25 Jahre Herstellen von Verbindungen mit USB (nach drei Versuchen)

25 Jahre Herstellen von Verbindungen mit USB (nach drei Versuchen)

25 Years Making Connections With Usb

USB dreht dreimal um

Jeder weiß, dass USB-Sticks sein müssen dreimal umgedreht um sie in die richtige Ausrichtung zu bringen NarissOne / Shutterstock

Version 1.0 des Universal Serial Bus (USB)-Standards wurde im Januar 1996 veröffentlicht. 25 Jahre und drei Versuche Später sind wir von den 12-Mbit/s-Geschwindigkeiten von USB 1.0 auf die 40-Gbit/s-Geschwindigkeiten von USB4 übergegangen. So hat USB die Welt erobert.



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Das Problem: Ringen mit Ports und IRQs

In den frühen 1990er Jahren war der Anschluss von Peripheriegeräten an PCs ein Chaos. Um einen PC einzurichten, mussten Sie eine Handvoll verschiedener Arten von inkompatiblen Ports und Anschlüssen verwenden. Am häufigsten enthielten diese einen Tastaturanschluss, einen 9- oder 25-poligen Serielle Schnittstelle RS-232 , und ein 25-poliges paralleler Anschluss . Darüber hinaus verwendeten PC-Gamecontroller ihren eigenen 15-Pin-Standard, und Mäuse wurden oft an serielle Ports oder proprietäre Karten angeschlossen.

Legacy-PC-Ports durch USB ersetzt

ngaga / Shutterstock

Zur gleichen Zeit stießen die Hersteller von Peripheriegeräten auf Datenratenbegrenzungen in bestehenden Ports, die für Peripheriegeräte auf PCs verwendet wurden. Die Nachfrage nach Telefonie-, Video- und Audioanwendungen nahm zu. Traditionell haben Hersteller diese Einschränkungen umgangen, indem sie ihre eigenen proprietären Ports eingeführt haben, die als Add-In-Karten installiert werden konnten, was jedoch die Kosten verursachte und die Kompatibilitätsprobleme zwischen den Maschinen erhöhte.

Und schließlich bereitete das Hinzufügen eines neuen Peripheriegeräts auf einem PC Kopfschmerzen. Es bedeutete oft, technische Details wie IRQ-Einstellungen, DMA-Kanäle und E/A-Adressen so zu konfigurieren, dass sie nicht mit anderen auf dem System installierten Geräten in Konflikt geraten. (Durchschnittliche Computerbenutzer müssen nicht mehr darüber nachdenken.) Es musste einen einfacheren Weg geben.

Die Lösung: USB

Abhilfe würde bald ein einziger Port schaffen, der die Branche vereinen könnte: der Universal Serial Bus. USB entstand 1994 als gemeinsames Projekt von acht hochkarätigen Firmen: Intel, Microsoft, IBM, Compaq, Digital Equipment Corporation, NEC und Northern Telecom. Nach der Entwicklung für die nächsten anderthalb Jahre veröffentlichte die Gruppe am 15. Januar 1996 die USB 1.0-Spezifikation.

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Was sie herausfanden, war ein serieller Computerperipheriebus, der einfache 4-Pin-Anschlüsse verwendet, die robust und kostengünstig waren. USB erlaubte Verbindungen mit bis zu 12 Megabit pro Sekunde (zu dieser Zeit genug für Netzwerkanwendungen) und konnte bis zu 127 Geräte an einem einzigen Bus bedienen, wenn sie mit Hubs verkettet wurden.

Ein USB-A-Stecker und -Kabel

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Das Beste daran ist, dass USB vollständig Plug-and-Play war, was bedeutete, dass sich Geräte beim Anschließen automatisch selbst konfigurierten (oder nach geeigneten Treibern suchten). Kein Ringen mehr mit IRQs. Und im Gegensatz zu früheren Standards unterstützte USB Hot-Swapping, was bedeutete, dass Sie Ihre Peripheriegeräte anschließen und trennen konnten, während der Computer noch in Betrieb war: keine Neustarts erforderlich, wenn Sie etwas so Einfaches wie Ihre Maus wechseln.

Zu dieser Zeit hatte die Branche auch konkurrierende Standards im Auge, wie z Firewire (IEEE 1394) , Apple GeoPort, ZUGANG.bus , und SCSI. Aber die Einfachheit und Flexibilität von USB hat sich durchgesetzt – insbesondere, als die Anbieter demonstrierten, dass sie relativ kostengünstige USB-Chipsätze für Hubs und Peripheriegeräte herstellen können.

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USB erscheint in freier Wildbahn

Die PC-Industrie hat USB zunächst langsam eingeführt, wobei der Standard über mehrere Jahre hinweg schrittweise verbessert wurde, bevor sich eine breite Akzeptanz durchsetzte. Microsoft unterstützte USB erstmals im August 1997 in Windows 95 OSR 2.1 (und zu dieser Zeit auch in Win NT).

Gemäß Computerwelt , der Unisys Aquanta DX-Desktop, angekündigt am 13. Mai 1996 , war der erste angekündigte PC mit integrierten USB-Anschlüssen, obwohl andere Anbieter wie IBM sie möglicherweise auf den Markt gebracht haben. Berichte im Byte Magazine besagen, dass USB-Chipsätze bis Mitte Ende 1996 nicht in großem Maßstab verfügbar waren. Trotzdem hatten bis Ende 1996 fast ein Dutzend PC-Hersteller PCs mit USB-Anschlüssen angekündigt – normalerweise zwei Anschlüsse pro Maschine.

Trotz einer frühen Unterstützung für USB durch PC-Hersteller waren USB-Peripheriegeräte, die die Anschlüsse tatsächlich nutzen konnten, bis etwa 1998 rar. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde fast jeder PC noch mit älteren Anschlüssen ausgeliefert, sodass die Hersteller weiterhin Geräte entwickelten und verkauften, die sie benutzt.

Der Apple iMac im Jahr 1998.

Apfel

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Ein Ereignis hat die Verfügbarkeit von USB-Peripheriegeräten dramatisch verändert. Im August 1998, Apple hat den iMac veröffentlicht , ein schlankes All-in-One-Gerät, das alle alten Anschlüsse für USB aufgegeben hat. Zum ersten Mal seit über einem Jahrzehnt hatte Apple eine Maschine ohne SCSI entwickelt, ADB , oder serielle Ports, und die Hersteller von Mac-Peripheriegeräten waren gezwungen, in erheblichem Umfang auf USB zu springen.

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Während Apple nicht die alleinige Anerkennung für die Popularisierung von USB beanspruchen kann (es gibt gesunde Debatte darüber auf StackExchange ), die starke Presse konzentriert sich auf die Die Abhängigkeit des iMac von USB brachte den Hafen erstmals groß ins öffentliche Bewusstsein.

Bald waren diese Mac-USB-Peripheriegeräte auch für PCs mit USB verfügbar, und mit der gesunden Unterstützung für USB in Windows 98, kostengünstigeren Chipsätzen und Überarbeitungen des USB-Standards begann der PC-Markt um die Wende des Jahres mit Begeisterung USB einzuführen 2000er. Schließlich unterstützten Mobiltelefone auch USB-Verbindungen, und die Popularität von USB hat seitdem nicht nachgelassen.

USB im Laufe der Jahre

USB-Port-Typen

Beispiele für die wichtigsten USB-Steckertypen im Laufe der Jahre. iunewind / Shutterstock

Seit 1996 hat sich die Leistungsfähigkeit von USB dramatisch erweitert, einschließlich der Unterstützung neuerer, kleinerer Steckertypen und viel schnellerer Geschwindigkeiten. Der Standard wird durchgehend vom USB Implementers Forum (USB-IF) gepflegt. Hier einige Highlights.

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    USB 1.0 (1996):Die formelle Einführung des USB-Standards mit Typ-A- und Typ-B-Anschlüssen. High-Speed ​​beträgt 12 Megabit/Sekunde, Low-Speed ​​1,5 Megabit/Sekunde. USB 1.1 (1998):Diese Version behob Fehler im 1.0-Standard, einschließlich Probleme mit USB-Hubs, und wurde zum ersten weit verbreiteten USB-Standard. Es führte auch USB-Mini-Anschlüsse vom Typ A und B ein. USB 2.0 (2001):Dadurch wurde ein neuer, schnellerer 480-Megabit/Sekunde-Modus eingeführt, während die Abwärtskompatibilität mit USB 1.1-Geräten beibehalten wurde. In einer Revision von 2007 wurden erstmals USB-Micro-Steckverbinder eingeführt. USB 3.0 (2011):Der 3.0-Standard führte eine neue Datenrate von 5 Gigabit/Sekunde namens SuperSpeed ​​ein. Es wurden auch neue Typ-A-, Typ-B- und Micro-Steckverbinder mit mehr Pins eingeführt, um die höhere Datenrate zu unterstützen. USB 3.1 (2014):Dadurch erhöhte sich die USB-Datenrate auf 10 Gigabit/Sekunde. Etwa zu dieser Zeit führte das USB-IF auch den symmetrischen USB-C-Stecker ein, der in beide Richtungen eingesteckt werden kann und immer noch funktioniert. (Sie müssen Ihr USB-Gerät nicht mehr dreimal umdrehen, um die richtige Ausrichtung zu finden!) USB 3.2 (2017):Mit dieser Überarbeitung kletterte USB auf 20 Gigabit/Sekunde und verwarf die Typ-B- und Micro-Anschlüsse zugunsten von Typ C. USB 4.0 (2019):Dieser Standard ist kompatibel mit Blitz 3 und unterstützt bis zu 40 Gigabit/Sekunde Verbindungen. Alle Anschlüsse außer USB-C sind veraltet.

Die Zukunft ist USB

Ab 2021 ist USB immer noch stark und wird so weit unterstützt, dass USB-Anschlüsse de facto zu Steckdosen zum Aufladen von Smartphones, Tablets, Videospiel-Controllern, batteriebetriebenem Kinderspielzeug und anderen geworden sind Neuheiten wie zum Beispiel Kaffeetassenwärmer und winzige Tischstaubsauger.

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USB hat nicht aufgehört, sich zu verbessern. USB4 zeigt, dass die Branche es ernst meint, den Standard wettbewerbsfähig zu halten, da Computer immer schneller werden und die Daten, die wir zwischen Geräten verschieben, immer größer werden.

Es macht sogar Einzug – Apples iPad Pro-Tablets haben ihre proprietären Lightning-Ports für USB-C abgeladen , obwohl Lightning immer noch auf dem iPhone und vielen anderen Apple-Geräten Bestand hat.

Alles Gute zum Geburtstag, USB!

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Benj Edwards ist Associate Editor für How-To Geek. Seit über 15 Jahren schreibt er über Technologie und Technologiegeschichte für Websites wie The Atlantic, Fast Company, PCMag, PCWorld, Macworld, Ars Technica und Wired. 2005 gründete er Vintage Computing and Gaming, einen Blog, der sich der Technikgeschichte widmet. Er hat auch den Podcast The Culture of Tech erstellt und trägt regelmäßig zum Retronauts Retrogaming-Podcast bei.
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