motoroly, má ho aj Huawei. Dokonca aj Apple má jeden, Stage Manager pre iPad Pro (ktorý samozrejme používa USB-C). Okrem DisplayPortu existujú aj ďalšie možnosti, k dispozícii sú adaptéry MHL a HDMI. Niektoré z nich sú aktívne adaptéry, ktoré konvertujú z jedného štandardu na druhý, ale existujú aj jednoduché pasívne adaptéry. V krátkosti sa tu zmienime o zvuku. USB môže napájať externý DAC, do ktorého môžete zapojiť slúchadlá. Podobne ako pri videu však existuje aj pasívna možnosť – režim audioadaptéra Accessory. USB-C má veľa pinov, s ktorými sa dá pracovať, a niekoľko z nich sa dá prerobiť na kabeláž potrebnú pre typický konektor TRRS, takže jednoduchý pasívny adaptér môže pripojiť slúchadlá s mikrofónom. Všimnite si, že ide o čisto analógový režim a digitálne obvody sú odpojené, aby sa zabránilo šumu. Základný štandard USB má pomerne nízke limity napájania (500 mAh pre USB 2.0), hoci väčšina výrobcov nedodržiava štandard do písmena, takže 10W adaptéry sú pomerne bežné.

Samozrejme, výrobcovia chcú, aby ich produkty vynikli, a rýchlonabíjanie je jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, najmä teraz, keď majú batérie smartfónov kapacitu 3000 až 6000 mAh. To viedlo k mnohým vlastným riešeniam, ako je Quick Charge od Qualcommu a VOOC od Oppo. Štandardnou metódou je však USB Power Delivery (skrátene USB-PD). Pôvodná verzia predpisovala niekoľko napätí a úrovní prúdu, ktoré bolo možné podporovať – 2A pri 5V, plus 3A alebo 5A pri 12V alebo 20V. To poskytlo Power Delivery pomerne široký rozsah od 10W do 100W. Tieto pevné napätia si však vyžadujú konverziu jednosmerného prúdu v telefóne, aby sa znížili na hodnotu vhodnejšiu pre lítiovú batériu vo vnútri. Revízia 2 USB-PD zaviedla niekoľko ďalších napätí – 9 V a 15 V – ale to nestačilo. Revízia 3 umožňuje zariadeniam komunikovať so svojimi nabíjačkami a požadovať konkrétne napätie. Môže sa pohybovať od 3,3 V až po 21 V a možno ho presne zvoliť s krokom 20 mV. Nabíjačky, ktoré to podporujú, sú označené ako „Programovateľný zdroj napájania“. Takto sa s extra teplom vysporiada nabíjačka, nie telefón (lítiové batérie nemajú rady, keď sa zahrievajú).

Najnovší štandard USB-PD Extended Power Range pridáva ďalšie pevné napätia – 28 V, 36 V a 48 V. Tým sa dosiahol nový maximálny výkon 240W (48 V pri 5 A), čo stačí aj pre silné notebooky (hoci telefóny sa už blížia k limitu 240W). K dispozícii je aj nová možnosť nastaviteľného napájacieho napätia, ktorá umožňuje zariadeniu postupne upravovať napätie v rozmedzí 15V až 48V v krokoch po 100 mV. Upozorňujeme, že z bezpečnostných dôvodov si takéto výkonné káble vyžadujú čip nazývaný „e-marker“. Tento čip signalizuje nabíjačke a telefónu (alebo notebooku, alebo čomukoľvek inému), že kábel je schopný prenášať extra výkon. Aj keď sa nám USB-C páči, nemôžeme predstierať, že je dokonalý. Naša jediná hlavná výčitka je, že hoci má toľko, toľko možností, nie všetky zariadenia a nie všetky káble podporujú všetko. Mnohé funkcie, ktoré sme spomenuli vyššie, sú voliteľné. Najhoršie na tom je, že môže byť veľmi ťažké zistiť, ktoré zariadenia a ktoré káble čo podporujú. Organizácia USB-IF sa snaží dať veci do poriadku pomocou nových štítkov, ktoré jasne uvádzajú, koľko dát a energie môže daný kábel prenášať.

Tým by sa mala vyriešiť aj naša ďalšia sťažnosť, že schéma názvov sa rozrástla do absolútneho monštra. Vedeli ste, že už neexistuje USB 3.0? To sa premenovalo na USB 3.1 Gen 1. Ale ani to už neexistuje, teraz je to USB 3.2 Gen 1. Všetko sa ešte viac skomplikovalo názvami ako USB 3.2 Gen 2×2. Uf. Našťastie to všetko nahradia oveľa prehľadnejšie označenia: USB 5 Gbps, USB 10 Gbps, USB 20 Gbps a USB 40 Gbps (a zrejme čoskoro aj USB 80 Gbps). Oveľa lepšie. Čo sa týka napájania, budú dve úrovne – USB 60W a USB 240W. Nebude existovať označenie 100W, pretože rozdiel medzi 100W káblami a 240W káblami je zrejme dostatočne malý na to, aby v čase, keď sa nové označenia dostanú do hry, už nemalo zmysel predávať 100W káble. USB-C je skvelý – používame ho na nabíjanie telefónov, notebookov, slúchadiel, holiacich strojčekov, bateriek a takmer všetkého, čo má v sebe batériu a zmestí sa do batohu. Umožnilo nám vytvoriť pohodlné pracovné miesta na našich pracovných stoloch s monitormi, klávesnicami, myšami atď., ktoré ožijú po pripojení jediného kábla. A vzhľadom na to, že najnovšie štandardy umožňujú prenášať mnohonásobne viac dát a energie ako pôvodná špecifikácia, USB-C pravdepodobne ešte neskončil svoj vývoj.

Bude niekedy existovať USB-D? Možno áno, ale nie v dohľadnej dobe. Upustí svet od káblov a prejde na bezdrôtové pripojenie? Pravdepodobne nie – nie je to efektívny spôsob nabíjania. Nie je to dobré ani pre dáta, 2,4 GHz Wi-Fi je už v bytových domoch bolestivo preťažené a 5 GHz začína byť tiež dosť preplnené, čo prinútilo Wi-Fi Alliance presunúť sa do 6 GHz pásma. V dohľadnej budúcnosti je USB-C jediným káblom, ktorý vládne všetkým.

Zdroj

Odpovedať

Vložte komentár prosím!
Zadajte svoje meno