رتبه‌بندی ۸ نسل USB: از ارتقاء بی‌فایده تا تغییردهنده بازی

چهار نسل اصلی USB وجود دارد که از USB ۱.۰ تا آخرین نسخه یعنی USB4 را شامل می‌شود. در هر نسل، پیاده‌سازی‌های مختلف معمولاً مشخصات بهتر، سرعت‌های بالاتر، اتصال بهتر و غیره را ارائه می‌دهند تا زمانی که پرش نسلی کامل بعدی اتفاق بیفتد.

مشکل اینجاست که نیمی از مواقع، ارتقاء USB ارزشش را نداشت. انجمن پیاده‌سازان USB (USB-IF) یک رده USB با سرعت 5Gbps را سه بار تغییر نام داد… فقط برای اینکه ما را هوشیار نگه دارد. این ممکن است ما را کمی به جلو حرکت داده باشد و اندکی به سمت ارتقاء بعدی سوق داده باشد، اما برای اکثر مردم، این فقط مجموعه‌ای از اعداد جدید روی یک برگه مشخصات بود.

USB 3.2 Gen 2×2 — 20 Gbps (2017)

حل مشکلاتی که هیچ‌کس نداشت

USB ۳.۲ Gen ۲×۲ با نام هوشمندانه‌اش، نمونه بارزی از نام‌گذاری‌های کاملاً غیرقابل درک USB است. اما این همچنین یک ارتقاء نسبتاً بی‌معنی بود.

Gen ۲×۲ به یک پورت USB-C در هر دو انتها و پشتیبانی از اجرای همزمان دو لاین ۱۰ Gbps نیاز داشت و تقریباً هیچ دستگاهی با این ترکیب عرضه نشد. تعداد انگشت‌شماری از محفظه‌های NVMe خارجی و چند چیپ‌ست مادربرد از آن پشتیبانی می‌کردند که بیشتر آن‌ها با کابل‌هایی جفت شده بودند که فروشگاه‌ها حتی نمی‌توانستند با برچسب صحیح به شما بفروشند.

و بعد چه؟ دو سال بعد، USB4 با همان حداقل سرعت پایه 20Gbps عرضه شد، اما روی سخت‌افزاری که همه از آن استفاده می‌کنند. Gen ۲×۲ بیشتر یک نقطه در برگه مشخصات بود تا هر چیز دیگری.

USB 1.0 — 1.5/12 Mbps (1996)

از نظر فنی اولین، اما عملاً غیرقابل استفاده

شاید از خود بپرسید چرا اولین نسل USB در این لیست قرار دارد. بالاخره، این نسل بود که توپ USB را به حرکت درآورد. اما در سال ۱۹۹۶، USB ۱.۰ شروع خوشایندی برای گذرگاه سریال جهانی نبود، زیرا با مشکلات قابلیت اطمینان در مورد مدیریت هاب‌ها راه‌اندازی شد و چیپ‌ست‌های لازم برای پشتیبانی صحیح از آن تا اواخر همان سال به طور گسترده در دسترس نبودند.

علاوه بر این، با توجه به اینکه در آن زمان کاملاً جدید بود، استقبال مصرف‌کنندگان کند و دشوار بود و طیف بسیار محدودی از دستگاه‌ها وجود داشتند که واقعاً می‌توانستند از این فناوری استفاده کنند.

ویندوز هم کمک چندانی نکرد. این سیستم‌عامل تا آگوست ۱۹۹۷، حدود ۱۸ ماه پس از راه‌اندازی، از USB ۱.۰ پشتیبانی نمی‌کرد که این امر مانع از پذیرش جهانی آن شد. سپس، پیاده‌سازی درایورهای USB ۱.۰ توسط ویندوز به طور مشهوری باعث شد که دموی ویندوز ۹۸ مایکروسافت روی صحنه به طور زنده از کار بیفتد، زمانی که بیل گیتس یک اسکنر USB را متصل کرد.

USB 1.1 — 12 Mbps (1998)

مشخصات اصلی را ارزشمند کرد

تا سال ۱۹۹۸ و عرضه USB ۱.۱ بود که مردم واقعاً شروع به استفاده از USB روی کامپیوترهای خانگی و سایر دستگاه‌های خود کردند.

بیشتر اوقات، «نسخه‌های نقطه‌ای» توجه زیادی را به خود جلب نمی‌کنند. اما USB ۱.۱ تعداد زیادی از باگ‌های موجود در USB ۱.۰ را برطرف کرد، حداکثر سرعت USB ۱.۱ را روی ۱۲Mbps ثابت کرد و به طور کلی مشکلاتی را که دو سال قبل از آن راه‌اندازی USB ۱.۰ را با مشکل مواجه کرده بود، هموار کرد.

تفاوت بزرگ دیگر برای USB ۱.۱ اپل بود. این شرکت Apple iMac G3 را بدون هیچ کانکتور قدیمی (مانند سریال، پارالل، ADB و غیره) عرضه کرد و کاملاً به سمت USB رفت. با پشتیبانی MacOS ۸.۱ و ویندوز ۹۸ از USB ۱.۱، سازندگان لوازم جانبی به طور کامل این فناوری را پذیرفتند و به جای اینکه پورت را اختیاری بدانند، شروع به ساخت ماوس، کیبورد و پرینترهای USB کردند.

USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2 — 10 Gbps (2013)

نام‌گذاری در این یکی از کنترل خارج شد

این یکی از جهات بسیاری عجیب بود، یک ترکیب واقعی. از یک طرف، USB-IF کارهای زیادی را درست انجام داد. دو برابر کردن سرعت از 5Gbps به 10Gbps برای طیف وسیعی از کاربردها مفید بود و برخی از محدودیت‌های USB ۳.۰ را برطرف کرد. به عنوان مثال، USB ۳.۰ توسط کدگذاری 8b/10b (5Gbps “Superspeed”) محدود شده بود، که USB ۳.۱ Gen ۲/USB ۳.۲ Gen آن را به شدت به کدگذاری 128b/132b (10Gbps “Superspeed+”) افزایش داد.

اساساً، این امکان را فراهم کرد که یک بلوک بزرگ داده به یکباره ارسال شود، در حالی که سربار سیگنال را کاهش می‌دهد و توان عملیاتی را به شدت افزایش می‌دهد.

اما این همچنین نسلی است که USB-IF در آن با طرح‌های نام‌گذاری کمی زیاده‌روی کرد. این انجمن نام ۳.۰ را به “USB ۳.۱ Gen ۱” در همان مشخصاتی که “USB ۳.۱ Gen ۲” را معرفی کرد، تغییر داد، بنابراین دو سرعت انتقال مختلف اکنون نامی مشترک داشتند که تنها با یک رقم در انتها متفاوت بود. علاوه بر این سردرگمی، این نسل USB بود که USB-C راه‌اندازی شد و با اجرای سرعت‌های ۳.۰/۵ Gbps به جای رده سریع‌تری که شهرت این کانکتور القا می‌کرد، مسائل را پیچیده‌تر کرد.

USB4 Version ۲.۰ — ۸۰ Gbps (مشخصات ۲۰۲۲، محصولات اصلی ۲۰۲۵-۲۶)

اگر می‌توانستیم از آن استفاده کنیم، رتبه بالاتری می‌گرفت

روی کاغذ، USB4 v2 فوق‌العاده است. ۸۰ گیگابیت بر ثانیه متقارن، یا ۱۲۰ گیگابیت بر ثانیه نامتقارن برای راه‌اندازی نمایشگرهای با وضوح بالا، به علاوه تونل‌زنی PCIe ۴.۰ و DisplayPort ۲.۱ و Power Delivery تا ۲۴۰ وات. همچنین سیگنالینگ PAM-۳ را به جای کدگذاری قدیمی NRZ معرفی می‌کند که داده‌های بیشتری را در همان مواد کابل جای می‌دهد. این بزرگترین جهش از زمان خود USB4 است.

در عمل، کابل‌های ۸۰ گیگابیت بر ثانیه و کنترلرهای میزبان تایید شده تنها در سال‌های ۲۰۲۵ و ۲۰۲۶ به محصولات واقعی رسیدند، که بخش بزرگی از دلیل این است که آخرین تلاش USB-IF برای برچسب‌گذاری، شماره‌های نسخه را به طور کامل به نفع نام تجاری ساده “USB 80Gbps” کنار می‌گذارد، که باید گفت، درک آن بسیار آسان‌تر است. چرا از ابتدا با برچسب‌های گیج‌کننده سر و کله بزنیم؟!

اما در حال حاضر، پیاده‌سازی USB4 v2 یک آشفتگی است و با Thunderbolt ۵ رقابت می‌کند که مسلماً استاندارد بهتری است.

این استاندارد بر همان پایه USB4 نسخه ۲.۰ ساخته شده است و به همان سرعت دو طرفه ۸۰ گیگابیت بر ثانیه یا ۱۲۰ گیگابیت بر ثانیه در حالت تقویتی برای راه‌اندازی نمایشگرها می‌رسد. تفاوت در این است که اینتل هر ویژگی را که USB4 v2.۰ اختیاری می‌گذارد، الزامی می‌کند: ۸۰ گیگابیت بر ثانیه کامل، DisplayPort ۲.۱ و تونل‌زنی PCIe همگی برای کسب نشان Thunderbolt ۵ مورد نیاز هستند، در حالی که یک پورت “USB4 80Gbps” می‌تواند به طور قانونی بدون هیچ یک از آنها عرضه شود و همچنان این نام را یدک بکشد.

بخش دیگری از معادله این است که پورت‌ها یکسان هستند. این بدان معناست که دو کانکتور USB-C می‌توانند در کنار یکدیگر روی همان لپ‌تاپ قرار بگیرند، هر دو با برچسب ۸۰ گیگابیت بر ثانیه، و عملکردی کاملاً متفاوت داشته باشند، که برای افرادی که فقط می‌خواهند وصل کنند و کار کنند، ایده‌آل نیست.

USB 3.0 / 3.1 Gen 1 / 3.2 Gen 1 — 5 Gbps (2008)

سرعت واقعی، کانکتور اشتباه

یک جهش ۱۰ برابری واقعی نسبت به USB ۲.۰، با نام تجاری SuperSpeed، و هنوز هم معیار عملی است که اکثر درایوهای خارجی امروزی هدف قرار می‌دهند. این استاندارد پین‌های اضافی را به کانکتور USB-A اضافه کرد، برق باس را به ۹۰۰ میلی‌آمپر افزایش داد تا هارد دیسک‌های خارجی بتوانند بالاخره بدون آداپتور برق جداگانه کار کنند، و کدگذاری رنگی آبی مخصوص به خود را دریافت کرد تا مردم بتوانند آن را در یک نگاه از پورت‌های USB ۲.۰ تشخیص دهند.

من هنوز لذت اینکه بالاخره توانستم آداپتور برق درایو خارجی‌ام یا یک کابل تقسیم برق USB اضافی را کنار بگذارم، به یاد دارم.

بنابراین، از این نظر، یک ارتقاء عالی بود. پشتیبانی از USB ۳.۰ / ۳.۱ Gen ۱ / ۳.۲ Gen ۱ مدتی طول کشید تا عرضه شود. مادربردها و لپ‌تاپ‌ها نیز تا حدود سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۱ کنترلرهای ۳.۰ بومی را به طور گسترده به کار نگرفتند، بنابراین این سرعت بسیار قبل از اینکه اکثر مردم راهی عملی برای استفاده از آن داشته باشند، وجود داشت.

باید گفت که این بزرگترین مشکل نیست، اما شکاف بین «سرعت وجود دارد» و «سرعت با یک کانکتور و چیپ‌ست ارزشمند روبرو می‌شود» بیشتر دلیل این است که این نسل در نگاه به گذشته به جای تحول‌آفرین بودن، آشفته بود، حتی اگر جهش اساسی در مشخصات به خوبی مورد استقبال قرار گرفت.

USB4 — 40 Gbps (2019)

یک ارتقاء واقعی برای تمام دوران

USB4 یک ارتقاء عظیم بود. این استاندارد که مستقیماً بر روی پروتکل Thunderbolt ۳ ساخته شده است، که اینتل آن را به صورت رایگان به USB-IF واگذار کرد، USB-C را الزامی می‌کند و یک معماری تونل‌زنی اضافه می‌کند که داده‌های USB، ویدیوی DisplayPort و ترافیک PCIe را به یکباره از طریق یک پورت حمل می‌کند. این همان چیزی است که اجرای GPUهای خارجی و دو نمایشگر با وضوح بالا را از یک پورت ممکن می‌سازد.

با این حال، مانند همه چیزهای مربوط به USB، به این سادگی نیست. روی کاغذ، USB4 استثنایی است. اما با بررسی دقیق‌تر، شکاف‌های کوچکی وجود دارد.

به عنوان مثال، تونل‌زنی PCIe اختیاری است، به این معنی که وقتی یک کابل USB4 می‌خرید یا به یک پورت USB4 متصل می‌شوید، همیشه آنچه را که فکر می‌کنید به دست نمی‌آورید. این در واقع بخشی از چیزی است که Thunderbolt ۴ را وادار کرد تا مشخص کند که تونل‌زنی PCIe باید وجود داشته باشد؛ این مانند یک زیرمجموعه تایید شده سخت‌گیرانه‌تر از USB4 با مشخصات انتقال داده اجباری و سایر حداقل‌های استاندارد، از جمله تونل‌زنی PCIe است.

USB 2.0 — 480 Mbps (2000)

نسل USB که همه چیز را تغییر داد

در این لیست فقط یک «برنده» می‌تواند وجود داشته باشد و آن نسل USB است که به طور موثر تمام دنیای لوازم جانبی خارجی را که اکثر مردم می‌شناسند، ایجاد کرد: فلش مموری‌ها، هارد دیسک‌های خارجی، وب‌کم‌ها، اسکنرها، پرینترها، دوربین‌ها، شارژرها و تقریباً هر چیز دیگری که به ذهنتان می‌رسد.

USB ۲.۰ افزایش سرعت عظیمی را نسبت به USB ۱.۰/۱.۱ به ارمغان آورد. افزایش سرعت ۴۰ برابری از 12Mbps به 480Mbps در عرض دو سال (از USB ۱.۱) حیرت‌آور بود و واقعاً تعاملات ما با سخت‌افزارهای دیگر را تغییر داد. در حالی که 480Mbps در مقایسه با حداکثر سرعت نامتقارن نظری USB4 v2 یعنی 120Gbps زیاد به نظر نمی‌رسد، در آن زمان کافی بود.

این نسل همچنین دارای ویژگی‌های اضافی بسیار جالبی بود، که باز هم، با توجه به اینکه USB ۱.۰/۱.۱ چقدر ابتدایی بودند، از نظر پیشرفت نسلی شگفت‌انگیز به نظر می‌رسید.

واقعاً کمی کردن تغییرات USB ۲.۰ دشوار است. یک مثال بارز، پخش‌کننده‌های MP3 است. این دستگاه‌ها قبل از USB ۲.۰ وجود داشتند، اما افزایش ناگهانی و عظیم سرعت انتقال داده، هم برای حافظه داخلی و هم برای انتقال داده، به این معنی بود که پخش‌کننده‌های MP3 ناگهان همه جا بودند (و همه ناگهان با Limewire و تورنت آشنا شدند).

مثال‌های فراوان دیگری نیز وجود دارد. دوربین‌های دیجیتال و دوربین‌های فیلمبرداری، پرینترها، اسکنرها، وب‌کم‌ها، رابط‌های صوتی و موارد دیگر همگی از پورت‌های سریال و پارالل قدیمی (یا FireWire، مانند آی‌پادهای اولیه) فاصله گرفتند و به USB ۲.۰ روی آوردند.

USB-C هنوز در صدر اخبار است، اما این نسل USB است که کار را انجام می‌دهد

USB-C و USB4 در حال حاضر در صدر اخبار قرار دارند و منصفانه هم هست. اما ۲.۰ نسلی است که USB را به پاسخ پیش‌فرض برای «چگونه این را وصل کنم» تبدیل کرد، و هنوز هم امروزه روی کیبوردها، ماوس‌ها و سایر لوازم جانبی با پهنای باند کم عرضه می‌شود، دقیقاً به این دلیل که دلیلی برای پرداخت هزینه برای یک کنترلر سریع‌تر که هیچ‌کس به آن نیاز ندارد، وجود ندارد.

آنچه واضح است این است که USB همیشه مربوط به عدد روی جعبه نیست. حتی برخی از این ارتقاءهای نه‌چندان چشمگیر نیز ویژگی‌های مفید جدیدی را شامل می‌شدند. این همچنین نشان می‌دهد که USB به طور کلی یک مکان گیج‌کننده است. و هیچ نمونه‌ای بهتر از USB4 v2 و Thunderbolt ۵ برای این موضوع وجود ندارد!

منبع: این مطلب یک بومیسازی و بازنویسی تحریریهای بر اساس مقالهای از MakeUseOf نوشته Gavin Phillips است: مشاهده مقاله اصلی.