Можно ли usb 3.0 подключить 2.0. USB и его версии

Рад приветствовать читателей на своем блоге!
В сегодняшней статье поговорим о USB, а точнее о том, в чем отличие USB 2.0 и USB 3.0 и какие возможности они дают для использования на вашем компьютере

Уже почти канули в лету древние параллельные порты LPT и последовательные порты COM. Наконец-то пользователи компьютерной техники начали избавляться от толстых коммуникационных кабелей, клавиатур и мышей с COM-наконечниками и разъемами типа PS/2. На смену им пришел универсальный интерфейс USB, в английской интерпретации – Universal Serial Bus. А универсальный порт на то он и универсальный, чтобы, не задумываясь, подключать к нему различные внешние устройства: большие и маленькие, низкоскоростные и высокоскоростные, мощные и маломощные.

История создания Universal Serial Bus

У разработчиков стационарных компьютеров и ноутбуков давно зрело решение о замене разношерстных коммуникационных разъемов одним универсальным, способным решать все возможные задачи. Первые образцы интерфейса Universal Serial Bus начали появляться в 1994-1996 годах и обозначались как USB 1.0. Новинка подстегнула рынок внешних устройств, и уже к 2000 году большинство принтеров, сканеров и других девайсов стали снабжать новомодным интерфейсом. Большим плюсом в развитии USB явилось появление в 1999 году первого флеш-накопителя на 8 Мб, который пришелся по вкусу всем пользователям.

В 2000 году мир увидела новая версия – USB 2.0. Она стала в сорок раз производительнее своей предшественницы. Если USB 1.0, согласно спецификации, имела максимальную скорость обмена данными 12 Mb/s (мегабит в секунду), то теперь скорость возросла до 480 Mb/s. Успехи возникли не на голом месте – известно, что в разработке новшества приняли участие около 400 заинтересованных компаний, включая такие известные бренды как Intel, IBM, Hewlett-Packard, Compaq, Microsoft, NEC, Philips и многие другие.

Разгоряченные неслыханными результатами, разработчики не остановились на достигнутом и в 2008 году предложили USB 3.0. Новая спецификация позволила увеличить скорость обмена данными еще в 10 раз и достигла значения 4800 Mb/s, что равнозначно величине 4,8 Gb/s. При такой скорости информацию с 1-терабайтного носителя теоретически можно перекачать менее чем за 30 мин (при максимально возможной скорости 600 Мбайт/с), если не будет иных ограничений.

Следует отметить, что ближайшее будущее именно за этим типом, поэтому при покупке новой материнской платы удостоверьтесь, что в ней есть поддержка данного стандарта подключения.

Конструктивное отличие разъемов USB 2.0 от USB 3.0

Чем отличается USB 2.0 от USB 3.0 в конструктивном плане? По сути, они частично совместимы, однако последний содержит дополнительно еще 4 контакта для подключения двух сигнальных витых пар. Предшествующий вариант имеет всего 4 контакта: два сигнальных, питание и землю, корпус используется как экран. Частичная совместимость предполагает тот факт, что в гнездо варианта USB 3.0 можно без проблем подключить вилку USB 2.0, и все будет работать, только на пониженной скорости, по спецификации 2.0. То же самое произойдет при стыковке вилки USB 3.0 в гнездо USB 2.0. Те варианты разъемов, которые не входят в соединение, естественно, работоспособны не будут.

Отличить визуально порты USB 3.0 от USB 2.0 можно по цвету — 3 версия имеет синий цвет, в то время как 2 — черный. Также отличаются и сами вилки — синие и черные.

Кроме того, существует несколько конструктивных вариантов разъемов USB. Вот основные типы разъемов USB 2.0: тип A обычный (4х12 мм), Mini (3х7 мм) и Micro (2х7 мм); тип B обычный (7х8 мм), Mini (3х7 мм) и Micro (2х7 мм). Габаритные размеры подсоединительной части разъема, приведенные в скобках, округлены.

Конструктивные разновидности разъемов USB 3.0, используемые в настоящее время, следующие. Для типа A применяется только обычный вариант, для типа B существует обычная, Mini и Micro версия. Для обеих спецификаций 2.0 и 3.0 разработаны также универсальные варианты разъемов: Mini-AB и Micro-AB. С ними без проблем могут стыковаться ответные части типа A и типа B. Вариант USB 3.0 дополнительно имеет тип Powered-B с усилением питающих контактов. Также производители договорились, чтобы все разъемы USB 3.0 имели синий цвет для визуального определения спецификации порта и его потенциала.

На практике можно также использовать различные переходники с одного типа на другой. Это удобно, когда, например, имеется шнур от mini-usb, а вы хотите подключить к компьютеру телефон, в котором розетка micro-usb. Или если нужно сделать из кабеля usb-usb вариант с usb-microUSB.

Как использовать USB компьютера?

Ввиду того, что большое количество внешних устройств теперь получили возможность подключаться через порт USB, механические нагрузки на эти разъемы многократно возросли. Частое подключение флеш-накопителей, плейеров, всевозможных зарядных устройств приводит к механическому истиранию деталей, ослаблению электрических контактов. Более того, потребитель может нечаянно ударить по кабельному разъему или флешке, что приведет к порче порта и потребует его ремонта. Если разъем установлен на отдельной печатной плате, соединенной с основной платой посредством шлейфа, то это еще полбеды. Если же колодка USB впаяна непосредственно в материнскую плату, то ремонт будет дорогой.

Чтобы избежать неприятностей, потребителю следует быть внимательным, а также использовать равномерно все имеющиеся в компьютере разъемы USB. Кроме встроенных разъемом можно приобрести дополнительную карту расширения PCI с портами USB. Она устанавливается в соответствующий слот PCI на материнской плате и наружу корпуса выводит дополнительные разъемы для подключения внешних устройств.

Также, как вариант, можно приобрести разветвитель USB-портов (внешний концентратор). Он позволит увеличить количество разъемов и обезопасить сам компьютер.

Однако нужно учесть, что через такой разветвитель не получится подключить энергоемкие устройства, например внешний жесткий диск без дополнительного питания. Кроме того, потребитель иногда допускает подключение к основному порту мощных нагрузок, вроде внешнего жесткого диска или нескольких нагрузок, превышающих в сумме энергетические возможности питающей шины. Это может привести к перегоранию защитных элементов схемы и отказу интерфейса в работе. Чтобы этого не случилось, нужно помнить, что USB 2.0 может выдать в линию питания максимум 500 мА тока, а USB 3.0 – 900 мА. Для более мощных нагрузок рекомендуется использовать внешние источники питания.

Еще одна опасность заключается в некорректном включении/отключении, например, флешки в «горячем» режиме, а также в действии статического электричества. Хотя разработчики гарантируют безопасность такого режима, желательно все коммуникации осуществлять при выключенном компьютере и внешнем устройстве. Что касается статического электричества, то это враг номер один сухих отапливаемых помещений. Опасный заряд скапливается на теле и одежде человека, и чтобы его снять, необходимо прикоснуться к шине заземления, водопроводной трубе или батарее водяного отопления.

Теперь у пользователя имеются необходимые знания о правильной эксплуатации портов USB 2.0 и USB 3.0 компьютера, а приведенные рекомендации позволят без проблем и успешно решать поставленные задачи.

USB 3.0 или USB Super Speed - новое поколение интерфейса USB (Universal Serial Bus).

Его ключевым отличием от предыдущей версии USB 2.0 (или High Speed) является возросшая с 480Мбит/сек до 5Гбит/cек максимальная теоретическая скорость передачи данных.
Менее очевидный, но столь же принципиальный момент - с версией 3.0 USB не только разгонится, но и станет изохронным и полнодуплексным, т.е. обретёт возможность независимо передавать данные в обе стороны с максимальной скоростью. Более ранние версии USB были полудуплексными, и заявленная максимальная скорость достигалась только при передаче данных в одном направлении. Это усовершенствование крайне важно для будущих высокоскоростных USB 3.0 и прочих устройств хранения данных, поскольку интерфейс не будет ограничивать потенциальные возможности устройства при одновременном выполнении операций чтения и записи.
На практике между контроллером и устройством достигается максимальная устоявшаяся скорость передачи данных около 380Мбайт/cек, что например, быстрее, чем фактическая скорость SATA-II (около 250Мбайт/cек), и более чем на порядок превышает аналогичный параметр для USB2.0 и IEEE1394.

Для того чтобы достичь таких характеристик, в USB 3.0 SuperSpeed впервые серьёзно была изменена конструкция разъёмов и с сохранением максимальной совместимости с предыдущими версиями стандарта там, где это возможно.
В дополнение к имеющимся в предыдущих версиях стандарта линиям питания, земли и дифференциальной пары для передачи данных добавлено ещё две дифференциальные пары для SuperSpeed-режима и отдельный экран, из-за чего сам конструкцией и диаметром стал напоминать экранированную витую пару (STP) категории 6, а SuperSpeed часть USB 3.0 производительностью и использованными методами передачи информации очень напоминает PCI-E 2.0 1x во внешнем исполнении, к сожалению, являясь с ним полностью несовместимой.

Был добавлен новый тип разъёма - USB Powered B. В дополнение к уже имеющимся в USB 3.0 контактам там добавлены два принципиально новых - DPWR и DGND, которые обеспечивают возможность питания контроллера подключенным к нему устройством (а не наоборот, как было во всех других версиях интерфейса).

Усилено питание устройств - теперь USB3.0 контроллер может отдать до 900 мА вместо 500 мА у предыдущей версии интерфейса. Минимальная "порция" тока увеличена до 150мА, т.е. с одного контроллера может "кормиться" 6 устройств по 150мА или одно - съесть все 900. Естественно, возможны промежуточные варианты. Минимальное рабочее напряжение подключенного устройства снижено до 4 Вольт.

Усовершенствования коснулись не только физического уровня - в отличие от USB 2.0 HighSpeed, USB 3.0 SuperSpeed контроллер организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам (а те уже сами при этом разбираются, что из принятых пакетов данных действительно было им предназначено), это позволяет с некоторыми оговорками назвать USB 3.0 хаб - свитчем, коим он фактически и является.

Пожалуй, пока единственный заметный недостаток USB 3.0 - это снижение максимальной длины SuperSpeed до 3 метров, но, возможно, эта информация в дальнейшем будет уточнена, и по итогам массового внедрения эта цифра может непринципиально измениться как в большую, так и в меньшую сторону.

Механический ресурс обычных полноразмерных USB 3.0 коннекторов рассчитан на полторы тысячи циклов "подключение-отключение", коннекторов повышенной прочности - на пять тысяч таких циклов, а коннектор USB 3.0 Micro наиболее "живучий" - он должен выдерживать до десяти тысяч подключений и отключений.

2.Типы разъёмов и совместимость.

USB 3.0 MicroB коннектор	USB 3.0 коннекторы "A" и "B"	USB 3.0 обычный "A" и MicroB

SuperSpeed разъёмы в дополнение к четырём контактам, сохранённым на привычных местах для совместимости с предыдущими версиями стандарта, получили ещё пять специфичных контактов, располагающихся глубже внутри разъёмов и необходимых для работы в новом скоростном режиме. Однако полной обратной совместимости не достигнуто, поэтому кратко перечисляем исходы возможных сочетаний:

• USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа A, например, "флешку", можно подключить к USB 3.0 контроллеру, и оно будет там работать.
• USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа B, например, можно подключить к USB 3.0 контроллеру стандартным кабелем USB 2.0 AB, и оно будет там работать, разъёмы на кабеле просто не достанут до отвечающих за USB 3.0 контактов.
• USB 3.0 устройство с разъёмом USB типа A можно подключить к контроллеру USB 2.0, и оно должно там работать в режимах USB 2.0.
• USB 3.0 устройство не будет работать с контроллером USB 1.1.
• Кабель USB 3.0 типа B невозможно подключить к разъёму USB 2.0 , разъёмы старого типа имеют другую форму. В тоже время кабель USB 2.0 типа B входит в разъем USB 3.0 тип B.

Если мы подключаем флешку 3.0 к компьютеру, который предусматривает поддержку портов USB 3.0, при этом видим сообщение «Это устройство может работать быстрее при подключении к Super-Speed USB 3.0 », это, друзья, значит, что мы либо вставляем флешку не в порты USB 3.0 (с синим язычком), либо с их функционированием имеются проблемы, и они работают в режиме USB 2.0. В чём кроются причины проблем с работой портов USB 3.0 на компьютерах, и как решаются такие проблемы, в этом попытаемся разобраться в сегодняшней статье.

Напомню, пропускная способность интерфейса USB 2.0 - 60 Мб/с, а USB 3.0 – в 10 раз больше, 625 Мб/с. Естественно, редкие из съёмных накопителей, подключаемых к портам USB 3.0 компьютера, работают на пределе возможностей этого интерфейса, но он имеет принципиальное значение для отдельных устройств хранения информации. Так, например, многие современные модели внешних HDD на интерфейсе USB 3.0 смогут выдать линейную скорость 100-170 Мб/с. Собственно, то же, что и при подключении внутренних жёстких дисков к SATA-интерфейсу. Тогда как на интерфейсе USB 2.0 линейная скорость внешних жёстких дисков в среднем обычно держится на отметке 30 Мб/с. Флешки 3.0 на интерфейсе USB 3.0 записывают данные быстрее в 2-3 раза, а читают – быстрее в 3-5 раз. Кстати, в мы детально говорили о скоростях работы флешек на интерфейсах USB 2.0 и 3.0. В общем, друзья, если у вас есть съёмный накопитель 3.0, считаю, что разбираться с работоспособностью порта USB 3.0, если с ним возникли проблемы – дело стоящее.

Настройки в BIOS

Порты USB 3.0 могут работать в рамках возможностей USB 2.0, если таким образом они настроены в BIOS. Этот момент необходимо проверить в первую очередь. Заходим в BIOS и ищем, где настраиваются USB-порты, обычно это раздел расширенных настроек «Advanced» и подраздел «USB Configuration». Или нечто с подобными названиями. Здесь необходимо проверить, активна ли поддержка USB 3.0. Параметр «USB 3.0 Support» должен иметь значение «Enable» (Включено). Значение «Enable» также должно быть у параметра «XHCI hand-off», он может называться «XHCI Pre-Boot Mode», просто «XHCI» или как-то по-другому, но с присутствием ключевого термина «XHCI».

XHCI – это контроллер USB 3.0, и если в BIOS не реализован отдельным пунктом параметр поддержки этого интерфейса типа «USB 3.0 Support», его включение/отключение реализуется за счёт контроллера. На некоторых материнских платах у параметра контроллера XHCI могут быть и другие значения типа «Auto» или «Smart Auto», обеспечивающие работу портов USB 3.0 в режиме 2.0 до загрузки операционной системы со своими драйверами USB 3.0. И такие значения производителями компьютерных устройств обычно выставляются по умолчанию, дабы сделать возможной работу с современным интерфейсом USB внутри операционных систем, при этом избежать краха установки отдельных из них, в составе дистрибутива которых нет драйверов USB 3.0. Самый яркий пример – официальные сборки Windows 7, проблему с отсутствием драйверов которой мы обсуждали и решали . Если на вашем, друзья, ПК или ноутбуке для случаев установки Windows 7 без интегрированных драйверов USB 3.0 имеются рабочие порты USB 2.0 (с чёрным язычком), можно смело ставить настройку контроллера XHCI в положение «Enable». Только при установке «Семёрки» не забывать о том, что флешку нужно вставлять в порт USB 2.0.

Обновление драйвера

Внутри Windows работать на уровне USB 2.0 интерфейс USB 3.0 может по банальной причине некорректной установки драйвера контроллера. Решается такая проблема любым из способов борьбы с некорректно установленными драйверами – это либо их обновление, либо переустановка. Используем для начала штатные возможности Windows. Идём в диспетчер устройств. Раскрываем ветку «Контроллеры USB». Кликаем расширяемый хост-контроллер. Чаще он значится как «Расширяемый хост-контроллер Intel(R) USB 3.0», но в нашем случае, например, его производителем является японская компания Renesas. Вызываем на нём контекстное меню и выбираем обновление драйвера.

Еще в далеком 2008 году 3-я версия всемирно известного стандарта USB была окончательно утверждена. Над ее разработкой работали инженеры таких компаний как Intel, Microsoft , HP и т.д. Важно было, что новый стандарт сохранял совместимость со старым usb 2.0. Все подключаемые устройства работали точно так же, как и со старым стандартом. Но пропускная способность соединения увеличилась в разы. Теперь можно было передавать не 600 мегабайт в секунду на максимальной скорости, а до пяти гигабайт в секунду. Так же и сила тока увеличилась до 900 миллиампер.

Кстати, этих юсб- разъемов есть целая куча, так посмотрите на фото сверху и запомните, какие они бывают.

Как установить usb 3.0 на компьютер

Всем казалось, что не пройдет и нескольких месяцев, как новое устройство появится, и процесс копирования файлов будет выполняться в десять раз быстрее. Хотелось, чтобы флешки и все работали гораздо быстрее. Но Intel отказалась от внедрения usb 3.0. в свои девайсы 2011 года. Стандарт был выпущен, а вот реальных физических материнских плат с интегрированным USB 3.0 не было.

Но на рынке компьютерных устройств появились новые девайсы, которые позволяли работать с интерфейсом usb 3.0. Естественно появились материнские платы с таким контроллером, но и они стоили гораздо больше таких же аналогов без соответствующего разъема. Что же в этом случае было придумано, чтобы работать с новым usb стандартами?

Итак, многие умельцы смекнули, что есть . Этот порт обеспечивает очень высокую пропускную способность по сравнению с обычными портами usb. В любой материнской плате есть PCI express. Именно этот разъем стали использовать производители графических карт.

Теперь дело за малым – перевести PCI Express на функцию передачи данных USB 3.0. Чтобы это сделать, можно пойти двумя способами – спаять соответствующий переходник самому, либо же купить в онлайн магазине специальный переходник, готовый к употреблению и обеспечивающий на выходе сигнал стандарта USB 3.0. Второй способ наименее трудозатратный и поэтому пользователи стали скупать такие платы. Вот пример такой платы-втыкаешь в РСI и на выходе USB 3.0

Однако через время обнаружились мелкие недостатки такого подключения. Например, очень неудобно, когда разъемы нового USB 3.0 находятся позади корпуса. Многие системные блоки устанавливаются так, что к задней части корпуса собственно доступ и ограничен. Поэтому нужно переводить выводы USB на лицевую сторону корпуса. В этом случае нужно покупать и соответствующий набор платы расширения USB.

Еще одним минусом такой платы является то, что один PCI Express может быть занят видеокартой. А вот другой слот имеет заниженную скорость, о чем пользователь может и не подозревать. Поэтому

нужно устанавливать такую плату расширения только с полной уверенностью, что слот будет работать на полной мощности, иначе вы будете работать все с тем же USB 2.0.

До недавнего времени я спокойно обходился USB 2.0 портами на своих девайсах, но с приобретением двухтерабайтного внешнего жесткого диска Toshiba моему компьютеру понадобился апгрейд.
У платы 7 портов - 5 внешних и 2 внутренних. Вставляется в слоты PCI-E X1/X16 на материнской плате.
Подробности в обзоре.

Коробка с платой была в одной посылке с диском Toshiba. DHL-Express доставил в целости и сохранности.
Картонная коробка с хорошей полиграфией, но не индивидуальная, а для любых подобных плат расширения.




Комплектация – сама плата, драйвера на компакт-диске, винты для крепления, кабеля питания и руководство пользователя.


Компакт диск.


Кабель-адаптер SATA – Molex.


Кабель с разъемами Molex.


Рассмотрим саму плату.
Обратная сторона.




Лицевая.


Выглядит хорошо. Пайка чистая. Пластина с разъемами солидной толщины.
Элементы поближе.
Чип VLI VL8912-Q7 выполняет роль хаба.


Даташит
Контроллер USB 3.0 NEC D720201
Даташит



Pm25L0512 – судя по поиску в интернете это Single Operating Voltage Serial Flash Memory.


Рядом с каждым из разъемов распаяно по конденсатору.


Вот так выглядят разъемы USB 3.0 снаружи. Все аккуратно.


Внутренние два разъема USB 3.0 и вилка питания Molex.


Инсталлируем плату в компьютер.
Материнская плата Intel Dragontail Peak DP35DP.
Я так редко что-либо меняю внутри, что сначала перепутал разъем. В слотах PCI у меня ТВ-Тюнер и внутренний Dial-Up модем.


Решив, что они мне больше не нужны, удалил из разъемов, но тут же понял, что плата устанавливается в другой слот.


Собрал корпус обратно. На задней панели компьютера появилось 5 внешних USB.3 портов.


Два внутренних порта проверил, присоединив флешку через кабель-удлинитель. Накопитель распознался, содержимое доступно. Тестировать скорость не стал, так как у меня нет USB 3.0 флешек, потому что не было раньше подходящих портов.
Внешние порты проверим с помощью внешнего жесткого диска Toshiba Canvio Connect II 2TB.
Но сначала расскажу про инсталляцию контроллера в системе.
Вставляем компакт-диск в привод.
Содержимое.


Заходим в папку для Windows.


Затем в первую папку.


Запускам setup и установка драйверов начинается.


После установки драйверов в системе появляется Renesas Electronics USB 3.0 Host Controller.
Диспетчер устройств.


Программа Everest
Как мы видим, оказывается, архитектура платы не совсем тривиальна: NEC 0720201 это собственно 4-портовый контроллер USB 3.0, а уже в один из его портов включён 4-портовый хаб VLI VL812-Q7. Итого 7 портов, 3 напрямую, внешние, те что дальше от крепежного винта планки, и 4 через хаб.


Так как от USB портов можно заряжать свои девайсы, проверим какое напряжение и силу тока можно получить от одного из них.
Холостой ход.


Переключатель на нагрузке в положении 1A.


2A.


Как-то оно все очень грустно. Я даже 1 A устройства заряжать от этих портов не буду.
Перейдем к тестированию скорости передачи данных.
Подключаем внешний диск Toshiba Canvio Connect II 2TB и проведем несколько тестов в программе CrystalDiskMark 5.


Теперь подключаем диск к USB 2.0 на материнской плате.


Как видим, разница в скорости передачи данных почти в 4 раза.
Так, как в устройстве не один порт, а целых 5 и даже теоретически и все 7 можно загрузить, то неплохо было бы проверить, не снижает ли скорость передачи одновременное использование нескольких портов.
Но, к сожалению, у меня только одно устройство с USB 3.0 в наличии.
Попробую подключить две USB 2.0 флешки Kingson Data Traveler 32 GB.
Я копировал один и тот же видео файл с винчестера компьютера на внешние накопители.
Жесткий диск Тошиба.
Скидываю с диска на винчестер. Максимальная скорость была до 122 MB/s


Затем с винчестера на диск. Максимальная скорость была до 155 MB/s. Но при подготовке обзора выяснилось, что скриншот не сделал.
Теперь запускаю копирование на две флешки.


Одновременно запускаю копирование на внешний HDD (правое окошко)


Скорость упала. Но незначительно. Разница в скорости с флешками просто колоссальная.
И напоследок попробовал скопировать подключив внешний диск к разъему USB 2.0.
Сначала скорость подскочила до 100 MB/s.


Но тут же начала быстро снижаться – 80-70-60 и остановилась на 34 MB/s.
Что вполне согласуется с результатами предварительного тестирования
Вывод могу сделать простой - плата расширения действительно работает. Теперь мне доступно перемещение данных со скоростью в три-четыре раза больше, чем раньше.
Для полного удобства, еще не помешало бы присоединить к внутренним разъемам удлинитель с выводами на переднюю панель компьютера.
На этом все.
Спасибо за внимание.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.