November 15, 2025
Bạn có nhớ mớ hỗn độn dây cáp lộn xộn trên bàn làm việc máy tính vào những năm 1990 không? Kỷ nguyên của các giao diện nối tiếp, song song và độc quyền đã biến việc kết nối các thiết bị ngoại vi thành một cơn ác mộng. Việc giới thiệu Universal Serial Bus (USB) đã cách mạng hóa bối cảnh này, thay thế các đầu nối cồng kềnh bằng giao diện USB Type-A (USB-A) nhỏ gọn và giá cả phải chăng. Ngày nay, hàng tỷ thiết bị USB được sử dụng hàng ngày, khiến USB trở thành giao diện có dây chủ đạo cho máy tính xách tay, máy tính bảng và điện thoại thông minh.
USB đã trải qua nhiều lần lặp lại (xem Bảng 1), mỗi lần tinh chỉnh cách cáp kết nối, giao tiếp và cung cấp năng lượng cho máy tính, thiết bị di động và thiết bị ngoại vi. Tiêu chuẩn USB4 mới nhất, giống như các phiên bản tiền nhiệm, đại diện cho một bước tiến đáng kể về tốc độ truyền dữ liệu, độ phân giải video và khả năng cung cấp điện năng.
Các thiết bị hiện đại thường có ít nhất ba loại cổng USB khác biệt. Trong số đó, USB-C đã trở nên nổi bật trong các thiết bị mới hơn nhờ kích thước nhỏ gọn, tốc độ truyền dữ liệu nhanh chóng và khả năng cung cấp năng lượng lên đến 240W. Cáp USB-C cũng hỗ trợ truyền video 4K và 8K độ phân giải cao. Mặc dù có chức năng tương tự, cổng Lightning sử dụng thiết kế đầu nối khác.
Thiết kế của đầu nối USB-C đóng một vai trò quan trọng trong tốc độ truyền dữ liệu. Mỗi đầu nối USB Type-C chứa bốn cặp chân (được gọi là "làn") dành riêng để truyền (TX) và nhận (RX) dữ liệu. USB 3.0 (5 Gbps) và USB 3.1 (10 Gbps) sử dụng một làn TX và một làn RX, với hướng xác định làn nào đang hoạt động. USB 3.2 tận dụng cả bốn làn để đạt tốc độ 20 Gbps.
Quy ước đặt tên USB 3.2 hiện tại kết hợp tốc độ với số làn. Ví dụ: USB 3.2 Gen 1×2 biểu thị 5 Gbps × 2 làn cho tổng tốc độ 10 Gbps. Cả USB4 Gen 2×2 (được bán trên thị trường là USB4 20Gbps) và USB 3.2 Gen 2×2 đều cung cấp kết nối 20 Gbps. USB4 Gen 3×2 (USB4 40Gbps) sử dụng một sơ đồ mã hóa dữ liệu riêng biệt để đạt được 20 Gbps trên mỗi làn, tổng cộng 40 Gbps ở chế độ hai làn.
USB4 (chính thức được tạo kiểu mà không có khoảng trắng) đại diện cho một bản cập nhật lớn không chỉ giới thiệu các khả năng mới mà còn giải quyết sơ đồ đặt tên USB 3.x gây nhầm lẫn đồng thời mang lại trải nghiệm người dùng dễ đoán hơn. Giao thức USB4 bắt buộc cáp USB-C sang USB-C.
Truyền dữ liệu 40Gbps: Thiết bị USB4 phải hỗ trợ 20 Gbps (2,4 GB/s), với tùy chọn hỗ trợ 40 Gbps (4,8 GB/s) khi sử dụng cáp Gen 3 ngắn hơn 0,8 mét.
Nhiều giao thức dữ liệu và hiển thị: USB4 sử dụng đường hầm giao thức để hỗ trợ USB 3.2, PCIe và DisplayPort 1.4a. Khả năng tương thích DisplayPort và Thunderbolt 3 được duy trì thông qua Chế độ Alt.
Khả năng tương thích ngược: USB4 duy trì khả năng tương thích với các tiêu chuẩn USB 3.2, USB 2.0 và Thunderbolt 3 thông qua Chế độ TB3 Alt.
Phân bổ băng thông động: Không giống như việc phân bổ băng thông cố định của USB 3.2 (hoặc băng thông video 100% trong Chế độ DP Alt), USB4 phân phối động băng thông giữa video và dữ liệu dựa trên nhu cầu theo thời gian thực.
Sạc 100W: Tất cả các thiết bị USB4 đều hỗ trợ Cung cấp điện USB (USB PD), đàm phán các hợp đồng điện năng lên đến 100W (5A/20V) khi được kết nối với cổng USB4.
Các sản phẩm tương thích với Thunderbolt™ 3 đã có mặt trên thị trường, cung cấp khả năng cung cấp điện gấp bốn lần và tốc độ truyền dữ liệu hai chiều của USB 3.2 Gen 2 đồng thời tạo ra những khả năng tính toán chưa từng có cho các thiết bị cá nhân.
Được thiết kế cho các thiết bị mỏng hơn, nhẹ hơn, USB-C hoạt động tốt như nhau trên điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính xách tay. Nhiều máy tính xách tay hiện đại đã loại bỏ hoàn toàn các cổng USB-A và RJ45 Ethernet, chỉ dựa vào USB-C cho video, mạng, truyền dữ liệu và sạc. Sự thay đổi này đã thúc đẩy việc áp dụng USB-C làm đầu nối nguồn tiêu chuẩn cho các giao thức Thunderbolt™ 3, DisplayPort, MHL và HDMI.
Thông số kỹ thuật USB-C Type 2.1 (phát hành tháng 5 năm 2021) đã tăng dung lượng điện của cáp và đầu nối từ 100W lên 240W, cho phép cung cấp điện cho các thiết bị lớn hơn, tiêu thụ nhiều điện năng như màn hình 4K, xe đạp điện và máy tính xách tay chơi game.
Mặc dù về cơ bản là một giao thức giao tiếp giữa máy chủ và thiết bị ngoại vi, USB đã phát triển thành một giao diện đa chức năng. Các thiết bị hiện đại có thể hỗ trợ một hoặc nhiều tính năng nâng cao này:
Một cáp USB-C duy nhất có thể cung cấp đủ năng lượng để loại bỏ các bộ điều hợp riêng biệt cho các thiết bị ngoại vi có nhu cầu cao như ổ cứng ngoài. Lưu ý rằng không phải tất cả các thiết bị hoặc cổng đều hỗ trợ Cung cấp điện USB—hãy tham khảo thông số kỹ thuật sản phẩm để biết chi tiết về khả năng tương thích.
Thông số kỹ thuật BC 1.2 đã giới thiệu các cổng sạc chuyên dụng cho phép sạc nhanh hơn, an toàn hơn. Trong khi các cổng USB 2.0 và 3.0 tiêu chuẩn cung cấp lần lượt 500mA và 900mA, các cổng tuân thủ BC 1.2 cung cấp tối đa 1,5A—ngay cả trong khi truyền dữ liệu—và cho phép các thiết bị giao tiếp các yêu cầu về điện năng của chúng để sạc tối ưu.
Tính năng này cho phép các thiết bị di động hoạt động như máy chủ cho các thiết bị ngoại vi như ổ đĩa flash, bàn phím và chuột. Các thiết bị tuân thủ OTG yêu cầu bộ điều hợp để kết nối ngoại vi trong khi vẫn duy trì khả năng hoạt động như các thiết bị lưu trữ khối được kết nối với máy tính.
Đầu nối và cáp USB-C có thể đồng thời truyền dữ liệu USB cùng với tín hiệu video/âm thanh VGA, DVI, HDMI hoặc DisplayPort. Bộ điều hợp cho phép kết nối DisplayPort qua USB-C với nhiều loại màn hình khác nhau mà không cần trình điều khiển bổ sung.
Công nghệ này hỗ trợ đầu ra video 4K đồng thời cho hai màn hình DisplayPort—lý tưởng cho bảng hiệu kỹ thuật số và các ứng dụng chơi game hiệu suất cao.
Các đế USB hoặc Thunderbolt™ 3 nhỏ gọn, có kích thước bằng điện thoại thông minh có thể tăng cường khả năng kết nối cho MacBook và máy tính xách tay. Các đế Thunderbolt™ 3 mới nhất cung cấp tốc độ truyền dữ liệu hai chiều 40 Gbps đáng kinh ngạc để truyền tệp lớn nhanh chóng, kết nối Ethernet có dây ở những khu vực không có Wi-Fi và video 4K hai màn hình với hỗ trợ âm thanh kỹ thuật số.
