Por que os gabinetes de computador modernos ainda têm portas USB 2.0?

Atualmente, estou planejando a instalação para um novo computador. Enquanto navegava nos gabinetes de computador, percebi que os gabinetes de computadores mais modernos ainda têm uma mistura de portas USB 2.0 e 3.0 no painel frontal.

Existe uma razão legítima para ainda ter ou usar portas USB 2.0 em gabinetes de PC modernos? Até onde eu sei, o USB 3.0 tem compatibilidade com versões anteriores

Imagem de exemplo de um caso aleatório mostrando portas USB 2.0 à esquerda e portas USB 3.0 à direita.

fique quieto! Fonte Silent Base 600

Ninguém mencionou isso ainda, mas portas USB 3.0 pode causar problemas com certa mídia de instalação ( tosse Windows 7 tosse ), onde motoristas só USB 2.0 são fornecidos na mídia de instalação.

Outro ponto importante mencionado por @togh é que o USB 3.0 requer uma grande quantidade de largura de banda, o que pode congestionar as faixas PCI-E existentes se todas as portas USB 3.0 estiverem em uso. O uso do 2.0 (com sua largura de banda mais baixa) permite que mais dispositivos sejam usados ​​(o que pode não necessariamente exigir a alta largura de banda que o USB 3.0 fornece; por exemplo, a maioria dos dispositivos de entrada do usuário), mantendo as faixas PCI-E abertas para outros periféricos.

USB 3.0 faz tem compatibilidade com versões anteriores, mas se você, por alguma razão, que comprar uma placa-mãe que não tem uma conexão conector USB 3.0 (apenas painel de I / O portas USB 3.0), você é deixado sem quaisquer portas USB no painel frontal em absoluto. Essa é uma explicação possível.

Não, não há razão - exceto o custo.

Não há vantagem técnica em ter uma porta USB 2.0 em vez de uma porta USB 3.0; mas também não é um grande ponto de venda atualizar todas as portas em vez de apenas algumas; portanto, o esforço extra de redesenhar o layout do hardware para ter apenas portas USB 3.0 é frequentemente atrasado ou evitado.

Como outros apontaram, a maioria das pessoas atribui dispositivos às portas que não teriam nenhuma vantagem do USB 3.0, portanto não se importam com a 'limitação'.

Se estou projetando um computador, não projetaria nenhum USB 2.0 lá; na verdade, existem muitos computadores que não têm mais o USB 2.0 (o meu não). Depende apenas de quais você verifica.

Minha impressão é que o mercado de torres geralmente está recuando e perdendo para laptops; pouco é feito para seu design, portanto. Os laptops não são mais mais caros e muito mais práticos.

As portas USB 2 são úteis para teclados, controladores de mouse e outros usos que não sejam da unidade, porque esses dispositivos não precisam da velocidade rápida do USB 3. Um teclado ou mouse conectado no USB 3 seria um desperdício de recursos.

Na placa-mãe mais nova, você costuma ter USB2, USB3.0 e USB3.1

• A largura de banda necessária para cada um é diferente:

  • USB 2.0 => 280 Mbit / s
  • USB 3.0 => 5 Gbit / s
  • USB 3.1 => 10 Gbit / s (para a geração 2)

  Mas em termos de uso, ainda temos muitos periféricos que ainda satisfazem o USB2 "lento". A maioria do mouse e teclados, ainda possui muitas unidades flash, alguns leitores de cartão flash etc.

  Para os processadores skylakes (o mais tardar nesta data), os chipsets também têm suas limitações: Fonte aqui .

  Você pode ver que, se todos os SATA / USB 3.0 / e GbE forem usados, o número restante de faixas PCI-E 3.0 ficará bastante baixo.

  Você também notará que nenhum USB 3.1 é fornecido, eles precisam adicionar um chip diferente para essa funcionalidade (provavelmente reduzindo o número de faixas do PCIe 3.0)

  Há uma necessidade de um compromisso, seria inútil construir um monte de usb 3.0 que não possa ser executado com todas as especificações.

  É melhor usar esses excelentes USB 2.0 que estão disponíveis (14 na extremidade alta e ainda 10 na extremidade inferior) e consumir quase nada, além de aumentar as possibilidades de conectividade do que apenas o número reduzido de portas USB 3.

  Ter o mesmo número de portas USB 3.1 provavelmente exigiria um custo mais alto e os imporia para compartilhar largura de banda. Isso significa que a única vantagem seria que você não precisa procurar onde conectar dispositivos de alta velocidade.

• Em um comentário, a @Luaan também apontou que os requisitos de energia também estão aumentando com os novos padrões. O fornecimento de energia USB pode chegar a 100W por USB, mas poucos computadores podem fornecer 10 vezes esse poder.

• E como o @Patrick Bell e alguns outros mencionados, pode haver algum problema de compatibilidade com o USB 3.0 e o USB3.1, o que torna mais seguro ainda ter o USB 2.0.

Eu não tenho nenhum conhecimento confirmado de que esse é o caso, mas sempre assumi que a razão pela qual eles ainda incluem alguns plugues 3.0 é porque os cabeçalhos USB 2.0 são tão pequenos em comparação com o USB 3.0 que não é um grande problema para eles. basta colocar um par como extra.

Para comparação, veja uma imagem de um conversor de 3,0 a 2,0. Observe a diferença de tamanho entre o cabeçalho USB 3.0 bastante robusto (embaixo) e o cabeçalho 2.0 relativamente pequeno (em cima), que na verdade são dois cabeçalhos USB 2.0 lado a lado . Se você já construiu um computador com plugues USB 3.0 no caso, a diferença é bastante óbvia. Os cabeçalhos 3.0 não apenas ocupam 3x-4x o máximo de espaço físico, mas também precisam ser um pouco mais pesados ​​e mais robustos. Essas diferenças de tamanho são responsáveis ​​não apenas pelos cabeçalhos, mas também por todos os rastreamentos extras exigidos pelo USB 3.0.

Afinal, como muitos outros mencionaram, existem muitas coisas (mouses, teclados etc.) que funcionam bem no USB 2.0. As únicas coisas que realmente precisam da capacidade aprimorada do USB 3.0 são os dispositivos de armazenamento, por isso não faz muito sentido ocupar todo esse espaço na placa-mãe para mais conectores 3.0, quando provavelmente haverá vários dispositivos que não precisam deles .

As portas USB 2.0 podem permitir compatibilidade retroativa com alguns dispositivos. No meu trabalho, tivemos que usar as portas USB 2.0 com algumas placas de rede que tínhamos, porque seus drivers não eram compatíveis com USB 3.0, e a conexão WiFi entraria e sairia quando a placa fosse conectada a uma porta USB 3.0.

Nem todas as placas-mãe possuem conectores de porta USB 3.0. Enquanto o USB 3.0 é compatível com versões anteriores do ponto de vista do periférico - você pode conectar um dispositivo USB 2.0 a uma porta USB 3.0 e fazê-lo funcionar, e você pode conectar um dispositivo USB 3.0 a uma porta USB 2.0 e fazê-lo funcionar como um Dispositivo USB 2.0 - mas você não pode conectar uma porta USB 3.0 no gabinete a um cabeçalho USB 2.0 na placa-mãe porque os conectores são diferentes.

Certas arquiteturas do sistema possuem apenas controladores USB 2 embutidos; portanto, o suporte ao USB 3 deve ser adicionado a um controlador adicional. Mas por que desperdiçar as portas do controlador USB 2 não utilizadas? Como todo mundo tem muitos periféricos que não precisam de USB 3 (como teclados), geralmente usam algumas portas do controlador USB 2 para preencher a contagem de portas.

Eu acho que existem algumas razões.

Em primeiro lugar, as portas USB 3.0 e a fiação associada são mais caras que as USB 2.0 e, francamente, a maioria dos dispositivos não precisa de velocidades USB 3.0.

Em segundo lugar (a menos que você integre um hub no caso), você precisa de um conector na placa-mãe para cada par de portas USB. A maioria das placas-mãe possui apenas um conector para USB 3.0 frontal.

É possível usar um adaptador para conectar um par de portas frontais USB 3.0 a um cabeçalho da placa-mãe USB 2.0, mas isso cria confusão ao usuário, pois o PC termina com portas que se parecem com USB 3.0, mas na verdade são apenas USB 2.0.

O USB 2 usa menos largura de banda.

Entenda que a largura de banda não é apenas algum tipo de número mágico. Existe uma ciência real por trás disso. Computadores são reais, coisas físicas. A eletricidade percorre os caminhos projetados para essa viagem elétrica. A implementação desse recurso ocupa algum tipo de espaço. Imagino que possa haver outros requisitos, como garantir que os dados possam ser processados ​​com rapidez suficiente.

Portanto, a capacidade de suportar uma velocidade mais alta pode exigir mais recursos. Essa vantagem das portas USB 2 é que pode haver alguns casos em que você pode ajustar

• duas portas USB 2.0 ,
  • mas não duas portas USB 3 SuperSpeed .

• uma porta USB 2.0 pode ser suportada,
  • em vez de zero portas USB 3 SuperSpeed .

Quando o USB 3 foi lançado pela primeira vez, muitos sistemas não eram compatíveis com o novo padrão. Aqueles que o fizeram normalmente suportam apenas 1 ou 2 dessas portas "SuperSpeed" . Eventualmente, espera-se que a tecnologia melhore e as portas USB 3 provavelmente serão consideradas menos fenomenais. As pessoas provavelmente terão explorado possibilidades de miniaturização e simplificação. Algum dia, quando até a especificação USB 3 for considerada antiga e lenta (em comparação com a tecnologia mais recente), as portas USB 2 provavelmente nem valerão a pena se preocupar.

No momento, porém, ter algumas portas USB 2 extras pode ser notavelmente mais útil do que a outra alternativa provável, o que poderia significar não ter nenhuma porta USB lá.

Além da incompatibilidade de dispositivo e / ou driver, uma vantagem do USB 2.0 é evitar a interferência eletromagnética em altas frequências causada pela sinalização de super velocidade do USB 3.0. A Intel possui um white paper sobre os efeitos do USB 3.0 EMI em mouses sem fio que usam a banda ISM de 2,4 GHz para se comunicar de volta com o receptor. As portas USB 2.0 separadas em um gabinete de computador melhorariam a separação física do receptor ISM de baixa potência da fonte de interferência USB 3.0.

• Mais controladores complementares USB 3.0 afastam a largura de banda de outras partes do sistema. Adicione muitos e precisará dar algo, como executar sua GPU com metade da largura de banda normal ou diminuir a expansão interna.
• O Windows 8 ou 8.1 moderno e legado tende a ter prazer em trabalhar com o USB 3.0 pronto para uso (especialmente com as portas Intel ou AMD integradas), mas o Windows 7, várias distribuições ou ferramentas Linux que são executadas fora do Windows nem sempre funcionam .

É mais barato construir um 2.0 do que um 3.0.

A maioria dos dispositivos não será capaz de usar a velocidade - mouse e teclado, que são os dois dispositivos USB mais comuns, não se beneficiarão da velocidade.

E, apenas para adicionar isso como uma informação adicional:

A taxa de transferência real de dados geralmente é muito menor que a especificação USB anunciada máxima.

O rendimento real na prática é tipicamente de 35 a 40 MB / s para o USB 2.0 e pode exceder 400 MB / s para o USB 3.0.

Conclusão: não espere que as taxas de dados SuperSpeed ​​reais se aproximem de 400 MB / s em breve.

EDITAR

Além disso, uma adição boba

Os drivers USB 3.0 devem ser instalados antes que as portas USB 3.0 possam ser usadas, ao contrário das portas 2.0.

A sério ? Porque muito hardware foi vendido com suporte a USB2 que, embora possivelmente obsoleto, será usado por mais 15 a 20 anos. Há uma demanda por isso, é um recurso e ele venderá a caixa.

É muito comum que as placas-mãe mais antigas sejam recolocadas em novos casos.

"Compatível" não significa "Compatível". Esta é uma palavra de doninha.

O USB 3.0 é eletricamente e mecanicamente diferente. Embora seja compatível com versões anteriores, os fabricantes de placas-mãe precisam projetar para usuários que não possuem conectores USB 3.0 no gabinete e também aqueles que possuem, então quase todas as placas-mãe atualmente ainda têm conectores 2.0 e 3.0 para suportar uma grande variedade de e novos casos.

Os usuários que desejam maximizar o número de portas USB disponíveis escolherão um gabinete compatível com ambos e aceitarão que alguns sejam 2.0 e 3.0.

Embora existam adaptadores que permitem que uma tomada 2.0 seja usada em um conector da placa-mãe 3.0, isso representa uma despesa adicional, e a maioria dos clientes fica satisfeita ao preencher apenas as portas USB 3.0 da sua placa-mãe, ignorando completamente as portas 2.0.

Portanto, esses casos que suportam ambos destinam-se a usuários que desejam o número máximo de conectores USB suportados pela placa-mãe, enquanto ainda aceitam que a maioria das placas-mãe possua uma mistura de tipos.

Em alguns anos, você provavelmente verá menos portas USB 2.0 nas placas-mãe, apenas algumas para compatibilidade com versões anteriores (principalmente problemas de driver com mídia inicializável), e todo o resto será USB 3.0. Os casos seguirão o exemplo. Até lá, você verá essa mistura um tanto estranha.

• Os chipsets da placa-mãe não suportam o USB 3.0 para todas as portas; portanto, se você quiser apenas o USB 3.0, terá apenas alguns deles. É aqui que o USB 2.0 entra em cena.
• O USB 3.0 possui 9 pinos internos e usa conexão paralela em vez da conexão serial do USB 2.0. Portanto, é mais caro fabricar do que o USB 2.0 e periféricos sem armazenamento (como teclado, mouse, alto-falantes, sem largura de banda de 5 Gbps)

Pinagem USB 2.0:

Pinagem USB 3.0:

Observe a pinagem do USB 3.0: os pinos 1 a 4 transmitem os mesmos sinais do USB 2.0 e são fisicamente iguais ao USB 2.0 em termos de localização física ... É por isso que o USB 3.0 é compatível com versões anteriores do USB 2.0, embora seja originalmente para armazenamento em alta velocidade (conforme indicado pelos 5 pinos extras do outro lado, na saída USB 3.0)

• E, finalmente, placas-mãe mais antigas, conectores e chipsets não suportam o USB 3.0! De acordo, você pode usar o adaptador USB 3.0 - USB 2.0, mas se você for usá-lo em velocidades USB 2.0 de qualquer maneira (com os 5 pinos extras inativos), será melhor usar o USB 2.0 nativamente!

EDIT - Alguns teclados usam conectores USB 3.0, mas apenas porque esses teclados estão equipados com um mecanismo de passagem USB - existem portas USB 3.0 no próprio teclado, para que você não precise acessar o gabinete do computador sempre que precisar. deseja conectar seu telefone ou uma unidade flash.

Eu tenho uma placa muito boa, tem 4 portas USB 3.1 na frente, 8 portas 3.1 na parte traseira, 2 portas USB 2.0 na frente e 2 portas USB 2.0 na parte traseira.

A documentação que acompanha a placa sugere dois usos importantes para as portas 2.0 e sua inclusão.

1. Dispositivos antigos e drivers antigos. Se um dispositivo tiver idade suficiente, pode não funcionar nas portas USB3.1. Principalmente porque esse dispositivo "é péssimo" e não segue as especificações, mas também porque talvez tenha sido criado enquanto a especificação estava sendo adotada.

2. Diferenças de tensão e amperagem. O USB 2.0 possui um perfil de amperagem máxima diferente. Em alguns dispositivos, isso pode fazer uma grande diferença.

O documento sugere algumas coisas para o uso de portas diferentes. Por exemplo.

As portas USB 3.1 devem ser usadas para

• Carregando um telefone ou tablet
• dispositivos de dados de alta velocidade, como discos rígidos
• adaptadores de rede
• material de áudio

As portas USB 2.0 devem ser usadas para - Teclados e mouses - dados lentos, como cartões SD e pen drives - adaptadores Bluetooth. - Dispositivos realmente antigos (USB 1)

Ele também menciona que você deve tentar conectar dispositivos "sempre" (como áudio) e "às vezes" (como teclado) em controladores diferentes. E, esses dispositivos de alto volume de dados não devem compartilhar o mesmo controlador quando possível.

Na verdade, não sou especialista em USB, mas alguns microcontroladores não funcionam com USB 3, enquanto eles funcionam bem com USB 2 (nesse caso, é conectá-los a uma porta COM para depurar e inserir códigos)

Esta é realmente uma questão mais complexa do que se poderia pensar. Lembro-me de perguntar a vários engenheiros de design da Hewlett Packard por que seus servidores Windows ainda tinham unidades de disquete em 2006.

Observe que a Apple tem o luxo de poder arrastar seus clientes para o presente, quer eles estejam ou não dispostos. Os fornecedores que vendem computadores com Windows não podem fazer isso.

Parte da razão pela qual os computadores Windows possuem recursos legados de décadas é porque a Microsoft descobriu (por acidente) que poderia vencer a IBM competitivamente, oferecendo suporte a tecnologia obsoleta. Nos anos 90, houve uma enorme demanda por suporte de tecnologia obsoleta que a IBM ignorou em seu prejuízo.

Esse problema persistiu até o presente e parece não haver solução - exceto, talvez, para comprar produtos da Apple. Observe que a Apple aparentemente está prestes a eliminar a porta de áudio herdada em seus iPhones. A resposta negativa a isso é incompreensivelmente avassaladora. Observe que essa é uma tecnologia insanamente obsoleta.

Eu discuti esse problema com muitas pessoas altamente inteligentes trabalhando para Intel, IBM, HP, Dell, etc. Geralmente, os projetistas de sistemas sentem-se presos a esse problema, mas não têm solução.

Alguns softwares não reconhecem drivers USB 3 de terceiros no Windows 7. Esse será o caso, mesmo que os drivers estejam totalmente funcionando.

Por exemplo, eu tenho uma placa-mãe de 2013 que era a melhor para sistemas de desktop no momento em que a adquiri. Eu corro o Windows 7 nele com os drivers do fabricante instalados.

Os dispositivos USB 3 conectados às portas USB 3 são reconhecidos e funcionam corretamente. Mas quando executo o VMWare Worstation 11, ele não vê os dispositivos USB 2 ou USB 3 conectados às portas USB 3. Os mesmos dispositivos são reconhecidos pela estação de trabalho VMWare em um laptop Win 8 quando conectados a portas USB 3. E os mesmos dispositivos são reconhecidos pelo WMWare WS 11 quando conectados a portas USB 2. Se a placa-mãe não tivesse portas USB 2, eu não seria capaz de transmitir ao SO convidado nenhum dispositivo USB.

O VMWare começou a oferecer suporte a dispositivos USB 3 no Win 7, a partir do WS 12, mas foi lançado apenas em 2015. Mas ainda não tentei. E não sei se ele suporta os drivers USB 3 de terceiros específicos que eu tenho.

Do ponto de vista do desenvolvedor, devo mencionar que as portas USB 3 são funcionalmente muito diferentes (não é apenas uma diferença de velocidade) do USB2. Portanto, a decisão de não fornecer drivers USB 3 genéricos no modo kernel no Win 7 pode ter mais a ver com a maneira como a estrutura do driver USB foi projetada no Win 7 vs Win 8. Se toda a estrutura precisaria ser revisada para oferecer suporte ao drivers, então a MS provavelmente se justificou ao pedir que uma versão posterior do sistema operacional fosse usada.