روابط سريعة
تم إصدار الإصدار 1.0 من معيار الناقل التسلسلي العالمي (USB) في يناير 1996. 25 عامًا و ثلاث محاولات لاحقًا، انتقلنا من سرعة 12 ميجابت/ثانية في USB 1.0 إلى سرعة 40 جيجابت/ثانية في USB4. وإليك كيف غزت تقنية USB العالم.
المشكلة: التعامل مع المنافذ وطلبات المقاطعة
في أوائل تسعينيات القرن العشرين، كان توصيل الأجهزة الطرفية بأجهزة الكمبيوتر الشخصية عملية فوضوية. لاستخدام أي جهاز كمبيوتر شخصي، كان عليك استخدام عدد قليل من الأنواع المختلفة من المنافذ والموصلات غير المتوافقة. والأكثر شيوعًا، كانت هذه المنافذ تتضمن منفذ لوحة المفاتيح، وموصلًا من 9 أو 25 سنًا. منفذ تسلسلي RS-232، و 25 دبوسًا منفذ موازيبالإضافة إلى ذلك، استخدمت وحدات التحكم في ألعاب الكمبيوتر معيارها الخاص المكون من 15 سنًا، وكانت الفئران غالبًا ما تكون متصلة بمنافذ تسلسلية أو بطاقات خاصة.
وفي الوقت نفسه، بدأت شركات تصنيع الأجهزة الطرفية تواجه قيوداً على معدلات نقل البيانات في المنافذ الحالية المستخدمة في الأجهزة الطرفية على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. وكان الطلب على تطبيقات الهاتف والفيديو والصوت في تزايد. وفي العادة، كان البائعون يتجنبون هذه القيود من خلال تقديم منافذ خاصة بهم يمكن تثبيتها كبطاقات إضافية، ولكن هذا كان يزيد من التكلفة ويزيد من مشكلات التوافق بين الأجهزة.
وأخيرًا، كانت إضافة جهاز طرفي جديد إلى جهاز الكمبيوتر الشخصي أمرًا مرهقًا. وكان ذلك يعني غالبًا تكوين تفاصيل تقنية مثل إعدادات IRQ وقنوات DMA وعناوين الإدخال/الإخراج بحيث لا تتعارض مع الأجهزة الأخرى المثبتة على النظام. (لم يعد مستخدمو الكمبيوتر العاديون مضطرين للتفكير في هذه الأمور بعد الآن). كان لا بد من وجود طريقة أسهل.
الحل: USB
وسرعان ما جاء الفرج في هيئة منفذ واحد قادر على توحيد الصناعة: الناقل التسلسلي العالمي. نشأ الناقل التسلسلي العالمي كمشروع مشترك في عام 1994 بين ثماني شركات بارزة: إنتل، ومايكروسوفت، وآي بي إم، وكومباك، وديجيتال إكويبمنت كوربوريشن، وإن إي سي، ونورثرن تيليكوم. وبعد التطوير على مدى العام ونصف العام التاليين، نشرت المجموعة مواصفات الناقل التسلسلي العالمي 1.0 في الخامس عشر من يناير/كانون الثاني 1996.
كان ما توصلوا إليه عبارة عن ناقل تسلسلي لأجهزة الكمبيوتر الطرفية يستخدم موصلات بسيطة رباعية السنون متينة وغير مكلفة. يسمح USB باتصالات تصل إلى 12 ميجابت في الثانية (وهو ما يكفي لتطبيقات الشبكة في ذلك الوقت) ويمكنه خدمة ما يصل إلى 127 جهازًا على ناقل واحد إذا تم ربطه معًا باستخدام محاور.
أفضل ما في الأمر أن USB كان يعمل بنظام التوصيل والتشغيل بالكامل، وهو ما يعني أن الأجهزة كانت تقوم بتكوين نفسها تلقائيًا (أو تبحث عن برامج التشغيل المناسبة) عند توصيلها. ولم يعد هناك صراع مع طلبات المقاطعة. وعلى عكس المعايير السابقة، كان USB يدعم التبديل السريع، وهو ما يعني أنه كان بإمكانك توصيل وفصل الأجهزة الطرفية أثناء تشغيل الكمبيوتر: فلا حاجة لإعادة التشغيل عند تبديل شيء بسيط مثل الماوس.
في ذلك الوقت، كانت الصناعة تتطلع أيضًا إلى معايير متنافسة مثل فاير واير (IEEE 1394)، Apple GeoPort، الوصول إلى الحافلةولكن بساطة ومرونة USB انتصرت ـ وخاصة عندما أظهر البائعون قدرتهم على إنشاء شرائح USB منخفضة التكلفة نسبياً للمحاور والأجهزة الطرفية.
USB يظهر في البرية
تبنت صناعة أجهزة الكمبيوتر تقنية USB ببطء في البداية، مع إدخال تحسينات تدريجية على المعيار على مدار عدة سنوات قبل أن يتم تبنيه على نطاق واسع. دعمت شركة Microsoft تقنية USB لأول مرة في نظام التشغيل Windows 95 OSR 2.1 في أغسطس 1997 (ونظام التشغيل Win NT في ذلك الوقت أيضًا).
وفق عالم الكمبيوتر، سطح مكتب Unisys Aquanta DX، تم الإعلان عنه في 13 مايو 1996كان أول جهاز كمبيوتر شخصي تم الإعلان عنه مزودًا بمنافذ USB مدمجة، على الرغم من أن شركات أخرى مثل IBM ربما سبقتهم إلى السوق. تقول التقارير في مجلة Byte أن شرائح USB لم تكن متاحة على نطاق واسع حتى منتصف أو أواخر عام 1996. ومع ذلك، بحلول نهاية عام 1996، أعلنت ما يقرب من اثني عشر شركة من شركات أجهزة الكمبيوتر عن أجهزة كمبيوتر شخصي تتضمن منافذ USB – عادةً منفذين لكل جهاز.
حتى مع بعض الدعم المبكر لمنفذ USB من قبل مصنعي أجهزة الكمبيوتر، كانت الأجهزة الطرفية التي يمكنها استخدام المنافذ قليلة ومتباعدة حتى حوالي عام 1998. وحتى ذلك الوقت، كان كل جهاز كمبيوتر تقريبًا لا يزال مزودًا بمنافذ قديمة، لذلك استمر المصنعون في تطوير وبيع الأجهزة التي تستخدمها.
لقد أدى حدث واحد إلى تغيير كبير في مدى توفر الأجهزة الطرفية التي تعمل بتقنية USB. ففي أغسطس 1998، أطلقت شركة Apple جهاز iMac، جهاز أنيق متعدد الأغراض تخلى عن جميع منافذه القديمة لصالح USB. وللمرة الأولى منذ أكثر من عقد من الزمان، ابتكرت شركة Apple جهازًا بدون SCSI، بنك التنمية الآسيوي، أو المنافذ التسلسلية، واضطر مصنعو الأجهزة الطرفية لأجهزة Mac إلى القفز إلى USB بطريقة كبيرة.
في حين لا تستطيع شركة Apple أن تدعي أنها الوحيدة التي ساهمت في ترويج USB (هناك مناقشة صحية حول هذا الأمر على StackExchange)، تركز الصحافة الثقيلة على اعتماد iMac على USB أدخل الميناء إلى الوعي الشعبي على نطاق واسع لأول مرة.
وبعد فترة وجيزة، أصبحت أجهزة Mac الطرفية المزودة بمنفذ USB متاحة أيضًا لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المزودة بمنفذ USB، ومع الدعم الجيد لمنفذ USB في نظام التشغيل Windows 98، وشرائح الكمبيوتر منخفضة التكلفة، والمراجعات التي أجريت على معيار USB، بدأ سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية في تبني منفذ USB بقوة في مطلع العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. وفي نهاية المطاف، بدأت الهواتف المحمولة في دعم اتصالات USB أيضًا، ولم تتباطأ شعبية منفذ USB منذ ذلك الحين.
USB عبر السنين
منذ عام 1996، توسعت قدرات USB بشكل كبير، بما في ذلك دعم أنواع الموصلات الأحدث والأصغر حجمًا والسرعات الأعلى كثيرًا. وطوال الوقت، حافظ منتدى منفذي USB (USB-IF) على هذا المعيار. وفيما يلي بعض النقاط البارزة.
- USB 1.0 (1996): التقديم الرسمي لمعيار USB مع موصلات من النوع A والنوع B. السرعة العالية هي 12 ميجابت/ثانية، والسرعة المنخفضة هي 1.5 ميجابت/ثانية.
- يو إس بي 1.1 (1998): أصلح هذا الإصدار الأخطاء الموجودة في المعيار 1.0، بما في ذلك المشكلات المتعلقة بمحاور USB، وأصبح أول معيار USB معتمد على نطاق واسع. كما قدم أيضًا موصلات USB Mini Type A وB.
- USB 2.0 (2001): وقد أدى هذا إلى تقديم وضع جديد أعلى سرعة 480 ميجابت/ثانية مع الحفاظ على التوافق مع أجهزة USB 1.1. وقد قدمت نسخة معدلة في عام 2007 موصلات USB Micro لأول مرة.
- USB 3.0 (2011): قدم المعيار 3.0 معدل بيانات جديد يبلغ 5 جيجابت/ثانية يسمى SuperSpeed. كما قدم أيضًا موصلات جديدة من النوع A والنوع B وMicro مع المزيد من الدبابيس لدعم معدل البيانات الأعلى.
- USB 3.1 (2014): أدى هذا إلى زيادة معدل نقل البيانات عبر USB إلى 10 جيجابت/ثانية. وفي ذلك الوقت تقريبًا، قدمت USB-IF أيضًا موصل USB-C المتماثل، والذي يمكن توصيله بأي طريقة ولا يزال يعمل. (لا داعي لقلب جهاز USB الخاص بك ثلاث مرات للعثور على المحاذاة الصحيحة!)
- USB 3.2 (2017): مع هذه المراجعة، ارتفعت سرعة USB إلى 20 جيجابايت/ثانية وتم التخلص من موصلات Type B وMicro لصالح Type C.
- USB 4.0 (2019): هذا المعيار متوافق مع ثندربولت 3 ويدعم اتصالات تصل إلى 40 جيجابت/ثانية. تم إيقاف استخدام جميع الموصلات الأخرى بخلاف USB-C.
المستقبل هو USB
اعتبارًا من عام 2021، لا يزال USB قويًا، ويحظى بدعم واسع النطاق لدرجة أن موصلات USB أصبحت بمثابة مقابس طاقة فعلية لشحن الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة التحكم في ألعاب الفيديو وألعاب الأطفال التي تعمل بالبطارية، أشياء جديدة مثل سخانات أكواب القهوة والمكانس الكهربائية الصغيرة التي توضع على سطح المكتب.
لم يتوقف USB عن التحسن. يُظهِر USB4 أن الصناعة جادة في الحفاظ على مستوى المنافسة مع تزايد سرعة أجهزة الكمبيوتر وتزايد حجم البيانات التي ننقلها بين الأجهزة.
بل إنها تحرز تقدمًا ملحوظًا في مجال الأجهزة اللوحية iPad Pro من Apple تخلوا عن منافذ Lightning الخاصة بهم لصالح USB-Cعلى الرغم من أن Lightning لا يزال موجودًا على iPhone والعديد من أجهزة Apple الأخرى.
عيد ميلاد سعيد USB!