هر آنچه بايد در مورد USB-C و تاندربولت 3 بدانيم

امروزه اگر به اطراف خود نگاهي بياندازيد، مي‌توانيد حداقل چند دستگاه برخوردار از درگاه يواس‌بي (USB Port) را بيابيد. به طور متوسط هر ساله تقريبا ۳ ميليارد درگاه يو‌اس‌بي روانه‌ي بازار مي‌شود. اين ميزان محبوبيت، اين درگاه را به موفق‌ترين نوع اتصال خارجي در دنيا تبديل كرده است.

در واقع، سازندگان سخت‌افزار به قدري در مورد استفاده از استاندارد جديد يواس‌بي C اطمينان دارند كه اينتل در سال ۲۰۱۵ اعلام كرد كه تاندربولت ۳ (Thunderbolt 3)، درگاه اختصاصي اين شركت كه زماني تصور مي‌شد جايگزين يواس‌بي خواهد شد، از همان اتصال مشابه يواس‌بي C بهره خواهد گرفت. اين بدين مفهوم است كه تمام درگاه‌هاي تاندربولت ۳ به عنوان يك درگاه يواس‌بي C عمل خواهند كرد و عملكرد تمام كابل‌هاي تاندربولت ۳ نيز همانند يك كابل يواس‌بي C خواهد بود.

در اين مقاله، علاوه بر تشريح ماهيت يواس‌بي C و تاندربولت ۳، درباره‌ي رابط‌هاي يواس‌بي نوع A و نوع B، تفاوت نوع و نسخه‌ي يواس‌بي و انواع مختلف استاندارد تاندربولت توضيحات لازم را ارائه خواهيم كرد.

تاندربولت

پيش از عرضه‌ي تاندربولت ۳، تاندربولت ۲ و تاندربولت اوليه از يك كابل و درگاه يكسان بهره مي‌بردند كه همان درگاه ميني ديسپلي‌پورت اپل بود و مي‌توانست به حداكثر سرعت انتقال داده‌ي ۲۰ گيگابيت بر ثانيه در نسل دوم و ۱۰ گيگابيت بر ثانيه در نسل اول دست پيدا كند. كابل همراه اين استانداردهاي قديمي تاندربولت از نوع فعال محسوب مي‌شد؛ بدين مفهوم كه خودش يك دستگاه به شمار مي‌رفت كه براي انجام وظيفه نيازمند اتصال برق بود. به همين دليل، كاركرد اكثر دستگاه‌هاي مجهز به تاندربولت ۱ و ۲ نيازمند يك منبع برق خارجي بود. اين مسئله موجب شد تا اتصال تاندربولت به يك راه‌حل گران‌ارزش تبديل شود؛ زيرا ارزش كابل مورد نياز آن به‌تنهايي بيش از ۱۰ برابر ارزش يك كابل يواس‌بي با همان اندازه‌ي مشابه بود.

سرانجام اينتل براي حل اشكالات نسل‌هاي اول و دوم تاندربولت، تاندربولت ۳ را در سال ۲۰۱۵ معرفي كرد. تفاوت تاندربولت ۳ با نسل‌هاي پيشين به شرح زير است:

يواس‌بي

در دنياي يواس‌بي مسائل تاحدودي پيچيده‌تر است؛ زيرا نسخه‌هاي بيشتري نسبت به تاندربولت وجود دارد. به طور معمول، اين نسخه‌ها به سرعت و عملكرد كابل يو‌اس‌بي اشاره دارند؛ در حالي كه نوع يا تايپ يواس‌بي به شكل فيزيكي و ساختار درگاه‌ها و اتصال‌ها اشاره مي‌كند. در ابتدا نوع يواس‌بي را توضيح مي‌دهيم.

انتهاي نوع A (سمت چپ سكه) در كابل‌هاي يواس‌بي، در نسخه‌هاي مختلف يكسان باقي مانده است

يواس‌بي نوع A

يواس‌بي نوع A كه به عنوان يواس‌بي استاندارد A نيز شناخته مي‌شود مخصوص استاندارد يواس‌بي طراحي شده و از يك شكل مستطيل مسطح برخوردار است.

در يك كابل معمول يو‌اس‌بي، رابط نوع A يا رابط نري A به يك ميزبان نظير يك كامپيوتر متصل مي‌شود و در يك ميزبان، درگاه يواس‌بي يعني جايي كه رابط نوع A نري به آن متصل مي‌شود، درگاه مادگي A نام دارد. درگاه‌هاي نوع A اغلب در دستگاه‌هاي ميزبان از جمله كامپيوترهاي دسكتاپ، لپ‌تاپ‌ها، كنسول‌هاي بازي، دستگاه‌هاي پخش صوتي و تصويري و ... به كار مي‌روند. وسايل جانبي نظير موبايل‌ها و تبلت‌ها به ندرت از درگاه نوع A برخوردار هستند.

در حال حاضر، نسخه‌هاي مختلف يواس‌بي شامل يواس‌بي ۱.۱، يواس‌بي ۲.۰ يا يواس‌بي ۳.۰ از طراحي يكسان نوع A بهره مي‌گيرند. بدين مفهوم كه نسخه‌ي يواس‌بي به كار رفته در يك دستگاه يا ميزبان اهميتي ندارد و رابط نوع A هميشه با درگاه نوع A سازگار است. براي مثال، يك هارد درايو اكسترنال مجهز به يواس‌ابي ۳.۰ با درگاه يواس‌بي ۲.۰ و بالعكس سازگاري كامل دارد.

درگاه يواس‌بي نوع A براي يواس‌بي ۳.۰ (آبي) و يواس‌بي ۲.۰ (مشكي) در پشت يك كامپيوتر

به همين ترتيب، لوازم جانبي مختلف نظير ماوس، صفحه‌كليد يا تبديل شبكه كه مجهز به كابل‌هاي يواس‌بي سخت سيمي هستند، هميشه از رابط نوع A استفاده مي‌كنند. اين موضوع در مورد گجت‌هاي بدون سيم نظير حافظه‌هاي فلش نيز صادق است.

رابط‌ها و درگاه‌هاي يواس‌بي ۳.۰ مجهز به پين‌هاي بيشتري نسبت به يواس‌بي ۲.۰ هستند. اين موضوع ناشي از انتقال سرعت بالاتر و خروجي برق بيشتر است. با اين حال، نحوه‌ي چينش اين پين‌ها به گونه‌اي است كه مانع از اتصال نسخه‌هاي قديمي نمي‌شود.

لازم به يادآوري است كه اتصال‌ها و رابط‌هاي نوع A كوچك‌تري نظير ميني نوع A و ميكرو نوع A نيز وجود دارد؛ اما دستگاه‌هاي بسيار اندكي از آن‌ها استفاده مي‌كنند.

انواع يواس‌بي نوع B. به ترتيب از چپ: استاندارد B، ميني B، ميكرو B، يواس‌بي ۳.۰ ميكرو بي و يواس‌بي ۳.۰ استاندارد B

يواس‌بي نوع B

رابط نوع B در طرف ديگر كابل استاندارد يواس‌بي قرار دارد و به لوازم جانبي نظير پرينتر، موبايل يا هارد درايو اكسترنال متصل مي‌شود اين رابط همچنين به عنوان نوع B نري نيز شناخته مي‌شود. در طرف مقابل، درگاه يو‌اس‌بي قرارگرفته داخل وسايل جانبي نيز نوع B مادگي ناميده مي‌شود.

از آنجايي كه وسايل جانبي در اشكال و اندازه‌هاي بسيار متنوع ساخته مي‌شوند؛ رابط نوع B و درگاه مربوطه‌اش نيز با طراحي‌هاي مختلفي همراه هستند. در حال حاضر، ۵ طراحي محبوب براي درگاه‌ها و رابط‌هاي يواس‌بي نوع B وجود دارد. از آنجايي كه انتهاي نوع A يك كابل يواس‌بي بدون تغيير باقي مي‌ماند، انتهاي نوع B براي تعيين نام كابل به كار مي‌رود.

علاوه بر اين ۵ طراحي، يك درگاه و اتصال غيرمتداول ديگر به نام يواس‌بي ۳ Powered-B نيز وجود دارد. اين طراحي از دو پين اضافي براي تامين برق بيشتر براي دستگاه جانبي برخوردار است. همچنين يك درگاه ناياب ميكرو نوع AB نيز موجود است كه به دستگاه امكان مي‌دهد تا هم به عنوان ميزبان و هم دستگاه جانبي عمل كند.

كابل‌هاي يواس‌بي اختصاصي براي دستگاه‌هاي سامسونگ و اپل

يواس‌بي اختصاصي

تمام دستگاه‌ها از كابل‌هاي استاندارد يو‌اس‌بي كه در بالا معرفي كرديم، استفاده نمي‌كنند. در عوض برخي از آن‌ها به جاي درگاه و رابط نوع B از يك طراحي اختصاصي استفاده مي‌كنند. معروف‌ترين مثال براي اين گونه دستگاه‌ها، آيفون و آيپد است كه اپل به جاي انتهاي نوع B از اتصال ۳۰ پين يا لايتنينگ در آن‌ها استفاده مي‌كند؛ با اين حال، انتهاي نوع A از همان اندازه‌ي استاندارد برخوردار است.

نسخه‌هاي يواس‌بي

يواس‌بي ۱.۱: اين نسخه در اوت ۱۹۹۸ عرضه شد. نسخه‌ي ۱.۱ اولين نسخه‌ي يواس‌بي بود كه به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت؛ زيرا نسخه‌‌ي اوليه ۱.۰ هرگز در محصولات مخصوص مصرف‌كننده به كار گرفته نشد. اين نسخه مي‌توانست با حداكثر سرعت ۱۲ مگابيت بر ثانيه به انتقال داده بپردازد؛ با اين حال، سرعت عملي آن در اكثر مواقع تنها ۱.۲ مگابيت بر ثانيه بود. در حال حاضر، نسخه‌ي ۱.۱ به طور گسترده از رده خارج شده است.

يواس‌بي ۲.۰: اين نسخه در آوريل ۲۰۰۰ عرضه شد. حداكثر سرعت نسخه‌ي ۲.۰ در حالت «هاي اسپيد» ۴۸۰ مگابيت بر ثانيه است. نسخه‌ي ۲.۰ از حداكثر خروجي برق ۵ ولت و ۱.۸ آمپر همراهي مي‌كند و با نسخه‌ي ۱.۱ نيز پس‌سازگار است.

يواس‌بي ۳.۰: اين نسخه در نوامبر ۲۰۰۸ عرضه شد. يواس‌بي ۳.۰ مي‌تواند در حالت «سوپراسپيد» به سرعت ۵ گيگابيت بر ثانيه دست پيدا كند. درگاه يواس‌بي ۳.۰ و رابط آن معمولا به رنگ آبي است و از اين طريق مي‌توان تفاوت آن را با يو‌اس‌بي ۲.۰ تشخيص داد. نسخه‌ي ۳.۰ با نسخه‌ي ۲.۰ بك‌سازگار است و حداكثر خروجي برق درگاه آن ۵ ولت و ۱.۸ آمپر است. اين نسخه گاهي اوقات با عنوان يواس‌بي ۳.۱ نسل ۱ (USB 3.1 Gen 1) نيز ناميده مي‌شود.

يواس‌بي ۳.۱: اين نسخه كه با نام يواس‌بي ۳.۱ نسل ۲ (USB 3.1 Gen 2) نيز شناخته مي‌شود در ۲۶ ژوئيه‌ي ۲۰۱۳ عرضه شد. سرعت يواس‌بي ۳.۱ با افزايش دو برابري نسبت به نسل قبل و در حالت «سوپر اسپيد پلاس» به ۱۰ گيگابيت بر ثانيه مي‌رسد كه از اين انديشه متخصصين با استاندارد اوليه‌ي تاندربولت برابري مي‌كند. يواس‌بي ۳.۱ همچنين با يواس‌بي ۳.۰ و يواس‌بي ۲.۰ پس‌سازگار است. يواس‌بي ۳.۱ از ۳ پروفايل انرژي بهره مي‌برد و به دستگاه‌هاي بزرگ امكان مي‌دهد تا برق مورد نياز خود را حداكثر تا ۲ آمپر و ۵ ولت و به صورت اختياري حداكثر تا ۵ آمپر و ۱۲ ولت (۶۰ وات) يا ۲۰ ولت (۱۰۰ وات) از طريق ميزبان تامين كنند. اولين محصولات مجهز به يواس‌بي ۳.۱  با برخورداري از طراحي يواس‌بي نوع C اواخر سال گذشته روانه‌ي بازار شدند.

يك كابل يواس‌بي نوع C از برند Aukey كه انتهاي آن رابط نوع A قرار دارد

يواس‌بي نوع C

اندازه‌ي درگاه و رابط نوع C از انديشه متخصصين فيزيكي مشابه يواس‌بي ميكرو B است. ابعاد يك درگاه نوع C تقريبا ۸.۴ در ۲.۶ ميلي‌متر است و با اين اندازه‌ي كوچك امكان قرار دادن آن در داخل كوچك‌ترين دستگاه‌ها وجود دارد. با نوع C هر دو طرف رابط يواس‌بي مشابه يكديگر خواهد بود و از هر دو جهت عمل خواهد كرد؛ در نتيجه متخصص مي‌تواند بدون نگراني آن را به صورت وارونه نيز به دستگاه متصل كند.

از دو  سال پيش، يواس‌بي نوع C به صورت گسترده مورد استقبال قرار گرفته و در موبايل‌هاي و تبلت‌هاي بسياري به كار رفته است. بسياري از دستگاه‌هاي جديد حافظه نيز به جاي درگاه يواس‌بي B از از درگاه‌هاي يواس‌بي C استفاده مي‌كنند. تقريبا تمام دستگاه‌هايي كه از يو‌اس‌بي ۳.۱ همراهي مي‌كنند از درگاه يواس‌بي C بهره مي‌گيرند. يواس‌بي ۳.۱ مي‌تواند به حداكثر سرعت ۱۰ گيگابيت بر ثانيه دست پيدا كند و حداكثر خروجي برق آن نيز ۲۰ ولت (۱۰۰ وات) و ۵ آمپر است. اكثر لپ‌تاپ‌هاي ۱۵ اينچي فعلي نيازمند تقريبا ۶۰ وات برق هستند؛ در نتيجه امكان شارژ آن‌ها در آينده همانند موبايل‌هاي موبايل با درگاه كوچك يواس‌بي امكانپذير خواهد شد. مك‌بوك‌هاي جديد اپل تنها از يك درگاه يواس‌بي C برخوردار هستند كه براي انتقال همه چيز از برق تا داده و تصوير و صدا از آن استفاده مي‌شود.

يواس‌بي نوع C امكان انتقال برق دو طرفه را نيز فراهم مي‌كند؛ در نتيجه علاوه بر شارژ  دستگاه جانبي، دستگاه جانبي نيز مي‌تواند دستگاه ميزبان را شارژ كند. تمام اين‌ها بدين مفهوم است كه مي‌توانيد تبديل‌هاي اختصاصي و كابل‌هاي يواس‌بي خود را كنار بگذاريد و از يك درگاه كوچك اما قدرتمند كه با تمام دستگاه‌ها سازگار است، استفاده كنيد. يواس‌بي نوع C به طرز قابل توجه‌اي ميزان نياز به انواع مختلف سيم‌هايي را كه در حال حاضر براي كاركرد دستگاه‌ها ضروري است، كاهش مي‌دهد.

يك درگاه براي همه

يواس‌بي نوع C و يواس‌بي ۳.۱ با يواس‌بي ۳.۰ و يواس‌بي ۲.۰ پس‌سازگار هستند. در يك اتصال بي‌نقص يواس‌بي نوع C، ديگر نيازي به درگاه‌ها و رابط‌هاي نوع A وجود ندارد.؛ با اين حال، براي برخي مقاصد، كابل‌هاي  نوع A به نوع C وجود دارد. علاوه بر اين، تبديل‌هايي وجود دارد كه دستگاه‌ها و ميزبان‌هاي نوع C را با دستگاه‌هاي فعلي يواس‌بي سازگار مي‌كند.

اين اولين و احتمالا تنها باري است كه اتصال‌هاي يواس‌بي نيازمند تبديل هستند. انجمن پياده‌سازي يواس‌بي، گروه مسئول توسعه‌ي يواس‌بي مي‌گويد كه يواس‌بي نوع C براي رفع نياز آينده طراحي شده است؛ بدين مفهوم كه اين طراحي براي نسخه‌هاي سريع‌تر يواس‌بي در آينده به كار گرفته خواهد شد.

چند سالي زمان خواهد برد تا نوع C به محبوبيت فعلي نوع A در دستگاه‌هاي ميزبان دست پيدا كند؛ اما هنگامي كه اين امر محقق شود؛ نحوه‌ي استفاده‌ي ما از دستگاه‌ها به ميزان زيادي آسان‌تر خواهد شد. حتي برخي شركت‌هاي سازنده‌ي موبايل همراه نظير اچ‌تي‌سي در حال حاضر با حذف جك ۳.۵ ميلي‌متري هدفون از محصولات خود، هدفون‌هايي مبتني بر رابط يواس‌بي نوع C توسعه داده‌اند كه اين مسئله احتمالا موجب كنار رفتن بيش از پيش اين جك صوتي خواهد شد. با افزوده شدن تاندربولت ۳ به يواس‌بي C، در نهايت تنها يك نوع درگاه و كابل براي اتصال تمام دستگاه‌هاي جانبي به يكديگر و به كامپيوتر در اختيار خواهيم داشت. پيش‌بيني مي‌شود كه به لطف همراهي از يواس‌بي C، استقبال از تاندربولت ۳ كاهش يابد و اين استاندارد نيز در آينده كنار گذاشته شود.