USB 3.0, 3.1, 3.2 och USB4 – hastigheter och namn reder ut

USB 3.2 Gen 2 är en 10 Gbps-länk. Det enda faktumet reder ut det mesta av förvirringen: siffrorna i USB-namn är hastigheterna, och generationerna är namnbyten av samma teknik. USB 3.0 blev USB 3.1 Gen 1, sedan USB 3.2 Gen 1, och alla tre är 5 Gbps. USB 3.1 Gen 2 blev USB 3.2 Gen 2, och båda är 10 Gbps. USB4 är en annan konstruktion som börjar på 20 Gbps och når 40 Gbps eller 80 Gbps. Kontakten i änden – vanligtvis USB-C – säger ingenting om hastigheten.

Alla USB 3-namn i en tabell

Tabellen nedan är hela namnbyteshistorien. En port eller kabel som säljs under ett äldre namn är inte långsammare än en som säljs under ett nyare namn; namnet ändrades, kiselkretsen gjorde det inte.

USB 3.2 Gen 1 och Gen 2 är samma ledningar och samma portar som USB 3.0 och USB 3.1 Gen 2. 2x2-versionen är den udda: den använder två 10 Gbps-länar samtidigt, vilket är anledningen till att den kräver USB-C och inte kan köras över en Type-A-kontakt. USB4 Version 2.0 kan flytta 120 Gbps i en riktning för skärmar, och byter bort returvägen för det.

Vad portfärgerna betydde

Blå insatser markerade en gång USB 3.0-portar, och teal eller röd markerade ibland högre hastigheter eller alltid-på-laddning. Dessa färger var aldrig en del av specifikationen, och tillverkare använde dem löst. En blå port idag kan vara 5 Gbps, 10 Gbps eller en port endast för laddning. Den enda tillförlitliga märkningen är hastigheten tryckt bredvid porten, eller manualen. USB-IF begär nu namn som USB 5Gbps, USB 10Gbps, USB 20Gbps, USB 40Gbps och USB 80Gbps, som säger exakt vad porten gör.

USB 3.0 vs 3.1 vs 3.2: vad som faktiskt ändrades

USB 3.0 kom 2008 med 5 Gbps. USB 3.1 lade till ett 10 Gbps-läge och döpte om det gamla 5 Gbps-läget till Gen 1. USB 3.2 samlade båda under ett dokument och lade till 20 Gbps tvålan-läget, och döpte om de äldre lägena igen. Ingenting med en USB 3.0-enhet ändrades när namnen gjorde det.

Detta spelar roll vid köp. En docka som annonseras som USB 3.2 kan vara en 5 Gbps-docka, eftersom USB 3.2 Gen 1 är en giltig beskrivning av 5 Gbps. En disk som annonseras som USB 3.2 Gen 2 är 10 Gbps. Läs generationen och antalet länar, inte versionsnumret.

Vad en disk eller docka verkligen behöver

En SATA-SSD når som mest långt under 5 Gbps, så en 5 Gbps-port räcker för den. En snabb NVMe-disk i ett hölje kan använda 10 Gbps, och en 20 Gbps- eller 40 Gbps-länk hjälper bara om disken själv klarar av det. En docka med två 4K-skärmar, Ethernet och kortläsare behöver skärmbandbredden mer än databandbredden, och det är där USB4 och Thunderbolt gör sig förtjänta. För ett vanligt tangentbord, mus eller skrivare fungerar vilken USB-port som helst.

USB4, Thunderbolt och 40 Gbps-frågan

USB4 är byggt på Thunderbolt 3-protokollet, som Intel bidrog med till USB-IF 2019. USB4 körs i 20 Gbps eller 40 Gbps. Thunderbolt 3 (2015) är 40 Gbps över USB-C och levererar upp till 15 W för bussdrivna enheter. Thunderbolt 4 (2020) är också 40 Gbps, med PCIe i 32 Gbps, två 4K-skärmar eller en 8K, och laptopladdning upp till 100 W på minst en port. Thunderbolt 5 (2023) körs i 80 Gbps båda vägarna, upp till 120 Gbps i en riktning för skärmar, PCIe i 64 Gbps, och laddning upp till 240 W. Thunderbolt 4- och 5-kablar fungerar också som USB-C-kablar för data och laddning. Skillnaderna i vad var och en garanterar finns i Thunderbolt 3, 4 och 5 vs USB4.

Kabellängdsgränser efter hastighet

Hastighet och längd går emot varandra. Specifikationen anger dessa gränser för USB Type-C-kablar:

USB 2.0-kablar går upp till 5 m (16 ft) per segment, och med upp till 5 hubbar i en kedja, upp till 30 m (98 ft) totalt. En värdkontroller adresserar upp till 127 enheter. USB 3.x passiva kablar med Type-A- eller Type-B-kontakter säljs vanligtvis upp till 3 m (10 ft); aktiva och optiska förlängningskablar går längre. Den fullständiga uppsättningen gränser, inklusive hubbar och förlängningar, finns på maximal USB-kabellängd.

Effekt: vad en port och en kabel kan leverera

En USB 2.0-port levererar 500 mA vid 5 V (2,5 W). USB 3.x levererar 900 mA (4,5 W), och USB Battery Charging 1.2 tillåter upp till 1,5 A (7,5 W). USB-C vid 5 V kan leverera 1,5 A (7,5 W) eller 3 A (15 W).

USB Power Delivery går längre. Standard Power Range når upp till 100 W (20 V vid 5 A) med fasta spänningar på 5 V, 9 V, 15 V och 20 V. PD 3.1 (2021) Extended Power Range når upp till 240 W (48 V vid 5 A), och lägger till 28 V, 36 V och 48 V. Varje USB-C till USB-C-kabel måste klara 3 A, vilket är 60 W vid 20 V. Strömmar över 3 A kräver en 5 A-kabel med ett e-marker-chip: 100 W-kablar, och 240 W EPR-kablar. En laptop som laddar vid 100 W laddar inte med full hastighet från en kabel utan e-marker, även om laddaren är klassad för det.

Vad som går fel

En USB-C-kabel som laddar en telefon kan vara en USB 2.0-kabel vid 480 Mbps. USB-C är en kontakt, inte en hastighet, och kabeln inuti kan bära endast det äldre dataparet. Det är därför en disk som fungerar i 10 Gbps med en kabel kryper fram med en annan. Skillnaderna finns i varför USB-C-kablar inte är likadana.

En 10 Gbps-disk i en 5 Gbps-port fungerar fortfarande, i 5 Gbps. Länken förhandlar ner, så felet är prestanda, inte fel. Samma sak händer med en 40 Gbps-docka i en 10 Gbps-port: skärmar kan minska till en, eller upplösningen kan sjunka.

Långa passiva kablar vid hög hastighet är det andra vanliga felet. En 3 m USB 10Gbps-kabel ligger utanför specifikationen, och disken kan kopplas från under belastning eller inte visas alls. Aktiva eller optiska kablar finns för dessa sträckor.

En laddare och en enhet kan komma överens om effekt och fortfarande inte komma överens om data. USB-C-kablar endast för laddning har inga datapar alls. Om en enhet inte ses av en dator, prova kabeln som följde med en disk istället för den från en laddare.

Slutligen, en USB4- eller Thunderbolt-enhet i en vanlig USB 3.2-port faller vanligtvis tillbaka till USB 3.2-beteende. Både porten och kabeln måste stödja det högre läget för att det ska användas.

Att välja efter vad som är inkopplat

För ett tangentbord, mus, skrivare eller ljudgränssnitt räcker USB 2.0 och vilken kabel som helst fungerar. För ett SATA-SSD-hölje räcker 5 Gbps; för NVMe, 10 Gbps eller 20 Gbps. För en docka som driver två skärmar, leta efter USB4 eller Thunderbolt 4 eller 5, och kontrollera skärmutgångarna som dockan faktiskt erbjuder. För att ladda en laptop, matcha wattalet och använd en kabel med e-marker för allt över 60 W.

När en port är omärkt visar manualen eller systemets USB-träd hastigheten. Namnet på förpackningen är den minst tillförlitliga vägledningen, eftersom samma 5 Gbps-länk har sålts under tre olika namn.