В най-простия си вид компютърът е сложна машина за въвеждане и извеждане на данни, но възможностите му са ограничени. Той не може да отпечата документ на лист хартия – за това има специално предназначено устройство, наречено принтер. Компютърът обаче може да комуникира с принтера и да изпрати цифровия материал, който впоследствие се отпечатва на хартия. Този обмен на информация между компютър и принтер изисква канал за връзка. USB портът осигурява този канал, свързвайки двете устройства чрез кабел.
USB, в съкращение от Universal Serial Bus е това, което ще откриете на повечето устройства около вас. От квадратните електромобили до рисковите обществени зарядни станции – това е стандартът за портове, с който се сблъсквате ежедневно. Съвременните компютри все повече преминават към това, което наричаме стандарт USB Type-C. USB може да предава енергия за зареждане на устройства, да се свързва с външни устройства за съхранение, да се свързва с аудио оборудване, да позволява въвеждане от периферни устройства като готина механична клавиатура и да се свързва с външен монитор, наред с други задачи.
Но не винаги е било така. Историята на USB портовете датира от преди повече от две десетилетия и през този период е преминала през множество промени в дизайна. Най-изненадващата част от всичко това е, че никой не е натрупал лично състояние от тази революционна иновация, въпреки че е разработена от пионер в областта на компютрите – става дума за Intel.
Как изобщо се наложи стандартът USB
Най-големият проблем, който USB реши беше стандартизацията на портовете. За да си представите колко претрупана и хаотична беше ситуацията неотдавна, прегледайте тези наименования на конектори: мишките изискваха PS/2 конектор или сериен порт. Ситуацията с клавиатурите не беше много по-различна. За феновете на известна марка с плод в логото си, Apple Desktop Bus или DIN конекторът вършеха работа. Принтерите и другите периферни устройства разчитаха на големи паралелни портове. Често срещани бяха и специалните портове за игри, както и специалните SCSI портове.
Това, което виждате на снимката по-горе е адаптерът IBM Game Control, който се предлагаше с 15-пинов D-Shell конектор. Да не забравяме и пренаселената ситуация с адаптери и сплитери от всякакъв вид. Освен това отстраняването на неизправности и конфигурирането на тези портове беше още едно главоболие. С появата на USB стандарта повечето от тези портове в крайна сметка изчезнаха, тъй като скоростта на предаване на данни непрекъснато достигаше нови рекорди, а показателите за захранване също продължаваха да се повишават.
Имаше няколко, които се опитаха да се противопоставят на възхода на стандарта USB, но в крайна сметка се провалиха. Сред тях беше интерфейсът FireWire, подкрепен от Apple. Той беше по-бърз от стандарта USB 2.0 по онова време и премина през множество версии, но в крайна сметка беше актуализиран до това, което днес светът познава като стандарта Thunderbolt. Изненадващо е обаче, че Apple беше една от първите големи търговски марки, които популяризираха стандарта USB, и направи същото за стандарта USB Thunderbolt в съвременната епоха.
Как се появи стандартът USBОчевидно е, че стандартът USB е разработен, за да улесни нещата. В интервю за CNN Аджай Бхат, ветеран от Intel и съизобретател на USB отбелязва, че ситуацията с портовете и конекторите е била по-сложна, отколкото е било необходимо.
„Цялата технология по онова време беше разработена за технолози от технолози.“
казва той пред медиятаБхат за първи път предлага идеята за подход „plug-and-play“ към свързаността в началото на 90-те години, а през 1992 година, на конференция се среща с колеги инженери от компании като Compaq, IBM и Microsoft, наред с други. Групата разглежда всички налични по това време формати и в крайна сметка се спира на тънък форм-фактор с четири проводника в конектора.
Основната цел е била да се създаде нещо удобно за ползване, способно да пренася електроенергия, с висока пропускателна способност и възможно най-евтино. Първоначалният дизайн включваше A-конектор за свързване към компютъра, докато B-конекторът беше свързан с периферното устройство. И тъй като той осигуряваше и източник на захранване, проблемът със свързването дори на малки периферни устройства към отделен електрически контакт също беше решен с един замах. Що се отнася до името, „bus“ и „universal“ бяха лесен избор.
Автобусът (bus) превозва хора от точка А до точка Б, докато „универсален“ (universal) отразява всеобхватния характер на този революционен стандарт за портове. Съвкупността от тези идеи навлезе в търговския речник като USB – съкращение от Universal Serial Bus (Универсална серийна шина). Първата версия на дизайна е обявена през 1995 година и предлага скорост на трансфер на данни от 12 мегабита в секунда.
Началото на масовото внедряване на USB
Подготовката за налагането на идеята в масовото съзнание започна със създаването на организацията USB Implementers Forum (USB IF) през 1995 година, чиято цел бе да ускори приемането на технологията от пазара. Това, от което компаниите обаче се нуждаеха беше да покажат сериозен технически потенциал. Intel силно желаеше да наложи идеята за USB като своеобразен спасител в света на компютрите, затова направи това, което всяка друга марка за потребителска техника прави в наши дни – организира ефектно представление на технологично изложение. На COMDEX през 1998 година Intel проведе шоу на живо и постави рекорд, като свърза над 100 периферни устройства към един-единствен компютър.
Тогава всички периферни устройства бяха от марки, които се бяха присъединили към консорциума USB IF, който по онова време имаше над 500 члена. Intel, Microsoft, Phillips и Kodak бяха само някои от тези партньори, поддържащи USB.
„USB IF оценява, че средният потребител ще свързва от шест до осем периферни устройства едновременно.“
се посочва в прессъобщение на компанията отпреди близо три десетилетияТова беше впечатляваща демонстрация, която ясно показваше практическата полза от технологията. Светът на компютрите беше готов, а марките се качиха на борда на USB. Това беше знакова година както от гледна точка на софтуера, така и от гледна точка на хардуера. През същата година Microsoft пусна операционната система Windows 98 – първата компютърна ОС на компанията, поддържаща стандарта USB-C. Същата година Apple пусна еволюционен iMac, който заложи изцяло на новия формат за свързване и разполагаше с два USB порта, отговарящи на по-новия стандарт v1.1.
Как USB премина отвъд компютрите
Повтаряща се тема в ранните дни на еволюцията на USB беше ефектният маркетинг – този с практическа насоченост. Една такава демонстрация включваше среща с производители на фотоапарати в Япония, ръководена от Джим Папас, който беше част от екипа за разработка на USB в Intel. Ето една анекдота, разказана от самата Intel (PDF), която показва огромното влияние на гениалните идеи:
Най-голямото въздействие обаче беше публичното пускане на спецификациите на USB и споразуменията за ползватели като безплатно изтегляне в световен мащаб. По-конкретно, става дума за лицензионно задължение от типа RAND-Z (условия, които са разумни и недискриминационни, както и без заплащане на авторски отчисления). Консорциумът също така стандартизира класовете устройства за софтуерни драйвери, проправяйки пътя към бъдеще, базирано на принципа „plug-and-play“ (незабавно разпознаване и работа на устройствата).
Пътят към бъдеще, готово за захранване
В областта на компютърните технологии стандартът Full Speed USB (версия 1.1) направи силно впечатление със скорост на пренос от 12 мегабита в секунда. След това обаче се появи идеята за използване на USB стандарта за устройства за съхранение на данни. По думите на Боб Дънстан, архитект в Intel, „да се каже, че е болезнено бавно, би било меко казано“, ако се наложи да се използва USB v1.1 за пренос на данни. За да се запълни тази празнина, през 2000 година беше пуснат USB 2.0 (Hi-Speed), който осигуряваше огромен 40-кратен скок до 480 Mbps. Скоро след това зареждането беше добавено към списъка с приоритетите на USB.
През 2007 година бяха публикувани спецификациите за зареждане на батерии чрез USB, базирани на стандарта v2.0. Това бележи началото на единен стандарт за свързване на телефоните както за зареждане, така и за пренос на данни. Това беше също така бавното начало на края за патентованите зарядни устройства. Корея разработи първия стандарт за зареждане на мобилни устройства през 2001 година, а през 2007 година Китай стандартизира USB за зареждане на мобилни устройства. Две години по-късно Асоциацията GMS даде своята подкрепа, а през 2011 година Европейската комисия улесни сключването на Меморандум за разбирателство, който подтикна производителите на смартфони да възприемат Micro-USB конектора.
През 2012 година бяха публикувани спецификациите за USB Power Delivery (PD), което отвори пътя за директно свързване с периферни устройства като монитори, принтери и лаптопи. Година по-късно, на базата на спецификацията USB v3.1 беше обявен стандартът USB-C, който днес е широко разпространен, а първите продукти с USB-C се появиха на пазара през 2015 година. В момента лаптопът ви е свързан от едната страна към кабел за захранване USB-C, а от другата – към огромен монитор. Когато погледнем снимки на компютри от началото на 2000-те години, можем да кажем, че днес живеем в компютърно блаженство благодарение на появата на USB-C.