Содержание
Самые используемые комьютерные разъемы, используемые повсеместно для передачи данных: USB, Thunderbolt, SATA и eSATA, DVI, HDMI.
USB 3.0: сущность, преимущества перед старыми USB
USB официально расшифровывается как Universal Serial Bus, или “универсальная последовательная шина”, т.е. последовательный интерфейс предназначенный для подключения бытовой технике к периферии. Кроме того, что USB помогает обмениваться информацией, также он передает электропитание на устройства.
Первый USB 1.0 был создан по нынешним меркам довольно давно, в 1995 году, участие в разработке принимали такие известные фирмы как Microsoft. Philips и Intel. Скорость, на которой работал USB 1.0 была до 1.5Мбит/с и специфицировалась как Low-Speed; напряжение питания для различных технических устройств составляло 5В с потребляемым током до 0.5А.
Чуть позже была выпущена спецификация USB 1.1 (1998г), в которой разработчики исправили ошибки и проблемы с обнаружением USB 1.0, так как стандарт USB 1.0 был сразу выпущен в массовое производство.
Наступает 2000 год и компании-разработчики выпускают новую спецификацию USB 2.0, которая отличается от предшественника USB 1.1 наличием нового скоростного режима передачи информации High-speed, и здесь скорость уже значительно выше – до 480Мбит/с. К недостаткам USB 2.0 стоит отнести то, что в максимально пропускной способности хоть и было заявлено 480Мбит/с, а на деле обеспечивалось только 50Мбит/с и меньше. Поэтому различным мобильным накопителям стало не хватать предлагаемой скорости.
Следовательно, появляется следующая спецификация USB 3.0 в 2008 году, при участии тех же знаменитых компаний-производителей. Стандарт USB 3.0 рассчитан на SuperSpeed от 5Гбит/с и до 10Гбит/с (USB 3.1). Видно, что скорость передачи информации в разы выше чем у USB 2.0. Выросла сила тока до 0.9А при тех же 5В напряжения. Стоит отметить, что USB 3.0 технически совместим с прошлым стандартом (2.0). Это означает что новое оборудование можно подключить к USB 2.0, но при этом скорость работы ограничится пропускной способностью порта. Для того чтобы пользователи не путались USB 3.0 выполнен в синем пластике, а прошлые версии – в черном или белом цветовом решении.
В 2013 году была представлена следующая спецификация USB 3.1 с увеличенной скоростью в 2раза, с 5Гбит/с (USB 3.0) до 10Гбит/с. Также пришло новое дизайнерское решение для этого стандарта, он стал более компактным и симметричным. Это позволило избавиться от самой насущной эксплуатационной проблемы прошлых стандартов: разъём USB Type-C теперь можно вставить в порт абсолютно любой стороной. Источником такого решения послужили разъемы Lightning, ранее разработанные основоположником модных тенденций в мире IT – компанией Apple.
USB Type-C практически совершенен с технической точки зрения. И на сегодняшний день его все чаще используют на современных устройствах: на смартфонах флагманской серии, ноутбуках и планшетах высокой ценовой категории. Единственна проблема Type-C – небольшая распространенность и несовместимость с прошлыми стандартами.
Thunderbolt
[stextbox id=’grey’]“Thun-thun-thunder, thunder, thunder”.[/stextbox]
Компания Intel при поддержке Apple в 2011 году разработала аппаратный интерфейс для подключения периферии к компьютеру с передачей данных на скоростях от 10 до 20 Гбит/с. В Thunderbolt сочетается PCI Express и DisplayPort в одном стакане последовательном сигнале, сохраняя напряжение на кабеле. Мощность питания по Thunderbolt выше чем на USB 3.0 – свыше 10В. Также к одному порту может быть подключена цепочка из нескольких периферийных устройств. Основной идеей было создание универсального кабеля для объединения различного оборудования, чтобы уменьшить количество кабелей для подключения.
Thunderbolt 2 был представлен миру в 2013 году с обновленным интерфейсом, хотя и остался практически идентичен Thunderbolt 1. Для подключения используются прежние разъёмы и кабели; также стандарты полностью совместимы. В Thunderbolt 2 присутствуют два независимых канала по 10Гбит/с пропускной способности, которые можно объединить в совместный логический канал, при этом скорость вырастет до 20Гбит/с.
Thunderbolt 3 появился на рынке в 2015 году, его стали использовать на устройствах с чипами Intel Skylake. И сразу стал претендентом на пост самого мощного, компактного порта с универсальной функциональностью. По сравнению с его предшественником – Thunderbolt 2, увеличилась пропускная способность в двое (с 20Гбит/с до 40Гбит/с). Это обеспечило молниеносную передачу данных, трансляцию видео и подзарядку соответствующих устройств.
Наличие интерфейса от USB Type-C повысило комфортность работы из-за своей совместимости с различными мониторами, ноутбуками, гаджетами и устройствами, которые были приобретены ранее. Учитывая способность передачи электроэнергии, стоит отметить тот факт, что она передается в двух направлениях, т.е. можно заряжать не только ноутбук, но и смартфон, подключенный к этому компьютеру.
Порт зарядки обеспечивает мощность в 100Вт, а маломощные устройства до 15Вт. Большая пропускная способность видеопотока позволяет подключить до нескольких мониторов 4К или монитор с передачей изображения в 5К. Также можно редактировать фотографии или видеофайлы с высоким разрешением. Сохранилась возможность подключения монитора с HDMI или VGA через соответствующий переходник.
Интерфейс SATA и eSATA
Последовательный интерфейс SATA предназначен для обмена данными с накопителями информации (SSD накопители, жесткие диски HDD). Он был разработан и показан в 2003 году, для замены уже устаревшего PATA (шлейф). Преимуществами новинки стало: уменьшение габаритов кабеля путем уменьшения ножек контакта до 7 с 40, более быстрая скорость передачи информации, возможность быстрой замены неактивного устройства. Такое изменение габаритов пришлось по вкусу пользователям персональных компьютеров, поскольку избавление от громоздких шлейфов PATA увеличило объём свободного места в ПК. Одновременно улучшилась вентиляция и теплообмен внутри корпуса, раскладка остальных проводов стала куда как комфортней.
Как видно, на изображении используется 7-контактный разъем для подключения шин данных, а за питание отвечает 15-контактный. Осталась возможность подключения питания через обычный Molex.
Несколько позже был создан интерфейс eSATA (2004 год) с упором на режим «горячей замены». Разъем стал более крепким, с увеличенным количеством раз подключения. Также eSATA имеет собственное питание. Увеличилась длина кабеля до 2х метров и скорость передачи файлов (по сравнению с USB 3.0). eSATA и SATA остались совместимы на сигнальном уровне, однако физическое подключение невозможно.
Digital Visual Interface, или DVI
Цифровой видеоинтерфейс DVI предназначен для передачи видеоизображения на цифровые устройства отображения, будь то ЖК-мониторы, проекторы или телевизоры. Он пришел на смену интерфейса VGA, который держался на рынке порядка 10 лет и поддерживал максимальное разрешение до 1280×1024 точек.
Время шло, диагонали устройств росли со стремительной скоростью и для приятного и сочного изображения, прежнего разрешения уже не хватало. В 1990 году была представлена новая спецификация цифровой передачи – DVI. Это позволило увеличить разрешение до 1920×1200 точек по кабелю длиной до 10 метров. Производители оставили возможность подключения VGA и HDMI через соответствующий переходник.
Разъем HDMI
Очередной заменой VGA и DVI стал интерфейс HDMI (High Definition Multimedia interface), обладающий возможностью экспорта мультимедиа в HD. По нему не только передается видео на устройства с высоким разрешением, но и объёмный звук.
В отличии от DVI разъем получился гораздо компактней по размерам. Пропускная способность составила 5-48Гбит/с, а длина возможной прокладки кабеля HDMI увеличилась до 30 метров без применения повторителей. С 2002 года и по 2017 вышло множество спецификаций HDMI, но лишь на последней версии стала возможна поддержка максимальной частоты обновления экрана 120Hz и разрешения в 10К, передача звука самого высокого качества.
IEEE 1394, или FireWire
В 1992 году компания Apple принялась разрабатывать высокоскоростную последовательную шину для обмена информацией и файлами между компьютером и другими устройствами. Microsoft также занималась разработкой подобной технологии и в 1995 году изобрела IEEE 1394. Считалось что этот стандарт станет заменой SATA, поскольку он обладал большой скоростью передачи данных и был дешевым в производстве, но из-за лицензионной политики Apple этим идеям не суждено было сбыться.
FireWire, а изначально IEEE 1394, предназначался для передачи видеопотоков, но из-за большой пропускной способности был также использован для подключения жестких дисков и устройств для обработки мультимедиа. Скорость передачи достигала 400Мбит/с при длине кабеля до 5 метров.
Кабель небольших размеров позволил избавиться от множества других громоздких проводов. В нем поддерживается режим «Hot-plug» для переконфигурирования шины без надобности выключения ПК. Благодаря его архитектуре отпадает необходимость в установке специального программного обеспечения. Шина совместима не только с мультимедиа устройствами, компьютерами и HDD дисками, но и цифровым оборудованием, сканерами и принтерами.
