We hebben tijdens het verloop van de Computex-beurs vorige maand een aantal overzichten gegeven van ontwikkelingen op het gebied van hardware, zoals behuizingen, koeling en vooral rgb-leds. Wat we overgeslagen hebben, zijn moederborden. Dat heeft een aantal redenen. De belangrijkste is het ontbreken van de introductie van een nieuw platform door AMD en Intel.
Laatstgenoemde heeft weliswaar aan de vooravond van de Computex zijn nieuwe Broadwell-E-processors uitgebracht, maar die passen in de bestaande moederborden met X99-chipset. AMD heeft op zijn beurt nog even geen nieuw platform, maar verschillende fabrikanten bevestigden dat in de loop van het derde kwartaal de AM4-generatie wordt geïntroduceerd. Helaas was juni nog een beetje te vroeg om die borden te laten zien.
Hoewel Broadwell geen nieuwe socket met zich meebrengt, hebben veel fabrikanten toch hun aanbod aan moederborden opgefrist met de komst van de nieuwe processors. Veel van die borden hebben een usb type c-connector aan boord, maar die is lang niet altijd alleen bedoeld voor usb-dataverbindingen. En met legio randapparatuur die dezelfde stekker heeft, wordt het tijd om wat duidelijkheid te scheppen. We maakten, net als vorig jaar, een afspraak met voorzitter Jeff Ravencraft van het USB Implementers Forum om een beeld van de huidige stand van zaken te krijgen.
Usb type c versus usb 3.1 gen 1 en gen 2
Vorig jaar, toen de organisatie achter de invoering van de usb-standaard de type c-connector en usb 3.1 introduceerde, ontstond er nogal wat verwarring. Enerzijds leek het idee te bestaan dat alleen usb 3.1 een omkeerbare type c-stekker kon hebben, anderzijds was het niet helemaal duidelijk wat die stekker nou kon.
Toen de usb 3.1-standaard in de loop van het jaar ook nog eens de usb 3.0-standaard opslokte en het voormalige onderscheid tussen usb 3.0 en usb 3.1 een stuk onduidelijker werd, was de verwarring bijna compleet. De oude 3.0-standaard werd usb 3.1 gen 1 en de voormalige 3.1-standaard werd bekend als usb 3.1 gen 2.
Dat levert ons de volgende usb-standaarden op:
Usb-versie | Snelheid | Codering | Connectors |
---|---|---|---|
Usb 2.0 (incl usb 1.0 en 1.1) | tot 480Mbit/s | 8/10bit | Type a, b, mini, micro, c |
Usb 3.1 gen 1 | tot 5Gbit/s | 8/10bit | Type a, b, mini, micro, c |
Usb 3.1 gen 2 | tot 10Gbit/s | 128/130bit | Type a, b, mini, micro, c |
Het grote onderscheid tussen '3.1 gen 1' en '3.1 gen 2', die om het makkelijker te maken door veel fabrikanten stug 3.0 en 3.1 worden genoemd, is dus niet de stekker. Het zijn de snelheid, de codering, de beveiliging en de manier waarop twee apparaten 'onderhandelen' over de snelheid, die het verschil maken. De type c-connector kan net zo makkelijk gebruikt worden voor 3.1 gen 1, of zelfs usb 2.0-poorten.
Power delivery
Zijn we er dan? Nee, want er is ook een optioneel te implementeren Power Delivery-protocol, kortweg PD. Als dat wordt geïmplementeerd kan het laadvermogen, of het voedingsvermogen, worden geregeld en naar behoefte gevarieerd worden. Als kers op de taart werd namelijk vrijwel gelijktijdig met usb 3.1 en de introductie van de type c-connector een nieuwe standaard voor opladen geïntroduceerd: de power delivery-standaard met maar liefst vijf niveaus. Die schrijft verschillende stroomsterktes en verschillende spanningen voor, met 100W als maximum. De vermogens worden 'onderhandeld' tussen twee apparaten, waarbij ook de chip in de kabel het profiel moet ondersteunen. Er zijn vijf profielen, met vermogens van 0,5 tot 100W en vijf spanningen die onderhandeld kunnen worden. Een zesde, 0-profiel is gereserveerd en wordt niet gebruikt.
PD Profiel | 5V C | 5V P | 9V C | 9V P | 12V C | 12V P | 15V C | 15V P | 20V C | 20V P |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0,1A - 3A | 0,5W - 5W | nb | nb | nb | nb | ||||
2 | 3A | 15W | 1,7A - 3A | 15,3W - 27W | 1,5A | 18W | ||||
3 | 3A | 27W | 3A | 36W | 1,8A - 3A | 27W - 45W | ||||
4 | 3A | 45W | 2,25A - 3A | 45W - 60W | ||||||
5 | 5A | 60W | 3A - 5A | 60W - 100W |
Revisie 2 en 3 van de Usb Power Delivery-specificatie, met spanningen boven de 5V, vereisen een type c-connector. Over een gewone usb-kabel met a- of b-connectors is de stroom bij 5V in principe beperkt tot 2A en worden de 9V- en 15V-niveaus niet ondersteund. Via een type c-kabel onderhandelen client en host via een datakanaal. Net zo min als een type c-connector aan usb 3.1 gen 2 is voorbehouden, is ook PD niet exclusief voor usb 3.1 gen 2. Ook usb 2.0- en 3.0 (of 3.1 gen 1)-kabels kunnen van PD gebruikmaken. Wel moeten de kabels PD-aware zijn en een micro-connector kan maar tot 60W ondersteunen. Overigens kan een gewone kabel ook 25W, bij 5V, leveren, via Battery Charging 1.2-profielen, maar dat valt dan weer buiten de PD-spec.
Om schade aan client en host te voorkomen, of wanneer de gebruikte kabel niet PD-aware is, wordt op een veilige spanning en stroom teruggevallen. De apparaten blijven dan steken op 5V en 1,5A, goed voor 7,5W. Overigens wordt de verbinding geïnitieerd op 5V en 2A.
Inmiddels is ook een revisie 3 van het PD-protocol gepubliceerd, die identiek is aan revisie 2, met het grootste verschil dat nu ook authenticatie is geïmplementeerd. Dit moet onder meer voorkomen dat kabels of laders onjuiste mogelijkheden adverteren en schade teweegbrengen. Denk bijvoorbeeld aan kabels die niet overweg kunnen met 5A en brandgevaar opleveren of een lader die probeert te veel stroom naar een apparaat te sturen en dat apparaat beschadigt.
Enter thunderbolt
Was dat al ingewikkeld, dan zal het je niet verbazen dat het een stapje erger kan. Vorig jaar al maakten sommige bedrijven, bijvoorbeeld Gigabyte, reclame met hun usb-poorten die twee keer zo snel waren als die van concurrenten: 20Gbit/s dus. Er is echter geen usb-standaard die dat ondersteunt. De truc? Die bedrijven soldeerden thunderbolt 2-chips op hun printplaten, een standaard die ook de type c-connector gebruikt, maar voor thunderbolt, en tevens overweg kan met usb. Over een thunderbolt-verbinding kan niet alleen data worden verstuurd, zoals via usb, maar ook videostreams via displayport, pci-express en netwerkdata.
Dit jaar zien we een herhaling van zetten. Veel moederborden komen uit met een 'usb 3.1 type c'-connector die niet door een usb-controller wordt gevoed, maar door een Alpine Ridge-controller, beter bekend als thunderbolt 3. Naast het voordeel van verscheidene interfaces over dezelfde connector, zoals displayport, usb-data en netwerk, kun je ook van de verschillende power profiles gebruikmaken. Eén connector die alle andere vervangt dus.
We zien de thunderbolt-implementatie van de type c-connector onder meer op moederborden met de aanduiding 40Gbit/s; zo snel is de thunderbolt 3-versie inmiddels geworden. Ook externe behuizingen voor videokaarten, bijvoorbeeld voor laptops, maken gebruik van pci-express over thunderbolt, aangesloten via een type c-connector. Veel docks voor laptops, met uitgangen voor een extra monitor, een netwerkpoort, een paar usb-poorten en een type c-connector voor opladen, maken gebruik van thunderbolt dat via type c-connectors wordt aangesloten.
Alternate Modes
Thunderbolt is niet het enige multidisciplinaire trucje dat de type c-stekker kent. Naast thunderbolt omvat de type c-standaard verschillende 'Alternate Modes', waardoor niet alleen usb-verkeer, maar ook videodata en andere protocollen over de kabel vervoerd kunnen worden. Thunderbolt is een van de Alternate Modes van de type c-connector. Twee andere alternatieven zijn displayport, zodat dvi en hdmi over de kabel kunnen, en mhl, vooral handig voor telefoons. Ook pci-express-lanes, handig voor externe videokaarten voor laptops, en ethernetsignalen zijn echter mogelijk. Het grote voordeel is dat je zo een stekker en kabel hebt die alle data plus stroom kunnen leveren voor randapparatuur. Voor veel randapparatuur is de goedkopere en iets tragere usb 3.1-overdracht in combinatie met power delivery voldoende, maar hetzelfde kabeltje kan dus gebruikt worden om een externe videokaart aan te sturen of een laptopdock te maken.
In feite zijn er dus drie belangrijke, samenwerkende standaarden, die samen een universele kabel vormen: usb 3.1 voor dataoverdracht, de power delivery-specificatie, zodat apparaten van stroom voorzien kunnen worden, en natuurlijk de type c-connector, waarvan de voorgaande twee gebruikmaken en die ook geschikt is voor video- en andere interfaces.
Nieuwe ontwikkelingen op usb 3.1-gebied
/i/2001123607.png?f=imagenormal)