Bảng tra cứu USB (2022)

 (fabiensanglard.net)
1 điểm bởi GN⁺ 4 giờ trước | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Tên thế hệ USB và tên marketing bị lệch nhau, nên cùng một chuẩn có thể được ghi kèm nhiều tên như USB 3.0, 3.1, 3.2, Gen 1, làm tăng sự nhầm lẫn
  • Bảng theo từng thế hệ tổng hợp tốc độ tín hiệu, giá trị quy đổi sang MiB/s, số dây cần thiết và chiều dài cáp, giúp so sánh từ USB 1.1 đến USB4 40Gbps trong nháy mắt
  • Ký hiệu USB Gen A x B dùng A là thế hệ, B là số lane, đồng thời cho thấy cả overhead mã hóa, băng thông hiệu dụng và chênh lệch tốc độ thực tế
  • Tùy theo cáp có cấu hình 4 dây, 8 dây hay 12 dây mà cấu trúc lane được hỗ trợ sẽ khác nhau, và USB Type-C có đủ số chân cùng các đường tín hiệu CC, SBU để hỗ trợ hai lane
  • Bảng công suất tổng hợp điện áp, dòng điện và công suất tối đa từ 2.5W của USB 2.0 đến USB-C PD 3.1 EPR 240W, giúp nắm cả chuẩn dữ liệu lẫn chuẩn cấp nguồn trong một lần xem

Tên gọi và tốc độ USB

  • Tên marketing của USB và ký hiệu nội bộ khác nhau nên dễ gây nhầm lẫn, thậm chí cùng một thế hệ có thể được ghi bằng nhiều tên
    • SuperSpeed USB 5Gbps cũng được dùng cùng các tên thuộc dòng USB 3.0 / 3.1 / 3.2 / Gen 1
    • SuperSpeedPlus USB 10Gbps cũng được dùng cùng các tên thuộc dòng USB 3.1 / 3.2 / Gen 2
    • SuperSpeedPlus USB 20Gbps tương ứng với USB 3.2 Gen 2x2, USB4 20Gbps tương ứng với USB4 Gen 2x2, còn USB4 40Gbps tương ứng với USB4 Gen 3x2
  • Bảng theo từng thế hệ tổng hợp tốc độ tín hiệu, giá trị quy đổi sang MiB/s, số dây cần thiết và chiều dài cáp
    • USB 1.1 được ghi là 12 Mbps, 1.5 MiB/s, 4 dây, 4m
    • USB 2.0 được ghi là 480 Mbps, 60 MiB/s, 4 dây, 4m
    • USB4 40Gbps được tổng hợp là 40000 Mbps, 5000 MiB/s, 12 dây, 0.8m
  • Ký hiệu USB Gen A x B dùng A là thế hệ, B là số lane được sử dụng
    • USB 3.2 Gen 1 x 1 được tổng hợp là tín hiệu 5000 Mbps, mã hóa 8b/10b, hiệu dụng 4000 Mbps, 500 MiB/s, thực tế 400 MiB/s
    • USB 3.2 Gen 2 x 1 được ghi là tín hiệu 10000 Mbps, mã hóa 128b/132b, hiệu dụng 9696 Mbps, 1212 MiB/s, thực tế 780 MiB/s
    • USB 4 Gen 3 x 2 được tổng hợp là 2 tín hiệu 20000 Mbps thành tổng 40000 Mbps, hiệu dụng 38787 Mbps, 4848 MiB/s, thực tế 2700 MiB/s
  • Overhead mã hóa được phản ánh vào băng thông hiệu dụng; ví dụ 8b/10b có overhead 20%
  • Hệ thống nhiều lane sử dụng TX lane striping và RX lane bonding

Cáp, đầu nối, công suất

  • Cấu hình lane có thể truyền phụ thuộc vào số dây trong cáp
    • 4 dây gồm PWR, GND, D+, D-
    • 8 dây bổ sung thêm RX+, RX-, TX-, TX+
    • 12 dây bao gồm cả các cặp RX1/RX2, TX1/TX2
  • Một lane USB được định nghĩa là một cặp dây xoắn +/-
    • 4 dây hoạt động như 1 lane half-duplex
    • 8 dây hoạt động như 2 lane gồm 1 chiều lên và 1 chiều xuống
    • 12 dây hoạt động như 4 lane gồm 2 chiều lên và 2 chiều xuống
  • Chỉ USB Type-C có đủ số chân để hỗ trợ hai lane
    • CC1 và CC2 dùng để phát hiện DFP/UFP, đồng thời cũng được dùng cho đàm phán nguồn và chuyển sang alt mode
    • SBU1 và SBU2 được dùng làm các đường bus phụ cho kênh AUX của DisplayPort và phát hiện hot plug
  • Bảng chuẩn sạc tổng hợp điện áp, dòng điện, công suất tối đa
    • USB 2.0 được ghi là 5V, 500mA, 2.5W
    • USB 3.0 / USB 3.1 được tổng hợp là 5V, 900mA, 4.5W
    • USB Battery Charging 1.2 là 5V, 1.5A, 7.5W
    • USB-C Current Mode không PD là 5V, 3A, 15W
    • USB-C Power Delivery 1/2 là 20V, 5A, 100W
    • USB-C PD 3.1 EPR là 48V, 5A, 240W
  • Tài liệu chuẩn liên quan được tổng hợp bằng liên kết theo từng phiên bản

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 4 giờ trước
Ý kiến trên Hacker News

  • SBU không có nghĩa là "Secondary Bus" mà là Sideband Use
    Trên một số thiết bị, nó mang UART; trên thiết bị khác, nó mang âm thanh
    [1]: https://www.usb.org/sites/default/files/USB%20Type-C%20Spec%20R2.0%20-%20August%202019.pdf (pdf)

    • Có địa chỉ email bên dưới liên kết Contact trong phần đầu trang :)

  • Hơi lạc đề một chút, nhưng bài này của tác giả cũng thực sự rất đáng đọc: https://fabiensanglard.net/mjolnir/index.html
    Tôi đã đọc nó vài năm trước và thỉnh thoảng lại tìm đọc lại
    Nó cũng khiến tôi nghĩ rằng sẽ thật tuyệt nếu cái PC hơn 10 năm tuổi tôi đang dùng âm thầm hết vòng đời để cuối cùng tôi có thể lắp một hệ thống nhỏ gọn mới

    • À thì, tai nạn vẫn có thể xảy ra mà
      Biết đâu tôi vấp vào thảm và cái PC lão làng đó rơi luôn vào thùng rác

  • Bản thân cách đặt tên 3.2 thì tôi lại thấy khá ổn
    Gen là tốc độ, còn "by" là độ rộng băng thông, nên đại khái là một hệ thống giống với cách đặt tên PCIe
    Nhưng tôi không thích việc USB 3, USB 3.1 và USB 3.2 về thực chất lại chỉ cùng một thứ, và phía kinh doanh cũng chỉ ghi là hỗ trợ 3.1 hay 3.2 thì có thể là bất kỳ mức nào từ 5 đến 20Gbps, nên hoàn toàn không lý tưởng chút nào

    • PCI-E ngay từ đầu đã giữ cùng một quy tắc như 1.0, 2.0, 3.0
      USB thì đổi tới đổi lui nhiều lần, khiến phần lớn mọi người luôn bị rối, và cái từng là 3.0 giờ thậm chí không còn là 3.0 nữa
      Ngay cả 3.1 cũng đã đổi nghĩa, nên tôi không thấy có lý do gì để cứ bám vào kiểu đặt tên hiện tại
    • Đây không chỉ là vấn đề của phía kinh doanh
      Windows cũng không hề cho thấy rõ mainboard hỗ trợ gì ở đâu cả, và khi cắm thiết bị vào thì cũng không cho biết thực tế đã thương lượng ở tốc độ nào

  • Không biết giao tiếp dữ liệu cự ly ngắn vào năm 2050 sẽ trông ra sao, nhưng có vẻ chắc chắn một điều là nó vẫn sẽ mang tên USB

    • Có lẽ nó sẽ có cái tên kiểu USB-G 4.6 SuperSpeed Plus, còn dây cáp thì vẫn chỉ dùng để sạc đủ loại thiết bị điện tử, mà đến một nửa trong số đó có khi vẫn không hoạt động đúng
    • Tôi không biết năm 2030 sẽ dùng công nghệ gì, nhưng đến 2040 thì có vẻ chúng ta sẽ dùng USB sticks and stones

  • Bảng này rất hay
    Sẽ còn tốt hơn nữa nếu thêm cả cách đặt tên crossover đực/cái của đầu nối Type-C và pinout, điện áp/điều chế/kiểu signaling thực tế (USB4v2 dùng mã hóa PAM3 11b/7t), cùng với các thế hệ và profile PD

    • Và cũng sẽ hơi thiếu nếu bỏ qua các kiểu điện áp độc quyền như Quickcharge

  • Tôi vẫn chưa hiểu vì sao MacBook hỗ trợ USB4/Thunderbolt 4/5 nhưng lại không hỗ trợ USB 3.2 Gen 2x2
    Vì thế với các ổ đĩa ngoài đắt tiền hơn thì đạt 20~40Gb/s, còn với những sản phẩm rẻ hơn và phổ biến hơn được quảng cáo là 20Gb/s thì lại chỉ lên được 10Gb/s

    • Có vẻ MacBook về cơ bản ưu tiên hỗ trợ Thunderbolt, rồi chỉ bổ sung những phần USB thật sự cần thiết ngoài những gì đã có sẵn trong đặc tả TB
      Và hình như trong bất kỳ đặc tả nào từ TB 5 trở xuống cũng không định nghĩa 3.2 Gen 2x2

  • Xem bài này xong tôi đã thay toàn bộ cáp dock USB trong văn phòng
    Vì nếu dây cáp nối vào laptop không truyền đủ điện năng, laptop sẽ âm thầm giảm xung nhịp để hạ mức tiêu thụ điện
    Chỉ cần thay đúng cáp thôi cũng đã cho mức tăng hiệu năng 10~30%

  • Cũng có bài liên quan
    USB Cheat Sheet - https://news.ycombinator.com/item?id=31271038 - May 2022 (168 comments)

  • Tôi từng nghe nói việc đặt tên USB được làm rối một cách có chủ ý
    Cảm giác như USB-IF đổi thương hiệu lại các thế hệ cũ để trông như mới nhất, giúp các hãng tiếp tục bán hết đống phụ kiện thế hệ trước còn tồn kho
    Viết như thế này sẽ rõ ràng hơn nhiều:
    USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.2 Gen 1 -> USB 3 5Gbps
    USB 3.1 / USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2 -> USB 3 10Gbps
    USB 3.2 Gen 2x2 -> USB 3 20Gbps
    USB 4 cuối cùng có vẻ đang đi đúng hướng

    • USB 4 thực ra lại đang đi theo hướng tệ hơn
      USB 4 thì giống Thunderbolt 4, nhưng gần như mọi thứ đều là optional
      Ví dụ, USB 4 thậm chí có thể không hỗ trợ DP Alt mode, trong khi Thunderbolt 4 thì luôn có
    • Một USB hub tôi mới mua gần đây được ghi gần như đúng kiểu đó nên tôi khá thích
      Nó kết nối với host bằng USB4, còn trên các cổng thì ghi như sau:
      Power in/USB 10Gbps
      USB 10Gbps
      USB 10Gbps
      8K HDMI
      Tới giờ tôi khá hài lòng với nó
    • Tôi nghĩ chuyện này đúng là đang diễn ra rất lộ liễu
      HDMI Forum cũng đã gộp HDMI 2.0 vào HDMI 2.1 và biến các tính năng 2.1 thành optional, để nhà sản xuất có thể gọi thiết bị 2.0 là 2.1 ngay cả khi không có tính năng 2.1 thực sự
      AMD gần đây cũng từng làm điều tương tự, tung ra một thế hệ vi xử lý di động mới mà một nửa thực chất chỉ là đổi tên từ thế hệ cũ
    • Hoặc cứ làm đơn giản như thế này cũng được
      5 Gbps --> USB 3
      10 Gbps --> USB 3.1
      20 Gbps --> USB 3.2
      Nhìn vào là hiểu ngay số càng cao thì càng tốt

  • Dù đã ở trong ngành công nghệ 45 năm, tôi vẫn hoàn toàn không nắm nổi USB và Thunderbolt, cái gì tương thích với cái gì và đáng ra phải nhanh đến mức nào

    • Nếu mua cáp Thunderbolt 5 thì nó sẽ bao phủ mọi chuẩn USB và còn hơn thế nữa
    • Tôi mới chỉ mua thiết bị và cáp USB-C đầu tiên vào tận năm ngoái
      Trước đó tôi đã dùng DisplayPort và Thunderbolt 2 ổn định trong thời gian dài, nên tôi thực sự ghét USB-C vì nó quá mỏng manh về mặt vật lý
      Trước năm 2023 tôi thậm chí không có máy tính nào ra mắt sau 2012, nên gần như bỏ qua toàn bộ thời kỳ hoàng kim của USB3 và các cuộc tranh cãi về cách đặt tên, nhưng mức cải thiện tốc độ thì đúng là cảm nhận rất rõ