USB-Standards im Überblick

Von 1.0 bis 4.0: Die USB-Generationen

Der 1996 von Intel eingeführte USB-Standard ist mit Abstand der erfolgreichste und verbreiteste Anschluss im PC-Segment. Um die damaligen COM-, Seriell- und Parallel-Ports abzulösen, hat man auf einen einfachen, universellen Anschluss gesetzt, der heute quasi überall vertreten ist. Egal ob Notebooks, PCs und deren Zubehör, selbst bei Fernsehern, Routern, Smartphones ist USB allgegenwärtig.

Ein großer Vorteil von USB ist das schnelle An- und Abstecken während des Betriebes, weswegen gerade Massenspeicher auf diesen Anschluss setzen. Angefangen bei USB 1.0 hat man spätestens mit USB 1.1 die Anschlusseinfachheit am PC revolutioniert. Im Jahr 2000 kam dann die zweite Generation, welche mindestens genauso erfolgreich war, wie der Vorgänger. Auch der Vorteil der Unabhängigkeit von Betriebssystemen trägt dazu bei - so wird USB ebenfalls bei Mac OS X, Linux oder Android genutzt. Seit 2010 wird die USB 3.0-Version, also die dritte Generation, vertrieben. Dabei wurde stets auf die Abwärtskompatibilität geachtet: Man kann problemlos ältere Standards an den neuen Anschlüssen ohne jegliche Adapter oder Nachteile nutzen. Mittlerweile ist USB 3.1 der aktuelle Standard, der nochmals deutlich schneller als der Vorgänger ist und zudem einen viel höhere Stromversorgung bietet. Als Stecker gibt es auch erstmals den neuen Typ-C, der verdrehsicher ist, also immer beim Einstecken passt.

Aufgrund verschiedener Missverständnisse bei der USB-Port-Bezeichnung hat man sich auf neue Namensgebungen für die aktuellen und kommenden USB-Anschlüsse geeinigt. So soll der bisherige USB 3.0 Port von nun an USB 3.2 Gen 1 heißen, USB 3.1 wird zu USB 3.2 Gen 2 und der kommende USB 3.2 Standard soll USB 3.2 Gen 2x2 heißen.

Mit USB 3.2 kam dann ein nochmals verbesserter USB-Standard hinzu. Dabei beträgt die maximale Übertragungsgeschwindigkeit nun bis zu 20 Gbit/s. Realisiert wird dies über bestehende USB-Typ-C-Kabel. Technisch werden quasi zwei USB 3.1 Verbindungen à 10 Gbit/s zu einem Datenstrom gebündelt. Während Anschluss und Kabel also die gleichen bleiben, müssen für USB 3.2 jedoch neue Geräte und Controller entwickelt werden.

Ende September 2017 wurde der Standard vorgestellt. Als Entwickler von USB-3.2-Produkten wird unter anderem ASMedia genannt, die auf vielen Mainboards mit USB-3.1-Controllern vertreten sind. Wann die ersten Produkte mit USB-3.2 kommen werden, steht noch nicht fest. Was allerdings feststeht, ist die neue Namensgebung des kommenden USB-Standards: er soll offiziell USB 3.2 Gen 2x2 heißen.

Nun kommt ganz neu die USB-4.0-Generation hinzu (vereinzelt auch als USB4 bezeichnet). Hier ändert sich nichts an den Steckern, sondern der direkte Nachfolger von USB 3.2 und Thunderbolt 3. So unterstützt USB 4.0 bis zu Gbit/s. Allerdings wird es wie schon bei den vorherigen USB-Standards auch Abweichungen geben.

USB 4.0 in den Startlöchern

Nach längerer Zeit ohne Neuvorstellungen wird demnächst USB 4.0 den bisherigen Wirrwar der USB 3.x Standards ablösen. Neben einer doppelt so schnellen Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 40 Gbit/s wird USB 4.0 ausschließlich USB-C unterstützen. Zudem kann der kommende Standard mehr Signale gleichzeitig übertragen als die Vorgänger. USB4 bzw. 4.0 basiert auf Thunderbolt 3 und übernimmt entsprechend einige Features. So soll auch das Tunneln von PCIe-Signalen und von DisplayPort 1.4a möglich sein.

Wie zuvor bei USB 3.x soll USB 4.0 mit Gen 2 x 1 (10 Gbit/s), Gen 2 x 2 (20 Gbit/s), Gen 3 x 1 (20 Gbit/s) und Gen 3 x 2 (40 Gbit/s) kommen. Erste USB-4 zertifizierte Kabel sollen zudem bis zu 240 Watt (5 A mit 48 V) liefern können.

Wieviel Strom liefert USB?

Der USB-Anschluss kann angeschlossene Geräte mit Strom versorgen, wodurch eine zusätzliche Stromversorgung bei kleineren Geräten nicht mehr nötig ist - USB 1.x und 2.0 stellen bis zu 500 mA und USB 3.0 bis zu 900 mA bereit. Dadurch lassen sich viele Geräte, wie externe 2,5''-Festplatten, USB-Sticks oder auch Headsets mit ausreichend Strom versorgen. Viele Mainboards und Notebooks haben eine Funktion, die es erlaubt im ausgeschalteten Betrieb die USB-Anschlüsse mit Strom zu versorgen. Dadurch kann man Geräte wie Smartphones und MP3-Player ohne Anschalten des PCs aufladen. Auch die Treiberinstallation ist mit der Einführung von USB deutlich einfacher geworden. Ab der Implementierung des USB-Standards in Betriebssystem fallen bei Kleingeräten wie Mäusen und Tastaturen die Treiberinstallationen komplett weg. Lediglich bei Nutzung von Zusatzfunktionen wie beispielsweise programmierbaren Tasten sind dann noch Treiber vonnöten.

Die USB-Standards im direkten Vergleich

Alte und neue USB-Bezeichnungen

Wie schnell ist USB?

Was die Geschwindigkeit bei der Datenübertragung anging, war USB stets vorne mit dabei. Zwar war USB 1.1 mit gerade einmal maximal zwölf Mbit/s noch nicht wirklich schnell, war aber schneller als die damals sonst üblichen Anschlüsse und reichte für die meisten Anwendungen vollkommen aus. Als dann der Wunsch nach mehr Geschwindigkeit immer lauter wurde - denn gerade bei Geräten wie externe Festplatten, Laufwerke und Sticks war deutlich mehr möglich -, kam der neue USB-2.0-Standard. Mit bis zu 480 Mbit/s konnte man die Geschwindigkeit um das 40-fache erhöhen. Effektiv sind so bis zu 35 Megabyte pro Sekunde erreichbar, was dann in Zeiten von SSDs und immer schnelleren Flashspeichern abermals zum Flaschenhals wurde. Die logische Konsequenz war die dritte Generation des USB-Standards, welcher mit 5 GB/s nochmals zehnmal so schnell wie USB 2.0 ist. Die in der Praxis maximal mögliche Transferrate liegt bei 350 MB/s, was für die meisten Anwender mehr als genug darstellen sollte. Nochmals schneller ist der USB-3.2-Standard der zweiten Generation (Gen. 2), der die doppelte Transferrate des Vorgänger 3.0 bzw. 3.1 bietet und somit theoretisch bis zu 10 GBit/s leistet. USB 3.2 Gen 2 x 2 schafft sogar die doppelte Übertragungsrate mit bis zu 20 Gbit/s.
USB 4.0 löst diesen Standard nun ab. Hier wird es ebenfalls verschiedene Stufen geben, die bis zu 40 Gbit/s Übertragungsgeschwindigkeit bieten und zudem auch je nach genauer Spezifikation auch Bildübertragung via DisplayPort und/oder Stromversorgung durch PowerDelivery unterstützen.

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Welcher USB-Stecker ist das?

Für USB-Stecker und -Kabel gibt es unterschiedliche Ausführungen, die mit Buchstabenkürzel wie A, B uvm. benannt sind. Dazu kommen noch Bezeichnungen wie Mini- und Micro-USB. Der gängige, flache USB-Anschluss ist der Typ A, der fast quadratische von USB-Druckerkabeln bekannte Anschluss der Typ B. Während der Einsatz von Mini-USB-Steckern immer mehr zurückgeht, findet man die Mikro-Anschlüsse en Masse bei vielen Smartphones, Digitalkameras, MP3-Player und sonstigen Geräten. Immer mehr im Kommen ist hingegen der neue Typ-C-Stecker für USB 3.0 und 3.1. Hier die wichtigsten USB-Stecker und -Buchsen in der Übersicht:

Der normale USB-Stecker Typ A hier in der blauen USB-3.0-Ausführung. Die normale USB-Buchse Typ A, hier wieder für USB-3.0

Der Micro-B-USB-Stecker ist häufig bei Tablets und Smartphones anzutreffen. Die Micro-B-USB-Buchse.

Der Mini-B-USB-Stecker kommt oft bei digitalen Kameras zum Einsatz Die Mini-B-Buchse.

Der USB3.0-Stecker in der Typ-B-Variante - wird oft bei Lesegeräten und externen Festplatten genutzt. Die USB3.0-Buchse für den Typ B - hier an einer externen Festplatte

Der USB-Stecker Typ-B ist bekannt als USB-Druckeranschlusskabel. Die USB-Buchse Typ-B, die an Druckern und älteren externen Festplatten zu finden ist.

Dies ist ein interner USB-Stecker zum Verbinden der USB-2.0-Anschlüsse des Gehäuses an das Mainboard Hier eine interne USB-Buchse zum Verbinden der USB-2.0-Anschlüsse des Gehäuses am Mainboard

Der interne USB-3.0-Stecker für den Anschluss ans Mainboard Dazu passend die interne USB-3.0-Buchse

Der USB3.0 Micro-B Stecker kommt meistens bei externen Laufwerken vor. Der dazu passende USB3.0 Micro-B-Anschluss.

USB 3.1 Typ-C-Stecker USB 3.1 Typ-C-Port

Peripheriegeräte

In fast allen Bereichen finden USB-Anschlüsse mittlerweile Verwendung. Angefangen im Hardware-Bereich bei Gehäusen, Mainboards, über Eingabegeräte, WLAN-, Surf-, TV- und natürlich USB-Sticks nutzen auch Geräte wie Drucker, Scanner, externe Festplatten, Soundkarten, Netzwerkadapter, Bluetoothadapter und Modems den praktischen Anschluss zur Datenübertragung. Darüber hinaus wird USB selbstverständlich bei Notebooks, Komplettsystemen und Tablets eingesetzt. Aber auch abseits von Hardware, werden Geräte wie Fernseher, digitale Kameras, Smartphones und weitere Produkte aus der Unterhaltungselektronik mit USB-Anschlüssen ausgestattet.

Wie kann ich USB 3.1 nachrüsten?

Wer seinen PC mit USB 3.2 aufrüsten möchte, kann dies mit einer Controller-Karte machen, die man in einen freien PCI-Express-Slot auf dem Mainboard einsteckt. Dies ist eine einfache Möglichkeit die modernen USB-Ports in einen älteren PC zu bekommen. Voraussetzung dafür ist jedoch mindestens ein PCIe-2.0-Steckplatz.

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