USB的简要历史：前辈和竞争对手的失败者

USB技术的生动展示很难说是USB技术的完美，但是它已成为许多我们不太可能再处理的端口的绝佳替代品。

像所有技术一样，USB也在逐步发展。尽管有“通用”串行总线的称号，但在市场上已有18年的历史了，该技术以不同的连接速度和无限数量的电缆反复出现在新的变体中。USB实施者论坛（USB Implementers Forum）是专门研究此数据传输标准的一

组公司，它熟悉这一趋势，并打算提出一种新型电缆（称为Type-C）来解决该问题。。根据初步数据，此连接器将替代为手机，平板电脑，计算机和其他外部设备提供的所有尺寸的USB Type-A和Type-B端口。 Type-C将支持2种规格的10 Gb / s的3.1的新的加速版本的USB，并可能进一步提高吞吐量。

几年后，USB Type-C可能会成为通用标准，因此，有可能与台式机电缆的缠结告别。同时，来自XKCD的另一种苛刻漫画也被发布，内容涉及引入新标准的熟悉机制。


XKCD Comic

同时，我们还不清楚Type-C是将我们从电缆入侵中解救出来，还是只会使情况更糟，让我们看看USB在其历史上是如何变化的，有哪些标准试图与之竞争，以及谁想与领先者争夺常规技术？不久。

他们被抛在后面

如果您10年前坐在计算机旁，那么USB是理所当然的事情也就不足为奇了。而且，当然，即使考虑到不断变化的特性和连接方法，我们所拥有的也比以前版本的熟悉的数据传输接口要好得多。



如果您在奔腾和奔腾II时代USB出现之前是在处理计算机，那么请记住，用户必须不断通过不同的端口连接某些设备。需要连接鼠标吗？您可能需要一个PS / 2或串行端口。要连接键盘吗？并再次选择PS / 2，Apple Desktop Bus或DIN端口。对于打印机和扫描仪，如果您不喜欢SCSI标准，它们通常使用较大的旧并行端口，这些并行端口也可用作外部驱动器。要连接前缀或操纵杆，您需要一个游戏端口，就像90年代以前一直在专用声卡中普遍使用的端口一样（在为台式机和笔记本电脑的主板创建音频芯片之前，这是现实）。

我认为问题出在脸上。这些端口中的一些需要使用自己的扩展卡，这也占用了大量空间，通常，配置和重新启动它们不是很方便。到90年代末，计算机出现了几个USB端口，通常在系统单元的背面，最常见的是USB 1.1端口，其速度最高可以达到12 Mbit（对于外部设备，如键盘和鼠标，则可以达到1.5 Mbit）。尽管USB端口和连接器逐渐开始出现在键盘，鼠标，打印机和其他设备中，但作为附加选项，后来又成为主要组件，组件制造商立即转向USB。



当USB 2.0在2000年代初至中期开始广泛使用时，该标准已成为许多熟悉的设计的理想替代品。实际上，USB闪存驱动器将软盘（以及它的亲戚存放在Zip驱动器中）埋入了磁盘，并且还导致CD和DVD逐渐消失-事实是，为什么在可能的情况下为什么要使用它们来存储数据并安装操作系统选择一个紧凑且用途更多的USB，以更快地处理任务？使用USB 2.0，可以连接外部设备，例如Wi-Fi适配器，光盘驱动器，以太网端口等-直到最近，它们都必须毫无故障地安装在计算机上。将数据传输速率提高到480 Mbps可以使许多想法变为现实。因此，USB端口的数量增加了，然后它们完全取代了计算机和（尤其是）笔记本电脑上过时的端口。通常，在固定计算机的背面可以找到四个或更多USB端口，在前面板上还可以找到1-2个USB端口以节省时间。

USB时代的来临正处于USB 2.0的普及期，而USB 3.0速度提高到5 Gb / s变得更加便捷，特别是对于前面提到的任务：使系统备份和移动沉重的视频文件变得更加容易，但同时又释放了它们802.11ac或千兆位以太网适配器的空间。从USB 3.0硬盘驱动器或闪存驱动器启动操作系统非常方便，尤其是在您需要进行故障排除或恢复数据时。 USB端口越来越成为计算机上唯一的端口类型，因为随着Wi-Fi的普及，不再需要专用的以太网端口。接口的无所不在使用保证了对所有主要的芯片制造商（从Intel和Qualcomm到AMD）的支持（现代Intel芯片总共支持14个USB端口，而该系统的早期版本中只有两个）。

换句话说，USB能够（尽管并非没有问题）能够成功并保持广泛的开发人员支持，并且经典尺寸和形状的USB Type-A连接器已经在大多数计算机上保存了近20年。鉴于USB技术已取代了众多接口，因此取得的成就远不止于此。

谁必须经历

在将USB牢固地固定在领先地位之后，几种类型的端口似乎在挑战这种优势。通常，它们几乎无法取得成功，甚至具有执行USB所不能提供的任务的功能，但结果，后者的广泛使用起了决定性的作用。



一个这样的端口是FireWire（也称为IEEE 1394），该标准主要由Apple从90年代末到2010年初开始支持。当时，FireWire优于USB。 FireWire设备可以彼此串联连接，也就是说，一个端口足以连接许多设备。 FireWire操作不需要主机处理器的大量干预； FireWire标准还可以同时在两个方向（“全双工”原理）传输数据，而USB 1.1和2.0 –只能在一个方向（“半双工”）传输数据。此外，在本报告所述期间，FireWire通常比USB更快。 FireWire 400支持的最高速度为400 Mbit，而USB 1.1的支持速度为12 Mbit，而FireWire 800总共支持800 Mbit，与480 Mbit的速度相比非常出色，由USB 2.0提出。

FireWire的主要问题是该标准的实施成本要高得多，因为需要特殊的芯片来控制计算机和外部设备的运行。起初，FireWire用户甚至不得不为苹果公司支付许可费，苹果公司的评级在90年代末和2000年代初才开始增长，尽管与公司目前的实力相去甚远。混乱始于名称，实际上，这些名称只是一种标准的名称-这是Sony的iLINK和杂乱无章的“ IEEE 1394”。从FireWire 400到FireWire 800的过渡还需要使用电缆，而USB 1.0、1.1、2.0和3.0在所有标准版本中都使用了物理兼容的连接器（有关微型和微型版本的某些附加内容）。

结果，需要大量流量的外部驱动器和视频设备的最终成本大大增加了； USB标准仍然更便宜，因此使用频率更高。当前，最高速度为1.6、3.2和6.4 Gb / s的新版FireWire处于不同的开发阶段，但是由于Apple的大多数产品不再支持该标准，因此接口投资已大大减少。



得益于其加速的接口，Thunderbolt端口已在Apple的Apple Mac上取代了FireWire。首先，Thunderbolt与Mac计算机相关联，因为该标准第一次仅在其中一种罂粟上发布，而Mac则在Apple产品系列中保持领先地位。实际上，Thunderbolt由Intel开发。最初，该标准（后来称为Light Peak）负责双向数据传输，传输速度高达10 Gb / s，是USB 3.0的两倍。当然，这确保了该项目在将USB 3.0固定为大多数计算机的最通用标准之前的一年或两年内在市场上的成功。

第二代Thunderbolt控制器将速度提高到20 Gb / s，从而改变了数据传输机制。第一代Thunderbolt控制器以10 Gb / s的速度在一条总线上传输数据，并可以在另一条PCI Express总线上接收数据。 Thunderbolt 2合并了两个流，从而确保了一个方向上数据传输速度的提高。这些端口中没有一个被普遍接受，并且仍然是Mac，专业工作站主板和扩展卡的开发。

在那之前，变化很小，然后发布了新的40 Gb / s版本的Thunderbolt 3，该版本使用USB Type-C端口。新的Thunderbolt端口仍需要单独的控制器，但它们与USB Type-C完全兼容，并支持第二代10 Gb / s USB 3.1。最近，在几台高端笔记本电脑上，特别是在戴尔XPS系列和HP Elite x2平板电脑上，都出现了相同的端口，虽然看起来不像USB系列，但在Thunderbolt甚至还没有梦想得到主要PC制造商如此大力支持的情况下。

尽管如此，Thunderbolt的创造者还是重复了与FireWire相同的不可原谅的错误：Thunderbolt假定PC中有单独的控制器和电缆，再加上组件制造商必须修补接口工作所需的其他芯片。从理论上讲，英特尔可以通过将提到的控制器集成到每个制造的芯片中来利用其权威性并在市场上推广Thunderbolt，但这里也没有困难。这种方法增加了生产每个芯片所需的硅数量，这又意味着成本增加，而且英特尔不太可能希望自掏腰包。而且，在这种情况下，微电路将需要更多的能量，英特尔已经爬出他的皮肤以减少此类指标。

当前，以上因素解释了为什么在数量有限的系统上使用Thunderbolt。尽管这对于快乐的4K屏幕拥有者或不断传输大量信息的人们来说是一个不错的选择，但对于大多数普通USB用户而言，它仍然是最快，最常见的完成任务的方式。

新竞争者

USB进一步发展的主要障碍可能是执行类似功能但没有电线的技术。



通常，我们选择无线技术来解决曾经是USB命运的任务。云数据同步服务可在所有可用设备上及时更新邮件，联系人列表，日历，文件和在线购物列表，而无需任何电缆。蓝牙，NFC，Wi-Fi Direct和AirDrop是用于传输单个文件的绝佳USB替代品，而Miracast和AirPlay可为任何设备提供到电视的无线连接（尽管某些没有内置功能的型号仍需要Apple TV等有线接收器，或者Chromecast）。打印机，带有Wi-Fi的相机和存储卡也越来越普遍。

通常，所列选项的主要优势在于速度。如果您需要传输大量照片或处理从智能手机拍摄的分辨率为1080像素的视频，则很可能不需要这些无线功能，因为USB 2.0更快，更可靠。与以前一样，经验不足的PC用户将使用USB将移动设备连接到计算机，因为要安装喜欢的Android ROM并不容易，而是通过Wi-Fi或蓝牙传输数据。

即使您从未将任何东西连接到计算机，所有设备也都以某种方式绑在了电线上-没有电源，什么也没有。已经尝试用几种无线充电标准之一代替USB，但是在这种发展中仍然存在许多缺点。大量产品极大地简化了单个充电器的标准化过程（尽管一些公司正在努力解决这一令人讨厌的误解）。组件制造商将必须找到一种将无线充电器集成到现有电话设计中或发布其他充电器的方法。但是毕竟，没有那么多新型充电器，它们充电的效果当然不如直接连接到网络时有效。而且，最有趣的是，这些设备中的大多数仍需要使用USB。

无论如何，即使竞争激烈的无线项目的积极发展，在不久的将来USB也不可能发生任何事情。正如Wi-Fi的出现并未使有线以太网崩溃一样，无线技术不太可能取代USB。至少不是现在。即使考虑到在速度和各种体面控制器的外观方面的出色性能，也值得认识到USB提供的速度，便利性和兼容性将为该标准提供超过一年的成功存在。

资料来源：Arstechnica

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN387133/