Không ai trong đầu óc bình thường có thể tranh cãi rằng sự ra đời của USB là điều xấu. Trước khi có cổng USB nổi tiếng, thế giới đầy ắp các tiêu chuẩn kết nối cồng kềnh, rời rạc.
PC điển hình đầu những năm 90 có cổng LPT, Serial, PS2, SCSI và MIDI. Chỉ kể vài cái! Giờ chúng ta có Universal Serial Bus, nhưng nó không hoàn toàn "toàn năng" như người ta hy vọng!
Các Phiên Bản & Tốc Độ USB
Quan trọng hiểu rằng dù hai cổng và cáp USB có vẻ giống hệt nhau, không có nghĩa chúng có cùng khả năng. Đó là vì tiêu chuẩn USB đã cải thiện qua các năm. Phần cứng gửi và nhận thông tin nhanh hơn và dây dẫn bên trong khác biệt đáng kể.
Tuy nhiên, phần then chốt của USB là phần "toàn năng" (universal). Thực tế này nghĩa là nếu cáp USB cắm vào cổng, nó sẽ hoạt động. Schlimmstenfalls (trường hợp xấu nhất) là nó mặc về tiêu chuẩn cũ, chậm nhất mà cả hai thiết bị hiểu. Nghĩa là một số thiết bị đơn giản không hoạt động đúng vì không đẩy dữ liệu qua cáp đủ nhanh.
Khi mua thiết bị ngoại vi USB, nó sẽ chỉ định tiêu chuẩn cao nhất nó hỗ trợ và – đôi khi – yêu cầu. Nghĩa là máy tính, cáp và thiết bị phải tuân thủ tiêu chuẩn USB cụ thể đó để chạy tốt nhất.
Hiện có ba thế hệ USB ngoài đời, với thế hệ thứ tư chưa phát hành nhưng đang trong quá trình. Đây là điều tối thiểu bạn cần biết:
- USB 1 có tốc độ lý thuyết tối đa 12Mbps (megabit mỗi giây). Thiết bị cũ này hoạt động với USB hiện đại, nhưng không quá tốc độ đó và thường thấp hơn. Nó cũng gọi là USB "Full Speed" (Tốc độ Đầy đủ), có thể gây nhầm lẫn.
- USB 2 nhanh hơn nhiều, tốc độ lý thuyết tối đa 480Mbps. Tên marketing cho USB 2 là "High Speed" (Tốc độ Cao).
- USB 3 là tiêu chuẩn mới nhất tại thời điểm viết và có tốc độ lý thuyết 5 Gbps (gigabit mỗi giây). Tên marketing là "SuperSpeed" (Siêu Tốc).
USB 1.1 thực tế là tiêu chuẩn USB 1 được áp dụng rộng rãi nhất, hầu như không thiết bị USB 1.0 nào đến tay người dùng. USB 2.0 nhận một bản sửa đổi đơn, nhưng USB 3 có nhiều sửa đổi nhất với USB 3.1 và 3.2.
Chúng được chia thêm thành các thế hệ (generations). USB 3.1 có Gen 1 và Gen 2. USB 3.2 có Gen 1, 2 và 2×2.
Các phiên bản thế hệ thực tế khác biệt đáng kể về hiệu suất. USB 3.1 Gen 1 chạy 5 Gbps, nhưng Gen 2 gấp đôi! Các thế hệ USB 3.2 chạy 5, 10 và 20 Gbps tương ứng.
Phổ!
Lưu Ý Về Thunderbolt 3 Qua USB-C
Thunderbolt 3 là tiêu chuẩn truyền dữ liệu hoàn toàn riêng biệt so với USB. Tuy nhiên, nó dùng cùng cổng USB-C! Điều này không gây nhầm lẫn như nghe, hãy phân tích điều bạn cần biết:
- Bất kỳ thiết bị USB-C nào cũng hoạt động trong bất kỳ cổng Thunderbolt 3 nào.
- Thiết bị Thunderbolt sẽ không hoạt động trong cổng USB-C đơn giản không có Thunderbolt.
- Cổng Thunderbolt USB-C thường có biểu tượng sấm sét nhỏ bên cạnh.
- Cáp USB-C hoạt động như cáp Thunderbolt, nhưng cáp rẻ có thể không duy trì tốc độ đúng.
- Cáp Thunderbolt cũng hoạt động như cáp USB-C.
Thunderbolt là công nghệ gọn nhẹ, nhưng bài này về USB, nên dừng ở đây.
Các Loại Cổng USB
Bây giờ đã bao quát các thế hệ USB, hãy nói về cổng vật lý thực tế. Trước khi làm vậy, đây là mẹo nhanh – cổng USB 3 theo quy ước có màu xanh dương bên trong! Điều đó làm cho việc phân biệt chúng với loại cổng USB cũ dễ dàng.
Cổng USB gốc gọi là cổng Type A. Đây là loại cổng chúng ta đều biết và yêu thích, tìm thấy trên mọi thứ từ TV màn hình phẳng đến radio báo thức. Cổng USB 1 và USB 2 Type-A chỉ có 4 chân bên trong. Hai cho dữ liệu và hai cho nguồn. Cổng USB 3 Type-A có 9 chân tổng cộng, nhưng hoàn toàn tương thích ngược.
Tiếp theo là cổng Type B ít phổ biến hơn. Thường thấy trên thiết bị như máy in hoặc ổ cứng ngoài. Đây là cổng female cho thiết bị không phải "host device" như máy tính. Cổng Type B USB 1 và 2 không tương thích vật lý với cổng USB 3 Type-B.
Cuối cùng, chúng ta có cổng Type-C mới nhất. Cổng nhỏ, dày đặc dây này có thể cắm ngược (reversible). Nghĩa là khác Type A hay B, bạn có thể cắm bất kỳ hướng nào. Với adapter, nó tương thích với tất cả USB trừ USB 1. Nó thay thế các loại kết nối khác kể từ USB 3.2 trở đi.
Đó là tất cả cho các cổng "tiêu chuẩn", nhưng có phiên bản "mini" và "micro" cho thiết bị quá nhỏ xử lý cổng USB-A toàn kích thước. Gamepad, smartphone và thiết bị nhỏ khác có thể có phiên bản Mini- và Micro- của cổng Type-A và Type-B. Cũng có cổng Type-AB cho thiết bị vừa làm host vừa làm ngoại vi.
Trước cổng USB-C, smartphone thường dùng cổng Micro-B. Cổng Mini-B tìm thấy trên thiết bị như tay cầm PlayStation 3.
Mặc dù cổng Micro-B vẫn rộng rãi dùng cho smartphone, power bank và hầu hết thiết bị điện tử nhỏ hiện đại, USB-C đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn mới cho mọi thiết bị dùng USB, bất kể kích thước.
Tiêu Chuẩn Nguồn USB
USB không chỉ cách truyền dữ liệu giữa thiết bị. Nó cũng là cách truyền điện. Trừ thiết bị di động của Apple, hầu như mọi smartphone hiện đại dùng cổng USB loại nào đó cho cả sạc và dữ liệu.
Thực tế, nhiều thiết bị không truyền dữ liệu vẫn dùng USB để sạc. Ví dụ power bank đến drone đồ chơi nhỏ. Một số cáp USB chỉ truyền điện, thiếu dây cho truyền dữ liệu. Cáp nguồn đi kèm power bank đôi khi loại này.
Thực tế khá hữu ích dùng cáp chỉ nguồn để ngăn nhiễm virus thiết bị di động. Ví dụ, sân bay nơi có sạc, hacker có thể đổi chúng thành thiết bị nhiễm malware. Cáp USB gọi là "data blocker" ngăn chặn lỗ hổng đó.
Về điện thực tế qua cáp USB, có nhiều biến thể. Tuy nhiên, một điều bạn nên biết là nếu cắm thiết bị USB vào cổng tuân thủ USB, nó chỉ rút điện cần thiết hoặc điện cổng cung cấp, tùy cái nào thấp hơn.
Vì vậy bạn không lo cắm điện thoại vào sạc có công suất cao hơn sạc đi kèm. Miễn cả thiết bị và cáp từ nhà sản xuất uy tín, không phải suy nghĩ.
Điều quan trọng là một số nguồn USB không sạc hoặc cấp nguồn thiết bị tốt. USB cung cấp điện theo thế hệ phần cứng. USB 1.0 và 2.0 cung cấp 500mAh dòng. USB 3.0 cho lên tới 900 mAh. USB 3.1 cung cấp tới 3000 mAh (3A)!
Đây chỉ là số nhà sản xuất phải tuân thủ để đạt tối thiểu chứng nhận. Bạn có thể nhận thấy sạc xe và sạc iPad thường định mức 2.1A, không thuộc thông số USB nào. Để tận dụng điện thêm, thiết bị cần nói chuyện với sạc thương lượng điện muốn. Nếu không, nó sẽ mặc về mức tối thiểu, thường 500 mAh. Tất cả bạn cần biết là sạc và thiết bị đều phải hỗ trợ cùng tiêu chuẩn "sạc nhanh" cho điện trên thông số USB.
Ngoài cấp điện cao phiên bản USB 3 mới, tất cả tiêu chuẩn sạc nhanh khác không phải tiêu chuẩn ngành. Vì vậy không đảm bảo smartphone "sạc nhanh" sẽ sạc tại tốc độ tốt nhất trên sạc bên thứ ba.
Trên Android, ví dụ, thường có thông báo cho biết thiết bị sạc chậm hay nhanh, kèm ước tính thời gian.
Sử Dụng USB Trên Mac
USB là tính năng máy Apple gần bằng tuổi USB. iMac 1998 đầu tiên loại bỏ tất cả cổng trừ hai USB và hai FireWire. Không quá nói Apple đóng vai trò lớn trong việc áp dụng USB.
Mac hiện đại cũng làm điều radikal về công nghệ USB và loại bỏ TẤT CẢ cổng đổi lấy một hoặc hai cổng USB-C. Nghĩa là nếu muốn dùng thiết备 không dùng USB-C bản địa, giải pháp duy nhất là hub USB-C.
Tin tốt là USB-C có băng thông và điện lớn, thêm hub giá rẻ có thể cho bất kỳ kết nối bạn muốn. Hãy tìm hub được test riêng cho tương thích Mac. MacBook hai cổng USB-C hoạt động với thiết bị "dual-hub", cắm vào cả hai cổng và kết hợp để dùng với hub.
Lưu Ý Cuối Về USB 4
Trước khi kết thúc USB, cần nói ngắn về tương lai. USB 4 đang đến và tốt nếu chuẩn bị một chút. Tiêu chuẩn mới hỗ trợ lên tới 40 Gbps băng thông, nhưng chỉ tương thích ngược với USB 3.2 và USB 2.0.
Thực tế điều này khó làm phiền ai, vì mọi phần cứng USB 1 đã lỗi thời. Cổng USB-C hiện tại sẽ là chính USB 4 và thế tất cả USB được thống nhất, làm lo lắng về cổng khác nhau hoạt động cùng nhau thành quá khứ. Vài năm nữa, bạn không cần nhớ gì đọc trong bài này.