USB je Univerzální Sériová Sběrnice (Universal Serial Bus). Cílem USB je vytlačit (nahradit) zastaralé komunikační porty jako je sériový port, paralelní port, PS/2, Gameport a sloužit jako univerzální připojení pro počítačové periferie jako je počítačová myš, klávesnice, externí úložiště, tiskárna, skener, fotoaparát, kamera, čtečka paměťových karet, mp3 přehrávač, externí optická mechanika, joystick, modem. Primárním významem USB je nahradit port RS-232, a má proto všechny předpoklady (větší šířka pásma, rozsáhlá škála průchodnosti dat, vyšší mechanická odolnost, vyšší spolehlivost).
Výhodou USB je připojení periferie bez nutnosti restartovat počítač.
USB a napájení periferie
Další výhodou USB je schopnost napájení připojení periferie. Standardně poskytuje USB napájecí proud až do 100 mA, lze však požádat o proud až do 500 mA. Pokud jsou napájecí vodiče sběrnice vyvedeny přímo ze zdroje PC (u osobních počítačů), lze odebírat mnohem vyšší proud. Takto se může stát, že připojený např. externí pevný disk u jednoho počítače na USB pracuje, u druhého (kde není vyveden vodič USB ze zdroje PC) takový disk nepracuje. Dále se může stát, že pokud je na sběrnici USB připojeno více spotřebičů (např. 2-3 externí disky) s požadavkem na napájení prostřednictvím USB, některé disky nepojedou.
Provedení USB
Technické provedení USB je jednoduché. USB konektor obsahuje dva kroucené datové vodiče DATA+ a DATA-. Dále vodič VCC 5V a GND. Celý kabel je stíněný hliníkovou folií.
USB 1.1
Vznik v letech 1997 - 1998.
Existují dva módy:
- Low-Speed: přenosová rychlost až 1,5 Mbit/s = 187 KB/s = 0,18 MB/s. Při této rychlosti zkopírujete 600 MB dat za 55 minut.
- High-Speed: přenosová rychlost až 12 Mbit/s = 1,5 MB/s. Při této rychlosti zkopírujete 600 MB dat za 6 minut. Pro přenos např. 10 GB dat je to stále nedostatečné = 111 minut.
- USB1.0 barva bílá - rychlost až 5Mbps.
- USB1.1 barva bílá - rychlost až 12Mbps.
USB 2.0
-Vznik v letech 1998 - 1999.
Existují dva módy:
- Zpětná kompatibilita s USB 1.1.
- High-Speed: přenosová rychlost až 480 Mbit/s = 60 MB/s. Při této rychlosti zkopírujete 600 MB dat za 10 sekund. 10 GB dat přenesete za 2 minuty. Bohužel tuto rychlost většinou škrtí svým výkonem starší disky (5200 otáček), jejichž čtení se pohybuje 20 - 50 MB/s a zápis mezi 10 - 40 MB/s. Nyní například kopírují velký balík dat z externího disku Seagate Portable drive 512 GB na pevný disk Seagate ST320LT020. Rychlost kopírování je mezi 13 - 20 MB/s právě díky přiškrcenému zápisu a možná i přiškrcenému čtení. USB v tomto případě odvádí skvělou práci, ale technologie obou disků na to není připravena.
- USB2.0 barva černá - rychlost až 480Mbps.
USB 3.0
- vznik v letech 2010 - 2011.
- zpětná kombatibilita s USB 2.0.
- nižší spotřeba energie (Power management). Doufám, že se nebude projevovat vypínáním periferií...
- přenosová rychlost až 5 Gbit/s = 625 MB/s. Je tedy desetkrát vyšší než u předchozí verze USB. Při této rychlosti zkopírujete 600 MB dat do jediné sekundy. 10 GB dat za 16 sekund. V praxi to pochopitelně bude jiné. Rychlost bude bržděna výkonem disků (paměťového média) a také sběrnicí SATA 1 a SATA 2 (pouze do 1,5 Gbit/s). Optimální kombinace je tedy disk na SATA 3 (do 6 Gbit/s) a USB 3. Potom budou data slušně frčet a budou bržděna pouze rychlostí úložného média. Vychází mi, že optimálním úložištěm pro svižnou práci jsou SSD disky, které umožňují čtení i zápis kolem 500 MB/s. Tedy ještě budou brzdit, ale už ne tolik.
- USB3.0 barva modrá - rychlost až 5Gbps.
USB 3.1
- vznik v letech 2012 - 2013.
- zpětná kompatibilita s verzí USB 3.0 a také s USB 2.0.
- přenosová rychlost až 10 Gb/s = 1,25 GB/s. 600 MB přenesete za méně jak sekundu. 10 GB přenesete do deseti sekund. Tady budou brzdy - rychlost disku a sběrnice SATA. Bude to chtít SATA 4 a nějaký super SSD disk, který dokáže USB 3.1 krmit daty dostatečně rychle.
- nový konektor typu C, který je tenčí, menší, podobný micro USB a lze jej otočit shora dolů, stále půjde zasunout. Už žádné zkoumání, jak má být správně otočen konektor.
- USB3.1 modro-zelená- rychlost až 10Gbps.
USB 3.2
- vznik září 2017.
- zachovává USB 3.1 a přidává dva nové SuperSpeed+ módy na USB-C (10 a 20 Gbps).
- USB3.2 - rychlost až 20Gbps = USB-C.
USB 4.0
- USB4.0 - rychlost až 40Gbps = USB-C.
- schopnost dodat el. energii až 100 W.
Omezení USB
- maximální garantovaná funkčnost je na kabelu o délce 5 m. Kabel obsahuje 4 vodiče. Dva pro přenos dat a dva pro napájení.
- celkem je na USB možno připojit až 127 zařízení. Je to však hypotetická záležitost a počítejme s omezením rychlosti přenosu a omezené možnosti napájení po USB kabelu.
- problém amatérských vývojářů, které velké korporace šikovně znevýhodnily. Aby mohl vývojář vyvinout zařízení pro USB a prodávat ho na trhu, musí získat od organizace USB oficiálně přidělené vendorID (interní číslo dodavatele). Zařízení je možno dodávat na trh jen s platným VID. Což nejspíš nebude zadarmo, že :-).
- opět problém pro vývojáře. Na komunikaci po USB potřebuje převodník nebo softwarovou knihovnu. Pro zprovoznění jednoduché komunikace je potřeba mít knihovny na obou stranách.
Zajímavosti USB
- pro starší počítače existuje adaptér s USB 3.0, který funguje např. přes ExpressCard slot a umožňuje tedy využívat výhody tohoto moderního způsobu komunikace s periferiemi.
- na běžných pevných discích lze s USB 3.0 dosáhnout nárůstu výkonu až o 50 - 60 % oproti původnímu USB 2.0. Tj. běžná přenosová rychlost naroste z nějakých 30 na 40 MB/s. U lepších pevných mechanických disků lze dosáhnout přenosové rychlosti až 80 MB/s.
- na USB 3.0 se zlepší také přenosový výkon disků pro USB 2.0, a to výrazně.
Zdroj:názor a zkušenosti autora
http://cs.wikipedia.org/wiki/Universal_Serial_Bus
http://www.blogovnik.cz/clanky.php?stavmenu=hardware_recenze&clanek=201304192032&kategorie=hardware_recenze&nolimit=yes
http://technet.idnes.cz/vyzkouseli-jsme-superrychle-usb-3-0-uzijete-ho-i-na-starem-notebooku-11c-/hardware.aspx?c=A100302_135540_hardware_kuz
http://www.zive.cz/bleskovky/novy-typ-usb-bude-tenci-a-konecne-pujde-zasunout-na-obe-strany/sc-4-a-171605/default.aspx
http://pctuning.tyden.cz/hardware/disky-cd-dvd-br/26958-test-zvysi-se-rychlost-usb-2-0-disku-v-usb-3-0-portu?start=5
http://cs.wikipedia.org/wiki/SATA
http://www.alza.cz/kingston-ssdnow-v300-120gb-d368937.htm
http://www.alza.cz/pevne-disky/externi/18843102.htm
https://www.rychlepc.cz/l/jak-se-znaci-usb/
