Tìm hiểu và những điều cần biết chuẩn USB 3.1, USB Type-C và USB

Trong chuyên mục "em yêu khoa học" hôm nay, Nhattin.vn xin tóm tắt sơ lược những điều cần biết về hai chuẩn USB 3.1 và USB Type-C cũng như dòng điện cung cấp cho USB.

1. USB 3.1 và USB Type-C không phải là một

2 khái niệm USB đời mới này trong nhiều trường hợp được nhà sản xuất thiết kế "2 trong 1" khiến nhiều người tưởng rằng cả hai là một. Tuy nhiên, hãy nhận định theo một cách đơn giản sau: USB là một chuẩn kết nối và con số 3.1 chính là phiên bản của nó - đó là một công nghệ, chứ không phải là một vật hữu hình. Trong khi đó, USB Type-C thực chất chỉ là một chuẩn thiết kế mới mà thôi và bao gồm 2 phần: đầu cắm Type-C (plug) và ổ cắm Type-C.

Chính vì thế, tuy USB Type-C được thiết kế tương thích với những tín hiệu USB 3.1, điều này không đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất phải kết hợp USB 3.1 vào Type-C. Một ví dụ điển hình, chiếc máy tính bảng Nokia N1 tuy chỉ sử dụng chuẩn kết nối USB 2.0 nhưng lại có cổng kết nối kiểu Type-C (chiếc smartphone One Plus Two cũng vậy). Ngược lại, ở những chiếc laptop đời mới vẫn được trang bị chuẩn USB 3.0/3.1 nhưng có thiết kế kiểu Type-A truyền thống với các ổ cắm có màu xanh dương.

2. USB Type-C có thiết kế khả nghịch, bền hơn và thiết kế đầu cắm nhỏ hơn

Ưu điểm lớn nhất của USB Type-C là việc đã và đang thay đổi cách con người cắm các loại kết nối USB. Giờ đây, bạn sẽ không phải lo cắm USB không chính xác nữa do USB Type-C có một thiết kế khả nghịch (reversible) có thể cắm theo bất cứ chiều nào cũng được.

Ngoài ra, USB Type-C cũng được thiết kế rất bền bỉ với hơn 10,000 lần cắm vào / rút ra mà không phải vấn đề gì trong các bài kiểm tra độ bền. Một điểm sáng khác là việc USB Type-C có thiết kế đầu cắm và ổ cắm rất nhỏ gọn - điều này sẽ giúp các thiết bị trông đẹp hơn cũng như để không gian trống cho các cổng kết nối khác.

3. USB Type-C sẽ dần dần thay thế mọi đầu cắm USB trước kia

Ở thời điểm hiện tại, có thể nói USB Type-C khá hoàn hảo khi đem lại những sự ưu việt như: thiết kế khả nghịch, tương thích tốt với kết nối USB 3.1, các tín hiệu đường truyền DisplayPort ở độ phân giải 4K và có thể gánh được dòng điện lên tới 100W. Vì thế thật không ngoa khi nói rằng USB Type-C sẽ dần dần thay thế mọi loại kết nối USB ở thời điểm hiện tại.

Một số nhà sản xuất đã bắt đầu sử dụng chuẩn USB Type-C trên các thiết bị cao cấp của mình. Điển hình như Apple với chiếc MacBook 12 inch chỉ sở hữu duy nhất một cổng kết nối USB Type-C để thực hiện mọi tác vụ như sạc pin, chuyển đổi dữ liệu, xuất video ra các thiết bị ngoại vi... Ngoài ra, Google Chromebook Pixel cũng được trang bị đến 2 cổng USB Type-C với khả năng tương tự. Tuy nhiên, một điểm khá bất lợi là việc 2 thiết bị này cần đến 1 adapter sạc chuyên dụng (có đầu cắm Type-C) chứ không xài chung được với các dòng máy khác.

Nói đi cũng phải nói lại, các thiết bị sở hữu cổng USB Type-C sẽ không thể sử dụng được các chuẩn đầu cắm USB khác. Bạn sẽ không thể kết nối các cable kết nối Type-A, microUSB vào cổng cắm Type-C.

4. USB 3.1 có tốc đồ truyền tải dữ liệu nhanh hơn gấp nhiều lần

Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu về chuẩn kết nối USB 3.1. Trong lịch sử hình thành của USB, chuẩn kết nối đầu tiên ( USB 1.0) cho tốc độ truyền tải dữ liệu 12 megabits một giây. Đến thời kì của USB 2.0, tốc độ đã đạt 480Mbps. Không dừng lại ở đó, USB 3.0 là một bước nhảy vọt thần kì với tốc độ truyền tải lên đến 5Gbps và bây giờ với 3.1 sẽ là 10Gbps. (không viết 4.0 sẽ còn khủng khiếp đến mức nào nhỉ?). Ở điều kiện trải nghiệm thực tế, USB 3.1 cho tốc độ truyền tải dữ liệu ở mức 7.2Gbps - rất nhanh trong mọi trường hợp.

Tuy nhiên với những smartphone hoặc tablet ngày nay, dữ liệu sẽ không được chuyển đổi nhanh như lý thuyết - tất nhiên cũng không thể gọi là chậm. Ví dụ bạn cắm một chiếc điện thoại hỗ trợ chuẩn USB 3.1 vào một chiếc laptop cũng hỗ trợ cổng này thì khi bắt đầu chuyển dữ liệu, các tập tin của bạn sẽ chỉ đi nhanh đến mức mà đường truyền có thể gánh nổi. Điều này xảy ra phần lớn là do con chip ở trên hai bộ nhớ trong của điện thoại và PC.

Vì thế, ở điều kiện lý tưởng (hiện nay), dữ liệu sẽ được chuyển ở tốc độ 150 đến 300 megabytes một giây, vốn chỉ bằng 30% những gì mà USB 3.1 có thể làm được - Tuy nhiên như vậy đã khá nhanh rồi.

5. Truyền tải điện qua USB: 100W lớn như thế nào?

Ở những phiên bản đầu tiên, USB được tạo ra chỉ nhằm để truyền tải dữ liệu. Vì thế với USB 1.0 và 2.0, nguồn điện đi qua các kết nối này chỉ dừng ở mức 2.5 Watt (0.5A / 5V) - đủ để sạc những chiếc điện thoại nhỏ gọn nhưng sẽ bị thiếu hụt với các thiết bị lớn hơn như ổ cứng gắn ngoài. Với USB 3.0, nguồn điện đi qua đã được tăng lên 4.5 Watt (0.9A / 5V). Và ở thời điểm hiện tại, những nhà lập trình viên đã tạo nên một công nghệ mới với tên gọi USB Power Delivery (truyền tải điện qua USB).

USB Power Delivery (USB PD) sẽ tương thích với các chuẩn USB hiện nay (2.0, 3.0 và 3.1) và USB Type-C. Theo đó, USB PD sẽ phân chia nguồn điện đi qua USB thành 5 chế độ với cường độ khác nhau như sau:

Có thể thấy ở chế độ 5, USB PD có thể truyền tải nguồn điện lên đến 100W. Tuy nhiên, điều này không đồng nghĩa với việc bạn có thể sạc chiếc smartphone có hỗ trợ USB Type-C hoặc 3.1 ở dòng điện cao như vậy. Thứ nhất, chuẩn USB 3.1 hoặc Type-C không phải lúc nào cũng đi kèm công nghệ USB PD, điều này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như yêu cầu phần cứng của thiết bị. Ngoài ra, việc đẩy một dòng điện 60 đến 100W vào chiếc smartphone / tablet có thể dẫn đến hiện tượng nổ pin không mong muốn.

Vậy USB PD có ích gì cho các thiết bị di động? Câu trả lời ở thời điểm hiện tại vẫn chưa rõ ràng và còn phải phụ thuộc vào ý đồ của nhà sản xuất. Vì được thiết kế để phân chia nguồn điện đi qua thành các chế độ khác nhau, các smartphone có thể được tận dụng để làm một pin sạc cho một thiết bị khác nhỏ hơn chẳng hạn.

Tuy nhiên, USB PD yêu cầu một chuẩn dây cable riêng biệt để phát huy tối đa khả năng của mình với tên gọi Full Featured USB Cable. Loại dây cable này được tích hợp một con chip đặc biệt bên trong chứa các thông tin quan trọng như mức năng lượng mà nó có thể truyền tải được. Chính vì thế, Full Featured USB Cable được dùng để truyền tải mức năng lượng điện lớn hơn 1,5A / 5V. Và một tin không vui là ở thời điểm hiện tại, loại dây Cable này mắc hơn rất nhiều so với các loại dây thông thường khác.

Bài dịch này tuy khá dài nhưng hy vọng sẽ mang lại cho bạn đọc những kiến thức cơ bản về các chuẩn và công nghệ USB ở thời điểm hiện tại.

Các tin tức khác