USB Type-C và Thunderbolt 3: Một cổng để kết nối tất cả

Nhìn xung quanh ngôi nhà của bạn và rất có thể bạn có ít nhất một vài thiết bị sử dụng Universal serial Bus. Trung bình, khoảng 3 tỷ cổng USB được xuất xưởng mỗi năm, khiến nó trở thành loại kết nối ngoại vi thành công nhất trên thế giới.

Trên thực tế, các nhà sản xuất thiết bị rất tin tưởng vào tiêu chuẩn USB-C mới mà Intel công bố năm ngoái rằng Thunderbolt 3, từng được cho là thay thế USB, sẽ sử dụng cùng loại cổng với USB-C. Điều này có nghĩa là mọi cổng Thunderbolt 3 cũng sẽ hoạt động như một cổng USB-C và mỗi cáp Thunderbolt 3 sẽ hoạt động như một cáp USB-C.

Trước khi bạn có thể đánh giá đầy đủ về bước nhảy vọt cả USB Type-C và Thunderbolt 3, hãy làm quen với Type-A, Type-B và các phiên bản khác nhau của tiêu chuẩn Thunderbolt.

Sấm sét

Trước Thunderbolt 3, Thunderbolt 2 và Thunderbolt ban đầu đã chia sẻ cùng loại cáp và cổng (cùng loại cổng với Mini DisplayPort của Apple) và có tốc độ truyền dữ liệu hàng đầu lần lượt là 20Gbps và 10Gbps. Với các tiêu chuẩn Thunderbolt cũ hơn này, cáp đã hoạt động, có nghĩa là chính cáp là thiết bị cần nguồn điện để hoạt động (đó là lý do tại sao hầu hết các thiết bị Thunderbolt 1 hoặc 2 sẽ cần nguồn điện bên ngoài để hoạt động.) Điều này khiến Thunderbolt rất nhiều giải pháp đắt tiền hơn, vì bản thân cáp đắt hơn khoảng 10 lần so với cáp USB có cùng chiều dài.

Bản sửa đổi Thunderbolt

Sửa đổi	Năm phát hành	Bộ siêu	Tốc độ tối đa	Kiểu cổng
Sấm sét	2011	Cổng hiển thị nhỏ	10Gb / giây	Cổng hiển thị nhỏ
Sấm sét 2	2013	Sấm sét	20Gb / giây	Cổng hiển thị nhỏ
Sấm sét 3	2015	Thunderbolt 2 (yêu cầu bộ chuyển đổi, ) DisplayPort, PCIe thế hệ thứ 3, USB 3.1	40Gbps (cáp ngắn hoặc hoạt động) 20Gbps (cáp dài, thụ động, )	USB-C

Đây là cách Thunderbolt 3 khác với những người tiền nhiệm của nó:

Loại kết nối Mini DisplayPort đã bị loại bỏ theo kiểu kết nối USB-C.
Tất cả các cáp Thunderbolt 3 sẽ hoạt động như cáp USB-C.
Tất cả các cáp USB-C sẽ hoạt động như cáp Thunderbolt 3 miễn là chúng là cáp chất lượng tốt.
Thunderbolt 3 có tốc độ truyền dữ liệu hàng đầu là 40Gbps miễn là cáp dài 0, 5m (1, 6 ft) hoặc ngắn hơn.
Đối với cáp 1m (3, 2 ft.) Hoặc dài hơn, Thunderbolt 3 hỗ trợ các cáp thụ động (rẻ hơn) có tốc độ tối đa 20Gbps và cáp hoạt động (đắt hơn) giữ tốc độ 40Gbps.
Thunderbolt 3 tương thích ngược với các phiên bản trước của Thunderbolt, nhưng do loại cổng mới, các bộ điều hợp bắt buộc phải sử dụng các thiết bị Thunderbolt cũ.
Bất kỳ thiết bị USB-C nào (như Google Pixel) được cắm vào cổng Thunderbolt 3 sẽ hoạt động bình thường.
Do các thiết bị Thunderbolt 3 sử dụng chip Thunderbolt rời rạc để hoạt động, chúng sẽ không hoạt động nếu được cắm vào cổng USB-C.

Tất cả các phiên bản của Thunderbolt cho phép kết nối tối đa sáu thiết bị với một máy chủ và ngoài dữ liệu, cũng có thể mang tín hiệu video và âm thanh Hi-Def.

USB

Trong thế giới USB, mọi thứ phức tạp hơn một chút vì đã có nhiều phiên bản và loại hơn Thunderbolt. Nói chung, các phiên bản đề cập đến tốc độ và chức năng của cáp USB, trong khi loại USB đề cập đến hình dạng vật lý và hệ thống dây điện của các cổng và phích cắm. Hãy bắt đầu với loại USB.

USB loại A

Còn được gọi là USB Standard-A, USB Type-A là thiết kế ban đầu cho chuẩn USB và sử dụng hình chữ nhật phẳng.

Trên cáp USB thông thường, đầu nối Loại A, còn gọi là đầu nối A-male, là đầu cuối đi vào máy chủ, chẳng hạn như máy tính. Và trên một máy chủ, cổng USB (hoặc ổ cắm) nơi chèn Loại A-male, được gọi là cổng A-male. Các cổng loại A chủ yếu nằm trong các thiết bị chủ, bao gồm máy tính để bàn, máy tính xách tay, máy chơi game, trình phát phương tiện, v.v. Có rất ít thiết bị ngoại vi sử dụng cổng Loại A.

Các phiên bản USB khác nhau bao gồm USB 1.1, USB 2.0 và USB 3.0 (nhiều hơn về các phiên bản khác nhau bên dưới) hiện có chung thiết kế USB Type-A. Điều đó có nghĩa là trình kết nối Loại A luôn tương thích với sự kiện cổng Loại A nếu thiết bị và máy chủ sử dụng các phiên bản USB khác nhau. Ví dụ, ổ cứng ngoài USB 3.0 cũng hoạt động với cổng USB 2.0 và ngược lại.

Tương tự, các thiết bị nhỏ như chuột, bàn phím hoặc bộ điều hợp mạng có cáp USB có dây cứng luôn sử dụng đầu nối Loại A. Điều đó cũng đúng với các tiện ích không có dây cáp, chẳng hạn như ổ ngón tay cái.

Các đầu nối và cổng của USB 3.0 có nhiều chân hơn USB 2.0. Điều này là để cung cấp tốc độ nhanh hơn và sản lượng điện cao hơn. Tuy nhiên, các chân này được tổ chức theo cách không ngăn chúng hoạt động thể chất với phiên bản cũ hơn.

Cũng lưu ý rằng có các phích cắm và đầu nối loại A nhỏ hơn, bao gồm Mini Type-A và Micro Type-A, nhưng có rất ít thiết bị sử dụng các thiết kế này.

USB loại B

Thông thường, đầu nối Type-B là đầu kia của cáp USB tiêu chuẩn cắm vào thiết bị ngoại vi (như máy in, điện thoại hoặc ổ cứng ngoài). Nó còn được gọi là Type B-male. Trên thiết bị ngoại vi, cổng USB được gọi là Loại B-cái.

Do các thiết bị ngoại vi thay đổi rất nhiều về hình dạng và kích thước, đầu nối Type-B và cổng tương ứng của nó cũng có nhiều kiểu dáng khác nhau. Cho đến nay, đã có năm thiết kế phổ biến cho phích cắm và đầu nối của USB Type-B. Và vì đầu loại A của cáp USB vẫn giữ nguyên, nên đầu loại B được sử dụng để xác định tên của chính cáp. (Wikipedia có một ma trận giao phối kết nối USB tuyệt vời mà bạn có thể tham khảo.)

Tiêu chuẩn ban đầu (Standard-B) : Thiết kế này lần đầu tiên được tạo cho USB 1.1 và cũng được sử dụng trong USB 2.0. Phần lớn là để kết nối các thiết bị ngoại vi lớn, như máy in hoặc máy quét với máy tính.

Mini-USB (hoặc Mini-B USB) : Nhỏ hơn đáng kể, các cổng Mini-USB Type-B được tìm thấy trong các thiết bị cầm tay cũ, như máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại và ổ đĩa di động cũ. Thiết kế này bây giờ gần với lỗi thời.

Micro-USB (hoặc Micro-B USB) : Nhỏ hơn một chút so với Mini-USB, cổng Micro-USB Type-B hiện đang được thay thế bởi USB-C làm cổng sạc và dữ liệu cho điện thoại và máy tính bảng mới nhất.

Micro-USB 3.0 (hoặc Micro-B USB 3.0) : Đây là thiết kế rộng nhất và chủ yếu được sử dụng cho các ổ đĩa di động USB 3.0. Hầu hết thời gian, đầu loại A của cáp có màu xanh.

Standard-B USB 3.0 : Thiết kế này rất giống với Standard-B, tuy nhiên, nó được thiết kế để xử lý tốc độ USB 3.0. Hầu hết thời gian, cả hai đầu của cáp có màu xanh.

Lưu ý rằng cũng có một đầu cắm và đầu nối USB 3.0 Powered-B khác, ít phổ biến hơn. Thiết kế này có hai chân bổ sung để cung cấp thêm năng lượng cho thiết bị ngoại vi. Ngoài ra, có một cổng Micro Type-AB tương đối hiếm, cho phép thiết bị hoạt động như một máy chủ hoặc thiết bị ngoại vi.

USB độc quyền

Không phải tất cả các thiết bị đều sử dụng cáp USB tiêu chuẩn được đề cập ở trên. Thay vào đó, một số trong số họ sử dụng một thiết kế độc quyền ở vị trí của phích cắm và đầu nối Type-B. Các ví dụ nổi tiếng nhất của các thiết bị này là iPhone và iPad, trong đó một đầu nối 30 chân hoặc Lightning diễn ra ở đầu Type-B. Tuy nhiên, đầu loại A vẫn là kích thước tiêu chuẩn.

Phiên bản USB

	Tốc độ tối đa	Công suất tối đa	Hướng điện	Cấu hình cáp	khả dụng
USB 1.1	12Mb / giây	Không có	Không có	Loại A đến Loại B	1998
USB 2.0	480Mb / giây	5V, 1.8A	Lưu trữ đến ngoại vi	Loại A đến Loại B	2000
USB 3.0 / USB 3.1 gen 1	5Gb / giây	5V, 1.8A	Lưu trữ đến ngoại vi	Loại A đến Loại B	2008
USB 3.1 / USB 3.1 gen 2	10Gb / giây	20V, 5A	Bi-directional / Host to ngoại vi (tương thích)	Cả hai đầu loại C, hướng cắm có thể đảo ngược / Loại A đến Loại-C (tương thích)	2013

Phiên bản USB

USB 1.1: Được phát hành vào tháng 8 năm 1998, đây là phiên bản USB đầu tiên được sử dụng rộng rãi (phiên bản gốc 1.0 không bao giờ được đưa vào sản phẩm tiêu dùng). Nó có tốc độ tối đa 12Mb / giây (mặc dù trong nhiều trường hợp chỉ thực hiện ở tốc độ 1, 2Mb / giây). Nó phần lớn đã lỗi thời.

USB 2.0: Được phát hành vào tháng 4 năm 2000, nó có tốc độ tối đa 480Mbps ở chế độ Tốc độ cao hoặc 12Mbps ở chế độ Tốc độ đầy đủ. Nó hiện có nguồn điện tối đa là 5V, 1.8A và tương thích ngược với USB 1.1.

USB 3.0: Được phát hành vào tháng 11 năm 2008, USB 3.0 có tốc độ tối đa 5Gbps ở chế độ SuperSpeed. Cổng USB 3.0 - và đầu nối của nó - thường có màu xanh lam. USB 3.0 tương thích ngược với USB 2.0 và cổng của nó có thể cung cấp năng lượng lên tới 5V, 1.8A. Điều này đôi khi được coi là USB 3.1 Gen 1.

USB 3.1 (đôi khi được coi là USB 3.1 Gen 2.): Được phát hành vào ngày 26 tháng 7 năm 2013, USB 3.1 tăng gấp đôi tốc độ của USB 3.0 lên 10Gbps (hiện được gọi là SuperSpeed + hoặc SuperSpeed USB 10 Gbps), làm cho nó nhanh như Thunderbolt ban đầu Tiêu chuẩn. USB 3.1 tương thích ngược với USB 3.0 và USB 2.0. USB 3.1 có ba cấu hình nguồn (theo Thông số kỹ thuật phân phối nguồn USB) và cho phép các thiết bị lớn hơn lấy nguồn từ máy chủ: lên đến 2A ở mức 5V (cho mức tiêu thụ điện lên tới 10W) và tùy chọn lên đến 5A ở mức 12 V (60W) hoặc 20V (100W). Các sản phẩm USB 3.1 đầu tiên dự kiến sẽ có mặt vào cuối năm 2016 và chủ yếu sẽ sử dụng thiết kế USB Type-C.

USB Type-C (hoặc USB-C)

Về mặt vật lý, cổng và đầu nối Type-C có cùng kích thước với cổng Micro-B USB được đề cập ở trên. Cổng Type-C có kích thước chỉ 8.4 x 2.6mm. Điều này có nghĩa là nó đủ nhỏ để làm việc cho cả các thiết bị ngoại vi nhỏ nhất. Với Type-C, cả hai đầu của cáp USB đều giống nhau, cho phép định hướng cắm đảo ngược. Bạn cũng không cần phải lo lắng về việc cắm nó lộn ngược vì nó sẽ hoạt động cả hai cách.

Từ năm 2015, USB-C đã được điều chỉnh và sử dụng rộng rãi trong nhiều điện thoại và máy tính bảng. Nhiều thiết bị lưu trữ mới cũng sử dụng cổng USB-C thay vì cổng USB-B. Hầu như tất cả các thiết bị hỗ trợ USB 3.1 đều sử dụng cổng USB-C. USB 3.1 có tốc độ tối đa 10Gbps và có thể cung cấp công suất lên tới 20 volt (100 watt) và 5 amps. Khi bạn xem xét hầu hết các máy tính xách tay 15 inch chỉ cần khoảng 60 watt điện, điều này có nghĩa là trong tương lai chúng sẽ được sạc theo cách điện thoại hiện nay, thông qua cổng USB nhỏ của chúng. MacBook mới của Apple chỉ có một cổng USB-C là cổng ngoại vi và nguồn duy nhất.

USB Type-C cũng cho phép cung cấp năng lượng hai chiều, do đó, ngoài việc sạc thiết bị ngoại vi, khi có thể, một thiết bị ngoại vi cũng có thể sạc thiết bị chủ. Tất cả điều này có nghĩa là bạn có thể loại bỏ một loạt các bộ điều hợp nguồn và cáp USB độc quyền, và chuyển sang một giải pháp mạnh mẽ và nhỏ bé duy nhất hoạt động cho tất cả các thiết bị. USB loại C sẽ cắt giảm đáng kể số lượng dây hiện tại cần thiết để làm cho thiết bị hoạt động.

USB Type-C đã tiếp quản - đây là những điện thoại mới nhất để chứng minh điều đó 20 Ảnh

Một cổng, một dây cáp, không phiền phức

USB loại C và USB 3.1 tương thích ngược với USB 3.0 và USB 2.0. Trong kết nối USB Type-C thuần túy, các cổng và phích cắm loại A không còn được bao gồm. Tuy nhiên, bạn sẽ tìm thấy cáp loại A-to-Type C tương thích. Trên hết, sẽ có bộ điều hợp để làm cho máy chủ và thiết bị loại C hoạt động với các thiết bị USB hiện có.

Đây là lần đầu tiên các bộ điều hợp được yêu cầu với các kết nối USB và có thể là lần duy nhất, ít nhất là trong tương lai gần. Diễn đàn triển khai USB, nhóm chịu trách nhiệm phát triển USB, nói rằng USB Type-C được thiết kế để chứng minh trong tương lai, có nghĩa là thiết kế sẽ được sử dụng cho các phiên bản USB trong tương lai và nhanh hơn.

Sẽ mất thêm vài năm nữa để Type-C trở nên phổ biến như Type-A hiện tại ở phía máy chủ, nhưng khi thực hiện, nó sẽ đơn giản hóa cách chúng ta làm việc với các thiết bị. Trên thực tế, Intel thậm chí đang làm việc trên một chuẩn âm thanh USB có thể khiến giắc âm thanh 3, 5mm bị lỗi thời. Và với việc bổ sung Thunderbolt 3 giờ là siêu bộ USB-C, cuối cùng, chúng ta sẽ chỉ có một loại cổng và cáp để kết nối tất cả các thiết bị ngoại vi với nhau và với máy tính. Theo dự đoán, nhờ hỗ trợ cho USB-C, việc áp dụng Thunderbolt 3 sẽ cất cánh, điều này không xảy ra với các phiên bản trước của Thunderbolt.

Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này ban đầu được xuất bản vào ngày 22 tháng 8 năm 2014 và đã được cập nhật thường xuyên.