Usb type c с поддержкой displayport что это

Всё, что вы хотели знать про USB Type-C, но боялись спросить

День добрый, Geektimes! Все уже слышали про USB Type-C? Тот самый, который двухсторонний, быстрый-модный-молодёжный, заряжает новый макбук, делает волосы гладкими и шелковистыми и обещает стать новым стандартом подключения на следующие лет десять?

Так вот, во-первых, это тип разъёма, а не новый стандарт. Стандарт называется USB 3.1. Во-вторых, говорить нужно именно о новом стандарте USB, а Type-C лишь приятный бонус. Чтобы понять, в чём разница, что скрывается за USB 3.1, а что — за Type C, как заряжать от USB-кабеля целый ноутбук и что ещё можно сделать с новыми USB Type-C:

Коротко о главном

USB как стандарт появился почти двадцать лет назад. Первые спецификации на USB 1.0 появились в 1994 году и решали три ключевых проблемы: унификацию разъёма, по которому подключалось расширяющее функции ПК оборудования, простоту для пользователя, высокую скорость передачи данных на устройство и с него.

Не смотря на определённые преимущества USB-подключения перед PS/2, COM и LPT-портами, популярность пришла к нему не сразу. Взрывной рост USB испытал в начале двухтысячных: сначала к нему подключались камеры, сканеры и принтеры, затем флеш-накопители.

В 2001 году появились первые коммерческие реализации того USB, который нам привычен и понятен: версии 2.0. Им мы пользуемся вот уже 14-й год и устроен он сравнительно просто.

USB 2.0

Любой кабель USB версии 2.0 и ниже имеет внутри 4 медных проводника. По двум из них передаётся питание, по двум другим — данные. Кабели USB (по стандарту) строго ориентированы: один из концов должен подключаться к хосту (то есть системе, которая будет управлять соединением) и называется он Type-A, другой — к устройству, он называется Type-B. Разумеется, иногда в устройствах (таких, как флешки) кабеля нет вообще, разъём типа «к хосту» располагается прямо на плате.

На стороне хоста существует специальный чип: контроллер USB (в настольных компьютерах он может быть как частью системной логики, так и вынесен в качестве внешней микросхемы). Именно он инициализирует работу шины, определяет скорость подключения, порядок и расписание движения пакетов данных, но это всё детали. Нас больше всего интересуют разъёмы и коннекторы классического USB-формата.

Самый популярный разъём, которым все пользовались — USB Type-A классического размера: он расположен на флешках, USB-модемах, на концах проводов мышей и клавиатур. Чуть реже встречаются полноразмерные USB Type-B: обычно таким кабелем подключаются принтеры и сканеры. Мини-версия USB Type-B до сих пор часто используется в кардридерах, цифровых камерах, USB-хабах. Микро-версия Type-B стараниями европейских стандартизаторов стала де-факто самым популярным разъёмом в мире: все актуальные мобильники, смартфоны и планшеты (кроме продукции одной фруктовой компании) выпускаются именно с разъёмом USB Type-B Micro.

Ну а USB Type-A микро и миниформата наверное никто толком и не видел. Лично я навскидку не назову ни одного устройства с такими разъёмами. Даже фотографии пришлось из википедии доставать:

Все эти разъёмы объединяет одна простая вещь: внутри находится четыре контактных площадки, которые обеспечивают подключаемое устройство и питанием, и связью:

С USB 2.0 всё более-менее понятно. Проблема стандарта заключалась в том, что двух проводников для передачи данных мало, да и разработанные в середине первого десятилетия спецификации не предусматривали передачу больших токов по цепям питания. Сильнее всего от подобных ограничений страдали внешние жёсткие диски.

USB 3.0

Для улучшения характеристик стандарта была разработана новая спецификация USB 3.0, которая содержала следующие ключевые отличия:

Кроме того, появилось ещё 4 разъёма, электрически и механически совместимые с USB Type-A версии 2.0. Они позволяли как подключать USB 2.0-устройства к 3.0-хостам, так и 3.0-устройства к 2.0-хостам или по 2.0-кабелю, но с ограничением по питанию и скорости передачи данных.

USB 3.1

С осени 2013 года приняты спецификации на обновлённый стандарт USB 3.1, который и принёс нам разъём Type-C, передачу до 100 Вт питания и удвоение скорости передачи данных по сравнению с USB 3.0. Однако стоит отметить, что все три новшества — это лишь части одного нового стандарта, которые могут быть как применены все вместе (и тогда девайс или кабель получит сертификацию USB 3.1), либо по отдельности. Например, технически внутри Type-C кабеля можно организовать хоть USB 2.0 на четырёх проводах и двух парах контактов. К слову, такой «финт» провернула компания Nokia: её планшет Nokia N1 имеет разъём USB Type-C, но внутри используется обычный USB 2.0: со всеми ограничениями по питанию и скорости передачи данных.

USB 3.1, Type-C и питание

За возможности по передаче действительно серьёзных мощностей отвечает новый стандарт USB PD (Power Delivery). Согласно спецификациям, для сертификации USB PD устройство и кабель должны обеспечивать передачу тока с мощностью до 100 Ватт, причём в обе стороны (как к хосту, так и от него). При этом передача электроэнергии не должна мешать передаче данных.

Пока существует только два ноутбука, полностью поддерживающие USB Power Delivery: новый макбук и Chromebook Pixel.

Ну а потом, кто знает, может, будем дома вот такие розетки ставить?

USB Type-C и обратная совместимость

USB как стандарт силён своей обратной совместимостью. Найдите древнюю флешку на 16 мегабайт, поддерживающую только USB 1.1, вставьте её в порт 3.0 и работайте. Подключите современный HDD в разъём USB 2.0, и если ему хватит питания — всё заведётся, просто скорость будет ограничена. А если не хватит — существуют специальные переходники: они используют цепи питания ещё одного порта USB. Скорость не увеличится, но HDD будет работать.

Та же история и с USB 3.1 и разъёмом Type-C, с одной лишь поправкой: новый разъём геометрически никак не совместим со старыми. Впрочем, производители активно начали производство как проводов Type-A Type-C, так и всевозможных переходников, адаптеров и разветвителей.

USB Type-C и туннелирование

Скорость передачи данных стандарта USB 3.1 позволяет не только подключать накопители и периферию, заряжать ноутбук от сети через Type-C-кабель, но и подключить, скажем… монитор. Одним проводом. И USB hub с несколькими 2.0-портами внутри монитора. 100 Вт питания, скорость, сравнимая с DisplayPort и HDMI, универсальный разъём и всего один проводок от ноутбука к монитору, блок питания которого и дисплей обеспечит электричеством, и ноутбук зарядит. Разве это не прекрасно?

Что сейчас есть на USB Type-C

Так как технология молодая, на USB 3.1 девайсов совсем немного. Устройств же с кабелем / разъёмом USB Type-C немногим больше, но всё равно недостаточно, чтобы Type-C стал таким же распространённым и естественным, как Micro-B, который есть у любого пользователя смартфона.

На персональных компьютерах Type-C ждать можно уже в 2016, но некоторые производители взяли и обновили линейку имеющихся материнских плат. Например, USB Type-C с полной поддержкой USB 3.1 есть на материнской плате MSI Z97A Gaming 6.

Итоги

USB 3.1 наконец-то станет «королём» разъёмов. По нему можно подключить практически что угодно: внешний диск, дисплей, периферию, адаптер питания и даже массив из SSD-дисков. Пропускная способность и 100 Вт передаваемой мощности — серьёзная заявка на успех.

Представьте мир через 5 лет? Куда не приди — всюду и зарядка есть, и разъём подходит, и спрашивать не надо. И фотоаппарат подключить легко, и телефон, и вообще всё-всё-всё… И только в бухгалтерии как пользовались дискетами, так и будут пользоваться.

Спасибо за внимание!

Источник

Разбираемся с передачей видео в разрешении 4К на 60 Гц через хаб USB-C

Это инструкция по передаче видео высокого разрешения по USB-C, которую я хотел бы в своё время иметь. Если вы хотите подключить монитор высокого разрешения к своему компьютеру, имеющему выход USB-C, читайте далее.

Забудьте про HDMI

В первую очередь необходимо сконцентрироваться на подключении к разъёму DisplayPort и забыть про HDMI. Вы не найдёте хаба USB-C, возможности которого с использованием порта HDMI превосходят возможности с использованием DisplayPort, однако же можно найти хабы, которые через DisplayPort предлагают большее разрешение и частоту обновления. Подозреваю, что большинство хабов с поддержкой HDMI внутри просто работают через DisplayPort и конвертер DisplayPort – HDMI. Всё оттого, что видео через DisplayPort на USB-C с одной и той же частотой и разрешением можно передавать более эффективно, чем через HDMI.

Коннекторы DualMode DisplayPort++ способны работать как коннекторы HDMI с простым пассивным адаптером (он преобразует 3,3 В в 5 В). Обычные коннекторы DisplayPort такого не умеют, и требуют активного HDMI-адаптера. Других отличий между двумя этими типами DisplayPort я не знаю.

Компромиссы по пропускной способности: всё дело в полосах

USB-C коннектор с 24 контактами является ключом к пониманию.

У коннекторов USB-C есть четыре дифференциальных разных пары, или «полосы», для передачи данных на высокой скорости. Есть и пятая пара, D+ и D-, передающая данные в старом стиле USB 2.0.

Посмотрим, что происходит при добавлении в эту кучу DisplayPort:

USB 3.1 Gen 2 использует только две из четырёх полос, как показано в двух верхних строках таблицы. Две остальные пропадают зря (их будет использовать USB 3.2). Две этих полосы можно переделать на поддержку родного сигнала DisplayPort, используя то, что называют DisplayPort Alternate Mode – это показано в средних строках. В данном случае коннектор USB-C работает как коннектор DisplayPort другой формы и дополнительными проводами для данных USB. Быстродействие USB 3.1 не теряет. Для компьютера и внешнего монитора это выглядит ровно как обычное соединение DisplayPort.

Две полосы DisplayPort обеспечивают достаточную пропускную способность для одного внешнего монитора разрешения до 4К и 30 Гц. Для фильмов сойдёт, но работать с десктопами Windows или MacOS на 30 Гц жестоко. Для поддержки частоты обновления в 60 Гц нужно уменьшить разрешение до 2К.

Если вам нужно 4К 60 Гц, 5К или несколько внешних мониторов, придётся использовать DisplayPort Alternate Mode со всеми четырьмя полосами для передачи данных DisplayPort, как показано в нижних строках таблицы. Для компьютера и внешнего монитора это всё ещё выглядит как обычное соединение DisplayPort. Однако для данных USB 3.1 полос уже не остаётся. Остаётся только старая пара D+/D-, обеспечивающая медленные данные USB 2.0. Это значит, что никакой USB-C хаб, использующий эту технологию для передачи видео 4К 60 Гц не может иметь портов USB 3.1.

Также можно поддерживать внешние мониторы с DisplayPort, не используя выделенных полос для DisplayPort Alternate Mode, и для этого есть два разных подхода. Если в порту USB-C компьютера есть поддержка Thunderbolt 3, тогда данные DisplayPort можно передавать внутри данных Thunderbolt. Тогда видеоданные становятся ещё одним типом макетов данных, уплотнённых вместе со всем остальным. У Thunderbolt 3 достаточно пропускной способности, чтобы таким способом поддерживать несколько соединений на 4К60, и ещё останется место для данных USB 3.1

Это круто, однако хабы для Thunderbolt 3 дороги, а у компьютера должна быть поддержка Thunderbolt 3, чего у многих нет. Также для компьютера это выглядит по-другому – в отличие от DisplayPort Alternate Mode, тут нет никаких родных сигналов DisplayPort и прямой связи с GPU компьютера. Не знаю, есть ли из-за этого задержка обработки видео, или это всё волшебным образом обрабатывается в чипсете без потери скорости. Полагаю, что потери нет.

DisplayLink

Другой способ поддержки внешних мониторов без выделения полос – DisplayLink. Эта технология сжимает видео на стороне хоста, отправляет его по USB 3.1 в виде данных общего назначения, и превращает обратно в видео на другом конце при помощи особого чипа типа DL-6950. Это похоже на доступ к экрану рабочего компьютера из дома по системе удалённого рабочего стола, только всё это происходит на одном вашем же рабочем столе.

DisplayLink хорошо подходит для запихивания видео высокого разрешения в низкоскоростное соединение типа USB, или поддержки нескольких внешних мониторов без использования Thunderbolt. Однако при наличии альтернатив лучше избегать DisplayLink. Вот его недостатки:

Так и какие у нас варианты?

Учитывая всё вышесказанной, можно разбить USB-C хабы на четыре категории на основании того, как они работают с видео. Вот примеры из каждой категории.

4 полосы для видео

2 полосы для видео

0 полос для видео – DisplayLink

0 полос для видео – Thunderbolt 3

Врунишки

А каков ваш опыт подключения внешних мониторов по USB-C?

Источник

Разбираемся в кабелях USB Type-C. Это просто помойка

В 2015 году Apple выпустила свой первый гаджет, оснащенный новым и, на удивление, единственным портом USB Type-C. MacBook, в котором всего один порт, вызвал шквал недовольства среди фанатов компании.

А потом стерпелось, слюбилось, и Apple по сей день не только весьма успешно продает 12-дюймовую линейку ультрабуков, но и оснастила USB Type-C серию MacBook Pro, полностью отказавшись от классического USB 2.0/3.0, да и вообще каких-либо дополнительных портов.

Со дня выхода MacBook прошло уже почти три года, но у пользователей и по сей день возникают вопросы по эксплуатации новомодного порта USB Type-C. Особенно волнует вопрос подбора кабелей и аксессуаров.

В этом материале мы разберемся со всеми нюансами нового стандарта. Я постараюсь подать материал так, чтобы после его прочтения больше не возникало вопросов, а о портах USB Type-C в MacBook и MacBook Pro стало известно все.

Откуда появился USB-C и где закралась проблема

Сам USB-стандарт появился еще в 1994 году. USB 1.0 был задуман как универсальный порт для подключения к ПК всевозможного оборудования. Активно использовать его стали лишь в 2000-х.

USB 2.0. Затем пришло время USB 2.0. Кабели USB 2.0 имеют строгую ориентацию и представлены двумя типами разъемов: USB Type-A и USB Type-B. С ростом популярности мобильных устройств позднее появятся еще два типа разъемов: USB Micro-B и USB Mini-B.

Данные передавались по двум кабелям, как правило, зеленого и белого цвета, а черный и красный отвечали за питание.

Максимальная скорость передачи данных по USB 2.0 составляет 480 МБит/с. Главный недостаток стандарта — слишком низкие токи (не более 500 мА), что часто вызывало проблемы при подключении внешних накопителей.

USB 3.0. Решив устранить недостатки USB 2.0, инженеры разрабатывают новый стандарт — USB 3.0. «Синий USB» стал значительно быстрее и способен был передавать данные на скорости до 5 Гбит/с.

Возможно это стало за счет появления четырех дополнительных линий связи, а, как результат, и роста максимального тока до 900 мА.

Осенью 2013 года были утверждены спецификации обновленного стандарта USB 3.1 Type-C. С тех пор жизнь перестала быть прежней.

Что вообще представляет из себя USB Type-C

Несмотря на то, что инженеры уже успели выпустить три итерации стандарта USB, перед ними по прежнему оставался открытым главный вопрос. Нужно было обеспечить нормальное питание.

Жалкого тока в 900 мА для подпитки той же батареи ноутбука на 8 – 10 тыс. мАч явно не хватит. К тому же, на рынке стали появляться более требовательные к питанию аксессуары, а тенденция производителей делать устройства тоньше и компактнее вынуждали отказываться от таких портов, как HDMI, Thunderbolt, классический USB, Ethernet.

Вместо 8-контактного USB 3.0 появляется 24-контактный USB 3.1 Type C. Почему их так много? Судите сами:

Новая спецификация USB Type-C открыла перед пользователям сразу ряд новых возможностей.

Во-первых, в USB Type-C есть новый стандарт USB PD, согласно которому данный порт и соответствующие кабели должны обеспечивать передачу тока мощность до 100 Вт в обе стороны.

Во-вторых, впечатляющие скорости передачи данных. В альтернативном режиме Thunderbolt 3 можно передавать данные на скорости до 40 Гбит/с. Разумеется, с определенными «если», но об этом ниже.

В-третьих, он умеет передавать видео с разрешением вплоть до 5К. Скорость тут с запасом и потребность в HDMI попросту отпадает.

Наконец, USB Type-C удобен тем, что «как его не воткни», он будет работать. Он двусторонний. Логичное продолжение Lightning-кабеля, но теперь не только для устройств Apple.

А что тогда установлено в MacBook и MacBook Pro?

Прежде, чем мы разберемся с выбором кабелей и USB Type-C аксессуаров, необходимо разобраться с теми USB Type-C портами, которые установлены в макбуках.

Увы, USB Promoter Group наколола очень много дров со спецификацией USB 3.1, наплодив несколько поколений портов и окончательно запутав пользователей.

Распутываем этот гордиев узел.

Итак, вот все поколения MacBook и соответствующие USB Type-C порты, установленные в них.

То есть стоит сразу же понимать, что если у вас 12-дюймовый MacBook, о поддержке Thunderbolt 3 можете забыть, а значит переплачивать за поддержку данной спецификации при выборе кабеля глупо.

MacBook 12″ поддерживает передачу видео по HDMI, VGA и DisplayPort (с соответствующими переходниками), а вот подружить его с Thunderbolt устройствами не выйдет.

С MacBook Pro 2016 и новее все намного интереснее. 13-дюймовые модели MacBook Pro вплоть до недавнего обновления имели лишь два из четырех портов (те, что слева) с поддержкой Thunderbolt 3.

В 2018 году уже все четыре порта в моделях с TouchBar полностью поддерживают передачу данных на полной скорости. У 12-дюймовых MacBook все осталось без изменений.

Выбираем правильный кабель для конкретных задач

Выбор USB Type-C кабеля напрямую зависит от задачи, которую вы преследуете. Спецификация эта весьма обширна, и ей присущи определенные ограничения.

1. Для зарядки

USB Type-C поддерживает мощность подзарядки вплоть до 100 Вт. В комплекте с макбуками поставляется соответствующий зарядный кабель со вшитым контроллером, ограничивающим максмальную мощность зарядки.

С 12-дюймовым MacBook поставляется кабель с максимальной мощностью зарядки до 61 Вт. С MacBook Pro 13 и 15 дюймов 87 Вт соответственно.

А это значит лишь одно: если вы подключите 61-ваттный кабель к 87-ваттной зарядке и попробуете зарядить MacBook Pro 15», скажем, 2018 года выпуска, то зарядка будет проходить на мощности в 61 Вт. То есть в полтора раза медленнее.

Это актуально и для других сертифицированных производителей зарядных кабелей.

А можно ли подключать MacBook к зарядке с повышенной мощностью? Можно. Вместо комплектного блока питания на 29 Вт можете запитать его зарядником от 15-дюймового MacBook Pro на 87 Вт. Это не страшно, но чуда не будет и MacBook не зарядится быстрее.

И да, это не вредно. MacBook возьмет ровно столько, сколько ему можно. К слову, с iPad история такая же.

Чтобы окончательно решить вопросы с зарядкой и получить кабель «на все случаи жизни», можно остановить выбор на оригинальном 2-метровом кабеле USB-C за 1 490 руб.

2. Для передачи видеосигнала вроде HDMI

Вы решили подключить к MacBook или MacBook Pro внешний монитор или телевизор. Разбираемся, что использовать для передачи видеопотока в связке с USB Type-C.

Первое и главное — определите, каким портом ввода оснащен внешний монитор или ТВ.

Для HDMI. Есть универсальный вариант, который не только добавит макбукам стандартный USB 2.0/3.0 порт и HDMI, но и продублирует USB Type-C. Стоит 5 490 руб.

Для VGA. Аналогичное, но более архаичное решение для VGA за те же 5 490 руб.

Для Thunderbolt 3. На рынке уже есть несколько моделей Thunderbolt 3-дисплеев (12-дюймовые MacBook проходят мимо). 0,8 метров такого кабеля обойдется в 3 190 руб.

Этот же вариант можно использовать и для зарядки (вплоть до 100 Вт). Переплатив 2 тыс. руб и купив вместо зарядного USB Type-C кабеля этот, вы получите действительно универсальный шнурок, поддерживающий передачу данных на скорости до 40 Гбит/с.

Важно. Не гонитесь за длиной. Двухметровый и полуметровый кабели с поддержкой Thunderbolt 3 — это разные вещи.

Но, тут стоит внести определенную ясность.

3. Для подключения устройств USB 2.0/USB 3.0

Пожалуй, единственный случай, когда с переходниками нет никаких проблем. Тот же стандартный USB Type-C —> USB переходник за 1 490 руб. способен выдавать до 5 Гбит/с.

Именно на это и рассчитан порт USB Type-C в семействе 12-дюймовых MacBook.

4. Для максимальной скорости данных (5K и 4K 60Гц)

40 Гбит/с — столько максимально способен передавать USB Type-C gen 2 с поддержкой Thunderbolt 3. Но это при идеальных условиях.

Для обеспечения такой скорости длина кабеля не должна превышать 18 дюймов или 45 сантиметров. В противном случае скорость резко падает.

Но и тут все не так однозначно. Шнуры Thunderbolt 3 делятся на две категории: пассивные и активные. И на это следует обращать внимание, если для вас важна скорость.

Первые при длине в два метра передают данные со вдвое меньшей скоростью, то есть на уровне 20 Гбит/с, а то и меньше.

Ссылка на такой активный кабель от компании Choetech тут.

У активных есть специальный передатчик, контролирующий скорость передачи по всей длине кабеля. У таких шнурков скорость сохраняется.

А вот пример сертифицированного пассивного кабеля Plugable длиной до 2 метров. Скорость тут не более 20 Гбит/с, но и цена приятнее в разы.

Как видите, все очень сложно

При выборе кабелей и аксессуаров USB Type-C, как ни крути, придется включать мозг.

Вы должны четко понимать, для каких целей покупаете тот или иной шнурок и каких скоростей от него ждете. Если вас устраивает 20 Гбит/с, но нужна длина в два метра, не обязательно вываливать две сотни вечнозеленых купюр за активный Thunderbolt 3 кабель.

Если просто о сложном, то:

И главное. Откажитесь от USB Type-C кабелей (внимательно читаем пункт 2 статьи) и аксессуаров, выпущенных малоизвестными кустарными китайскими брендами. Особенно это касается выбора шнурков, которые будут использоваться для зарядки MacBook. Риск спалить девайс в случае с USB Type-C как никогда высок.

Источник