Pages

Thứ Hai, 8 tháng 12, 2025

USB

Vào năm 2025, có lẽ không còn ai xa lạ với USB (Universal Serial Bus), bởi vì từ năm 1996, người ta đã dùng USB để truyền tải dữ liệu (data) hay điện năng (electrical power) cho các máy điện tử, thiết bị di động (portable devices)... Cụ thể hơn, thì khi bạn sạc (charge) iPhone, bạn đang dùng USB (trừ khi bạn dùng wireless charging). Nhìn các đồ điện tử trong nhà, chắc bạn không khỏi thắc mắc tại sao lại có nhiều loại USB cho các đồ điện tử khác nhau và các bạn không thể lấy “râu ông này cắm cằm bà kia”! Mời bạn xem vài loại USB đang thông dụng hiện giờ trong hình dưới đây:
Bạn có thể left-click vào hình trên để xem rõ hơn

HDMI (High-Definition Multimedia Interface) đáng lẽ không được có mặt trong hình bên trên vì nó không phải là USB; công dụng của HDMI là để truyền tải tín hiệu âm thanh và video – thí dụ như giữa TV và máy tính, hoặc giữa TV và soundbar. Muốn biết thêm chi tiết, mời bạn xem Difference between HDMI and USB Cables.

USB đã tiến hóa rất nhanh và rất nhiều: từ USB 1.0 (1.5 Mbit/s) năm 1996 đến USB4 2.0 (80 Gbit/s) năm 2022, như trong hình dưới đây. Con số trong dấu ngoặc là tốc độ tải data; trong vòng hơn 26 năm, con số này đã tăng hơn 53,000 lần!

StandardUSB 1.0
1996		USB 1.1
1998		USB 2.0
2000		USB 2.0
Revised		USB 3.0
2008		USB 3.1
2013		USB 3.2
2017		USB4
2019		USB4 2.0
2022
Max SpeedRecommended marketing
since 2022[16]		Basic-Speed
High-Speed
USB 5Gbps
USB 10Gbps
USB 20Gbps
USB 40Gbps
USB 80Gbps
Original labelLow-Speed & Full-Speed
SuperSpeed, or SS
SuperSpeed+, or SS+
SuperSpeed USB 20Gbps
Operation modeUSB 3.2 Gen 1×1USB 3.2 Gen 2×1USB 3.2 Gen 2×2USB4 Gen 3×2USB4 Gen 4×2
Signaling rate1.5 Mbit/s & 12 Mbit/s480 Mbit/s5 Gbit/s10 Gbit/s20 Gbit/s40 Gbit/s80 Gbit/s
ConnectorStandard-A[rem 1]—
Standard-B[rem 1]
Mini-A[rem 2]—
Mini-AB[rem 3][rem 4]
Mini-B
Micro-A[rem 5] [rem 2][rem 6][rem 1]—
Micro-AB[rem 3][rem 7][rem 1]
Micro-B[rem 1]
Type-C (USB-C)[rem 6]
(Enlarged to show detail)
Remarks:
  1.  Limited to max speed at 10 Gbit/s, since only one-lane (×1) operation mode is possible.
  2.  Backward compatibility given.
  3.  Only as receptacle.
  4.  Accepts both Mini-A and Mini-B plugs.
  5.  Only as plug.
  6.  Backward compatibility given by USB 2.0 implementation.
  7.  Accepts both Micro-A and Micro-B plugs.

Nói đơn giản, thì con số đứng sau chữ USB nhằm chỉ “đời” (generation) của USB (theo dòng thời gian). Quan trọng hơn là cách xếp loại (Type) USB; thí dụ như A, B, mini A, mini AB, mini B, micro A, micro AB, micro B, C. Mỗi loại USB có hình dạng khác nhau và có tốc độ tải data khác nhau.

USB A có cấu trúc đơn giản nhất, như trong hình dưới đây:


Dây VCC+5V truyền điện 1 chiều 5V; dây GND là dây “đất” (0V) – chung cho việc truyền điện và data. Hai dây D+ và D- truyền data. Khi data là số 1, thì D+ có thế năng +5V và D- có thế năng 0V. Khi data là số 0 thì  D+ có thế năng 0V và D- có thế năng +5V. Bằng cách này, D+ và D- giữ data không bị “nhiễu sóng” (noise), 1 việc rất quan trọng khi truyền data với tốc độ cao.

Các dây trong USB được cuộn trong 1 ống bằng nylon (nylon sleeve), bên trong còn có ống làm bằng PVC (Polyvinyl Chrolide), và được Braiding Shield + Aluminum Shield (Dual Shielding) ngăn ngừa ảnh hưởng của nhiễu điện từ (EMI) như trong hình dưới đây.

USB gồm 2 phần: đực (male, hay plug) và cái (female, hay receptacle). Phần cái được gắn cố định trong máy điện tử và giữ vai trò chủ nhà (host). Trong trường hợp của “cục sạc” (USB charger, hay USB charger adapter), phần cái nằm trong cục sạc.

Bạn chỉ có thể gắn USB A theo 1 cách duy nhất, không thể nào cắm lộn! Khi hai phần đực/cái “giao hợp”, điện và data có thể truyền qua giao diện USB (interface).

Mời bạn xem cấu trúc dây điện trong USB B, mini B, micro A, micro B, USB A&B superspeed, USB C  trong các hình dưới đây:
USB C pinout

Đầu dây USB C theo dạng đối xứng, giúp người sử dụng khỏi quan tâm đến chiều hướng (orientation) của USB khi cắm phần đực vào phần cái. Xin đọc https://www.etechnophiles.com/usb-pinout-ports-connectors/ để xem giải thích về các dây của USB C trong hình phía trên.

Bạn có biết là dây USB không được quá dài và bạn không nên chắp nối 2 dây USB thành 1 dây dài hay không? Theo ChatGPT, thì đây là lý do:

1.    Suy giảm tín hiệu: Dây USB được thiết kế để truyền dữ liệu và cung cấp nguồn điện qua khoảng cách ngắn. Khi bạn sử dụng dây nối dài, chất lượng tín hiệu có thể suy giảm, làm giảm tốc độ truyền dữ liệu, mất kết nối hoặc hiệu suất không ổn định.

2.    Mất điện: Dây USB cũng cung cấp nguồn điện, và việc sử dụng dây nối dài có thể gây ra sự giảm điện áp qua chiều dài bổ sung.

3.    Nhiễu điện từ: Dây dài dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ (EMI), ảnh hưởng đến chất lượng truyền dữ liệu, đặc biệt là đối với USB 3.0 hoặc cao hơn.

4.    Kết nối không ổn định: Dây nối dài đôi khi tạo ra các kết nối lỏng lẻo, dây trở nên không ổn định, dữ liệu có thể bị mất.

5.    Hư hao: Các đầu nối của dây nối dài dễ bị hư.

Theo Cable Time, dây USB có chiều dài tối đa như sau:

  • USB 1.1: 5 m,  tốc độ chuyển đata 12 Mbps
  • USB 2.0: 5 m, tốc độ chuyển đata 480 Mbps
  • USB 3.0: 3 m, tốc độ chuyển đata 5 Gbps
  • USB 3.1: 3 m,  tốc độ chuyển đata 10 Gbps
  • USB 3.2: 0.8 m, tốc độ chuyển đata 20 Gbps
  • USB4: 0.8 m, tốc độ chuyển đata 40 Gbps

Cục sạc chỉ có USB A port (cái); trong khi đó, nhiều bộ phận điện tử lại có nhiều loại USB khác. Vì vậy mà mình cần dây adpater: 1 đầu là USB A và đầu kia là 1 loại USB khác.

Dưới đây là 2 loại adapter: từ USB A sang micro USB B, và từ USB A sang USB C.

Còn có loại adapter đa phần cho các loại USB có interface khác nhau, và loại adapter với nhiều lỗ cắm (USB splitter).

Nhiều người thường nhầm lẫn USB Flash drive với USB. Thật sự, USB Flash drive còn được biết đến như thumb drive, memory stick, và pen drive, dùng để chứa data. Năm 2025 có nhiều loại USB Fflash drive: có loại chỉ có đầu cắm cho USB B, hay chỉ cho USB C, hay cho cà 2 loại USB B và C.

Hình dưới đây giúp chúng ta biết cấu trúc căn bản bên trong USB Flash drive; quan trọng nhất là ổ chứa data (Flash Memory Chip).


Internals of a typical USB flash drive

1USB Standard-A, "male" plug
2USB mass storage controller device
3Test point
4Flash memory chip
5Crystal oscillator
6LED (Optional)
7Write-protect switch (Optional)
8Space for second flash memory chip

Dung lượng thông dụng nhất của USB Flash Drive là 32GB, mặc dầu Flash drive 64GB cũng được nhiều người ưa chuộng. Nếu muốn chứa nhiều data hơn, bạn nên sử dụng external SSD (Solid State Drive). Vào năm 2025 bạn có thể mua 128TB SSD với giá CAD 78 như trong hình dưới đây


So SSD với USB Flash Drive, thì SSD có kích thước lớn hơn, giá đắc hơn, nhưng SSD chứa data an toàn hơn! Khi bạn mua USB Flash drive, bạn nên cẩn thận vì trên  thị trường có nhiều sản phẩm giả mạo (counterfeit products), bán với giá rẻ để dụ khách hàng, như trong hình dưới đây (2TB với giá CAD 6.43, không thuế, giao hàng miễn phí!)

Cách làm giả USB Flash Drive thật ra rất đơn giản: sửa flash memory controller firmware để khi kiểm tra bằng computer, khách hàng sẽ thấy dung lượng giống y như trong quảng cáo, trong khi dung lượng thật sự nhỏ hơn nhiều. Khi khách hàng chứa data nhiều hơn dung lượng thật sự, thì memory bị corrupt và không thể format flash drive nữa (đồng nghĩa với mất trắng)!

Khi Internet cho phép người ta lưu trữ data “trên trời” (cloud backup) - thí dụ như iCloud, OneDrive, Google Drive, ... thì USB Flash Drive không còn thông dụng nữa, vì người ta có thể thượng tải (upload), hạ tải (download) files dễ dàng và mau chóng. Mặt khác, người ta có thể chuyển data đến bạn bè “ở xa nửa vòng trái đất” thật nhanh, thật nhiều, không hư hại, miễn phí! Sau này, Internet sẽ phổ biến toàn cầu, từ thành thị đến thôn quê; bạn sẽ không cần đến USB flash drive nữa! Mặt khác, lỡ như các ổ chứa data "trên trời" gặp "sự cố" thì không lẽ mình mất trắng các dữ liệu của mình sao? Bạn khỏi cần lo xa, vì người ta sẽ có cách dự phòng. Những chuyện bạn vừa đọc trong bài này, chỉ là 1 chuyện mua vui của 1 thời.
Người đăng: vào lúc