รู้จักกับ USB และ Thunderbolt

เกริ่นนำ

การพัฒนาการของการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่าง ๆ เป็นไปอย่างต่อเนื่อง จากในอดีตที่มีการเชื่อมต่อ 2 แบบใหญ่ ๆ คือแบบขนาน (Parallel Port ) ที่ใช้หัวต่อแบบ DB-25 สำหรับต่อกับเครื่องพิมพ์ และแบบอนุกรม (Serial Port) ที่ใช้หัวต่อแบบ DB-9 หรือที่รู้จักกันในชื่อ RS-232 สำหรับต่อกับเมาส์ จนถึงปัจจุบันที่กลายเป็นการเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพียงแบบเดียวเท่านั้นที่รู้จักกันในชื่อการเชื่อมต่อแบบ USB ซึ่งต่อมาได้พัฒนาเป็นแบบ USB-C

อย่างไรก็ตาม นอกจากคำว่า USB และ USB-C แล้ว ยังมีชื่อมาตรฐานอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องอีก เช่น Thunderbolt 3 Thunderbolt 4 USB 3 และ USB 4 ซึ่งทำให้ผู้ใช้งานเกิดความสับสนได้ บทความนี้จะอธิบายเกี่ยวกับศัพท์ต่าง ๆ ของมาตฐานการเชื่อมต่อ เพื่อให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับศัพท์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง และสามารถเลือกใช้งานอุปกรณ์เชื่อมต่อ รวมถึงสายสัญญาณที่ถูกต้องได้

USB คือะไร

USB ย่อมาจาก Universal Serial Bus คือพอร์ตชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ เช่น เครื่องพิมพ์ แป้นพิมพ์ เมาส์ กล้องดิจิทัล โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์ต่าง ๆ อีกมากมาย รวมทั้งเป็นพอร์ตที่ใช้ส่งพลังงานหรือชาร์จอุปกรณ์ต่าง ๆ อีกด้วย

USB ถูกออกแบบให้ทำหน้าที่เป็นพอร์ตต่อแบบมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ซึ่งมีความสามารถทั้งการส่งสัญญาณติดต่อสื่อสารและจ่ายพลังงาน เป็นพอร์ตที่มาแทนที่พอร์ตแบบขนานและอนุกรม ปัจจุบัน USB มีการพัฒนาจาก USB รุ่นแรกมาก การเข้าใจเกี่ยวกับ USB นั้นจะต้องแยกระหว่างลักษณะของพอร์ต USB ที่มองเห็นด้วยตา กับมาตรฐานสัญญาณที่เชื่อมต่อผ่านพอร์ต USB ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้

ลักษณะของพอร์ต USB

ลักษณะของพอร์ตหมายถึงรูปร่างของพอร์ต USB ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ลักษณะของพอร์ตและชื่อเป็นไปตามตารางที่ 1

 

ชื่อพอร์ต	ลักษณะของพอร์ต
USB-A
USB-B
Mini-A
Mini-B
Micro-A
Micro-B
USB-C

ตารางที่ 1 ลักษณะของพอร์ตและชื่อเรียก

 

มาตรฐานสัญญาณของ USB

มาตรฐานสัญญาณของพอร์ตเป็นสิ่งที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เป็นมาตรฐานที่คอมพิวเตอร์ใช้สื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูล มาตรฐานสัญญาณของพอร์ตรุ่นต่าง ๆ และลักษณะของพอร์ต เป็นไปตามตารางที่ 2

ลักษณะพอร์ต	ชื่อมาตรฐานสัญญาณ
	USB 1.0	USB 1.1	USB 2.0	USB 3.0	USB 3.1	USB 3.2	USB 4.0	USB 4.2
ความเร็ว	12 Mbps		420 Mbps	5 Gbps	10 Gbps	20 Gbs	40Gbps	80 Gbps
USB-A						-	-	-
USB Mini-A	-			-	-	-	-	-
USB-B				-	-	-	-	-
USB Mini-B	-			-	-	-	-	-
USB Micro-A	-	-		-	-	-	-	-
USB Micro-B	-			-	-	-	-	-
USB-C	-	-

ตารางที่ 2 มาตรฐานสัญญาณของ USB

 

มาตรฐานสัญญาณ Thunderbolt

มาตรฐานสัญญาณ Thunderbolt เป็นมาตรฐานสัญญาณที่พัฒนาโดยบริษัทอินเทลและแอปเปิล ทำให้ในช่วงแรกของมาตรฐานนี้มีเพียงผลิตภัณฑ์ของบริษัทแอปเปิลเท่านั้นที่ใช้มาตรฐานนี้ในเครื่องคอมพิวเตอร์  มาตรฐานในช่วงแรกคือ Thunderbolt 1 และ 2 ซึ่งใช้ลักษณะพอร์ตเป็นทรง 6 เหลี่ยมที่รู้จักกันในชื่อพอร์ตแบบ mini Display ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 พอร์ตแบบ mini Display

 

มาตรฐานในยุคถัดมาคือ Thunderbolt 3 และ 4 นั้น ทางบริษัทอินเทลได้เปลี่ยนลักษณะของพอร์ตเป็น USB-C

แม้ว่า มาตรฐาน Thunderbolt 3 จะใช้ลักษณะของพอร์ตแบบเดียวกับมาตรฐาน USB 3.1 แต่ Thunderbolt 3 เป็นมาตรฐานที่มีประสิทธิภาพสูงกว่ามาตรฐาน USB 3.1 กล่าวคือเป็นการรวมมาตรฐาน USB, PCIe และ Display Port ไว้ในพอร์ตเดียวกัน สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้สูงสุด 40 Gbps (USB 3.1 ได้สูงสุด 10 Gbps) สามารถเชื่อมต่อหน้าจอความละเอียด 4K ได้ สามารถเชื่อมต่อกับการ์ดจอแบบภายนอกได้ รวมทั้งสามารถชาร์จไฟให้กับอุปกรณ์ได้สูงสุด 100 W อีกด้วย และเพื่อไม่ให้ผู้ใช้งานสับสนเนื่องจากหน้าตาของพอร์ตมีลักษณะแบบเดียวกับ USB 3.1 มาตรฐาน Thunderbolt 3 ทำงานร่วมกันมาตรฐาน USB 3.1 ได้ด้วย ทำให้ผู้ใช้งานสามารถนำอุปกรณ์ตามมาตรฐาน USB 2/3 มาใช้งานร่วมกันได้

วิธีสังเกตความแตกแตกต่างระหว่าง Thunderbolt 3 และ USB 3.x คือจะมีสัญลักษณ์สายฟ้าปรากฏที่พอร์ต Thunderbolt ดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 ลักษณะของพอร์ตแบบ Thunderbolt

 

มาตรฐาน Thunderbolt 4 เป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพต่อจาก Thunderbolt 3 โดยแม้ว่าจะถ่ายโอนข้อมูลได้ 40 Gbps เท่ากับ Thunderbolt 3 แต่จะสามารถต่อจอภาพนอกความละเอียด 4K ได้ 2 จอ และรองรับมาตรฐาน PCIe 32 Gbps