راهنمای انتخاب تبدیل‌های مختلف پورت USB

به کدام نسخه از پورت USB احتیاج داریم؟

پس از مطالعه مقاله‌ی “بررسی تمامی تبدیل‌های USB کابل شارژ” با شناختی که از انواع استانداردها و پورت USB پیدا کردیم، اکنون زمان آن رسیده تا به این سوال پاسخ دهیم که “کالایی که قصد تهیه آن را دارم، باید کدام یک مشخصات مذکور را با توجه به نیاز­های من داشته باشد؟” برای رسیدن به مطلوب‌ترین پاسخ متناسب با نیاز و بودجه باید مهم‌­ترین فاکتورها را مد نظر قرار دهیم. در صورتی که به یک حافظه جانبی نیاز دارید، فاکتورهای مهم شامل حجم، سرعت (نوشتن روی حافظه و خواندن از حافظه)، دستگاه‌­هایی که قصد استفاده از حافظه مدنظر روی آن­‌ها را دارید، اندازه، جنس بدنه، طراحی، برند و ضمانت کالا است.

حجم حافظه (فلش مموری و مموری کارت) به حجم فایل­‌های مورد استفاده، توانایی پشتیبانی دستگاه‌­هایی که حافظه به آن­‌ها متصل خواهد شد و بودجه شما بستگی دارد. از طرفی باید در نظر داشت که سیستم عامل ویندوز اجازه فرمت شدن حافظه با ظرفیت بیش از 32 گیگابایت به فرمت Fat32 که فرمت تحت پشتیبانی دستگاه‌­هایی مانند تلویزیون، پخش ماشین، اسپیکر، گیرنده دیجیتال، گوشی موبایل و … است را نداده و باید این نوع حافظه­‌ها با استفاده از نرم­‌افزار با فرمت Fat32 (و البته استفاده از استاندارد MBR در صورت وجود این گزینه در نرم­‌افزار مربوطه) فرمت شود. البته باید در نظر داشت که فرمت FAT32 اجازه ذخیره فایل با ظرفیت بیشتر از 4 گیگابایت را نداده و در این صورت باید از فرمت NTFS (که توسط برخی دستگاه‌­های غیر کامپیوتر پشتیبانی شده و توسط برخی پشتیبانی نمی‌­شود) و یا exFat (که معمولا توسط دستگاه­‌هایی غیر از کامپیوتر پشتیبانی نمی­‌شود) استفاده نمود. در رابطه با حافظه‌­های حجیم مانند هارد اکسترنال و SSD اکسترنال در صورتی که حجم از 2 ترابایت عبور کند، نیاز به استاندارد جدیدتر GPT خواهد بود و با توجه به اینکه معمولا این حافظه­‌ها برای ذخیره فایل‌­های حجیم و یا اجرای برنامه از روی آن­‌ها مورد استفاده قرار می­‌گیرند، معمولا با فرمت NTFS پارتیشن بندی می­‌شوند.

در زمینه سرعت فلش مموری، هارد دیسک و SSD اکسترنال، با توجه به توضیحاتی که در رابطه با استاندارد­های مختلف USB داده شد، بحث کمی متفاوت خواهد بود. در زمینه فلش مموری سه فاکتور، حداکثر سرعت آنرا تعیین می­‌کنند که شامل نوع تبدیل پورت USB، سرعت و حجم کش چیپ کنترلر و سرعت مموری مورد استفاده روی آن هستند. همچنین سرعت نوشتن دیتا به مراتب پایین‌­تر از سرعت خواندن از روی حافظه فلش مموری بوده و کاملا به حجم و تعداد فایل­‌ها نیز بستگی دارد (فایل‌­های حجیم با سرعت بسیار بیشتری قابل خواندن و نوشتن هستند که در تمامی انواع حافظه­‌ها صدق می‌­کند).

در انتخاب فاکتور اول که معمولا در بازار به عنوان فاکتور اصلی انتخاب فلش مموری از آن یاد می­‌شود، باید به نوع کاربری خود از فلش توجه نمائیم. در صورتی که از فلش برای پخش موسیقی یا فیلم توسط دستگاه­‌هایی غیر از کامپیوتر استفاده می‌­کنیم (البته در صورتی که حجم فایل تصویری نسبت به مدت زمان آن بسیار زیاد نبوده و به عبارتی بیت‌ریتی بیشتر از سرعت خواندن از روی فلش نداشته باشد که معمولا در این زمینه به مشکلی بر نمی­‌خوریم)، و یا دائما در حال انتقال فایل­‌های حجیم نیستیم و در نتیجه به سرعت زیادی احتیاج نداریم، با توجه به قیمت پایین‌­تر و همچنین استفاده USB3.x از 2 پین برق بیشتر که در بسیاری از دستگاه­‌ها که همچنان از رابط USB2.0 استفاده می‌­کنند و قابلیت تامین آن ­را ندارند، فلش USB2.0 مقرون به ­صرفه‌­تر خواهد بود و از احتمال عدم پشتیبانی دستگاه نیز کاسته می­‌شود. البته بروز مشکل در این زمینه معمول نمی‌­باشد، چرا که USB3.x از نسل­‌های قبلی نیز پشتیبانی می­‌کند. اما به جز موارد استثنایی که از سرعت خواندن بسیار بالایی (بالاتر از حدود 500 مگابایت بر ثانیه (500MBps)) استفاده نمی­‌کنند، عملا تفاوت خاصی میان رابط 5Gbps و 10Gbps که در نسخه‌­های مختلف نسل سوم USB مورد استفاده قرار گرفته مشاهده نشده و تفاوت عمده در زمینه سیگنال کدگذاری تحت پشتیبانی توسط چیپ کنترلر مورد استفاده در فلش مموری خواهد بود. لازم به ذکر است که فلش‌­های معمول بازار با حجم­‌های پایین (مثلا 32، 64 و حتی گاها 128) توانایی دستیابی به حداکثر سرعت­‌های پایین­‌تر از این مقدار را داشته و صرفا برخی فلش‌­های گران­قیمت­‌تر که معمولا برا استفاده­‌های خاص که نیاز به سرعت بسیار بالایی دارند (همانند عکاسی و فیلم­برداری) از تکنولوژی­‌های گران قیمت‌­تر برای دستیابی به سرعت‌­هایی حتی در سطح USB3.2 2×2 استفاده می­‌کنند. البته این موارد معمولا از رابط Type-C و حجم‌­های بسیار بالاتر در زمینه فلش­ مموری همانند 256GB، 512GB و 1TB استفاده می­‌کنند و به سرعت­‌هایی در سطح SSD هایی با رابط NVMe دست ­پیدا می­‌کنند.

اما دو فاکتور بعدی مشخص ­کننده عملکرد فلش در سناریو­های مختلف نوشتن و خواندن هستند، که شامل سرعت و میزان کش چیپ کنترلر فلش و سرعت مموری استفاده شده خواهد بود. در زمان نوشتن اطلاعات روی فلش، دیتا ابتدا در چیپ کنترلر که سرعت بسیار بالاتری داشته و نقش واسط را بازی می­‌کند به صورت لحظه­‌ای ذخیره شده و سپس به مموری منتقل می­‌شود (عملکردی شبیه برداشتن آب از حوض توسط یک ظرف کوچک با دهانه بزرگ و خالی کردن آن داخل یک ظرف بزرگ معمولا با دهانه کوچک). با توجه به سرعت بالای کش، در زمان کپی فایل­‌هایی با حجم کمتر از ظرفیت آن، فایل به سرعت کپی شده و گاها حتی شاهد پروسه انتقال به مموری نیستیم. اما با افزایش حجم دیتا معمولا در ابتدا سرعت انتقال بسیار بالایی مشاهده شده و بعد از چند لحظه سرعت کاهش یافته و در بسیاری از موارد نیز سرعت به صورت پل‌ه­ای زیاد و کم می‌­شود. این امر کاملا طبیعی بوده و سرعت بالا مربوط به حافظه کش و سرعت پایین­‌تر مربوط به حافظه مموری است که انتقال دیتا از کش به مموری محدود به سرعت مموری خواهد بود.

همچنین چیپ کنترلر، دمای خود و چیپ مموری را جهت جلوگیری از آسیب در پروسه‌­های طولانی و حجیم انتقال فایل کنترل کرده و در صورت افزایش دمای هر یک از این دو تراشه، سرعت را تا زمان کاهش به حد تعیین شده، کاهش خواهد داد که این پروسه نیز می­‌تواند موجب افت و خیز سرعت و همچنین کاهش سرعت با شیب ملایم در زمان انتقال فایل‌­های بسیار حجیم و زمان­‌بر شود که این امر نشان از ضعف فلش نیست. از طرفی علت این­که در برخی موارد در ابتدای پروسه­‌ی انتقال فایل، حجم نسبتا زیادی با سرعت بالا منتقل می­‌شود، حجم بیشتر کش مورد استفاده و سرعت بالاتر آن است. بر روی بسته ­بندی برخی فلش ­مموری­‌ها عبارت سرعت Up to …MBps ذکر می­‌شود که در واقع حداکثر سرعت خواندن از روی کش فلش ­مموری البته با شرط اتصال به رابط با توانایی پشتیبانی از این سرعت و عدم محدودیت وسیله­‌ای که دیتا را از روی فلش ­مموری بازخوانی می­‌کند به سرعتی پایین­تر از حداکثر سرعت فلش مموری است و به معنای خواندن دائمی با این سرعت نیست. هرچند که در برخی موارد با توجه به سرعت بالای مموری مورد استفاده و یا محدود نمودن سرعت کش به سرعت مموری، شاهد عدم افت سرعت در زمان بازخوانی از روی آن هستیم. موارد مذکور در مورد نوشتن دیتا روی فلش مموری نیز (البته معمولا با سرعتی به مراتب پایین­تر از خواندن) صادق است.

در رابطه با سرعت هارد اکسترنال، موارد مربوط به فلش تا حدود زیادی البته با برخی تفاوت­‌ها صدق می‌­کند. در ابتدا باید در نظر گرفت که هارد اکسترنال دارای یک کنترلر روی خود هارد دیسک و یک کنترلر تبدیل رابط ساتا به USB است که معمولا به صورت مجزا از هم تعبیه شده­‌اند. کنترلر اول روی تمامی هارد دیسک­‌ها (چه اینترنال و چه اکسترنال) وجود داشته و وظیفه کنترل عملکرد هارد دیسک را دارد. همچنین کش هارد دیسک که معمولا از نوع حافظه RAM است روی این کنترلر قرار دارد. اما در رابطه با هارد دیسک با توجه به ساختار مکانیکی آن، سرعت خواندن و نوشتن معمولا اختلاف زیادی نداشته و مهم­ترین مولفه­‌های موثر بر آن سرعت چرخش و محل قرارگیری دیتا روی دیسک است(معمولا سرعت خواندن و نوشتن روی لبه بیرونی هارد (دارای بزرگترین محیط) بیشتر بوده و با حرکت به سمت مرکز آن کاهش می­یابد). هارد دیسک­ها معمولا با سرعت­های 5400 و 7200 دور بر دقیقه تولید می­‌شوند. البته سرعت‌­های دیگر نیز موجود است که معمولا جهت استفاده روی سرورهای دیتا سنترها که به سرعت­‌های بسیار بالاتر و قابلیت­‌های خاص احتیاج دارند تولید می­‌شوند. سرعت خواندن و نوشتن هارد­های 7200 دور بالاتر بوده و بسته به مدل، تعداد دیسک، محل قرارگیری دیتا، میزان کش و … معمولا حداکثر به 180 تا 220 مگابایت بر ثانیه می­‌رسد. حداکثر سرعت خواندن و نوشتن روی هاردهای 5400 دور در نوع 2.5 اینچی (که در بازار از آن با نام هارد لپتاپی یاد می­‌شود و معمولا داخل هارد­های اکسترنال از این نوع هارد استفاده می‌­شود) به 60 تا 110 مگابایت بر ثانیه و در برخی موارد حجیم 3.5 اینچی با تعداد دیسک بالا و کش بیشتر گاهاً به سرعت هاردهای 7200 دور نیز می­‌رسد.

استفاده از سرعت گردش پایین­‌تر چند مزیت دارد که مخصوصا طی سال­‌های اخیر با معمول شدن حافظه­‌های SSD برای اجرای نرم­‌افزار و سیستم عامل و استفاده از هارد دیسک جهت آرشیو، باعث شده بازار بیشتر به سمت تقاضای هاردهای 5400 دور در دقیقه سوق پیدا کند:

• احتمال کمتر بروز خطا و خراب شدن دیتا؛
• مصرف برق کمتر و در نتیجه دمای کاری پایین‌تر؛
• طول عمر بیشتر قطعات متحرک و صدای کمتر.

با توجه به مواردی که ذکر شد جهت اتصال هارد اکسترنال به کامپیوتر ترجیحا بهتر است از هر یک از نسل­‌های USB3 استفاده کرده و از رابط USB2.0 استفاده نگردد. مورد اول که معمولا ذکر می‌­شود محدودیت حداکثر سرعت USB2.0 در عمل به 30 تا 40 مگابایت بر ثانیه بوده و عملا از تمام سرعت هارد اکسترنال نمی‌­توان استفاده نمود. همچنین با توجه به کمتر بودت سرعت هارد دیسک از حداکثر سرعت USB3.0 تغییر محسوسی در سرعت آن در صورت عدم اتصال به USB3.1 یا USB3.2 در نسل‌­های سریعتری که قبلا توضیح داده شد، نخواهیم داشت. اما مشکل اصلی با توجه به مصرف برق بیشتر هارد دیسک نسبت به حافظه­‌های فلش و اختلال در عملکرد و حتی آسیب به آن در صورت عدم تامین نیروی مورد نیاز در زمان اتصال به پورت USB2.0 با توان کمتر از حداقل نیروی مورد نیاز هارد دیسک که معمولا روی بسته بندی و در پشت کالا درج می­شود، رخ می­‌دهد. معمولا هارد­های اکسترنال USB3 امروزی به حدود 1 آمپر جریان ورودی نیاز دارند که معمولا از طریق پین‌­های اضافی USB3 تامین شده و در صورت اتصال به USB2.0 باید از توان تامین این میزان مطمئن شد. همچنین جهت حفظ سلامت آن بهتر است مستقیما به پورت­‌های خود مادربورد در پشت کیس کامپیوتر و یا پورت­‌های خود لپتاپ متصل شده و از کابل افزایش طول، پورت­‌های جلوی کیس و یا هاب USB استفاده ننمود.

همچنین با اینکه اتصال به تلویزیون پیشنهاد نمی­‌شود، در صورت نیاز به این کار حتما باید از پشتیبانی پورت USB تلویزیون از هارد دیسک و یا تامین 1 آمپر جریان خروجی که معمولا کنار یکی از پورت­‌های USB البته در صورت تعبیه­‌ی آن درج می‌­شود، استفاده نمود، چرا که در بیشتر موارد تلویزیون دارای پورت USB2.0 بوده و USB3.x روی آن موجود نیست. همچنین از اتصال هارد دیسک به گوشی تلفن همراه، مخصوصا با استفاده از تبدیل بهتر است خودداری شود، چرا که معمولا توان تامین جریان مورد نیاز هارد دیسک توسط تلفن همراه وجود نداشته و همچنین پشتیبانی از فرمت و حجم هارد دیسک در این نوع محصولات، معمول نیست. باید در نظر داشت که در صورت بروز آسیب فیزیکی به هارد دیسک در اثر عدم تامین ولتاژ و جریان مناسب که باعث استشمام بوی سوختگی، تغییر فیزیکی قطعات و یا حتی در برخی موارد بروز ذوب شدگی یا تغییر رنگ کالا شود، علاوه بر احتمال از بین رفتن اطلاعات، محصول از چرخه گارانتی نیز خارج خواهد شد (که معمولا چنین مواردی روی برگه گارانتی و یا سایت شرکت ضمانت کننده ذکر می‌­شود).

مورد نهایی SSDهای اکسترنال هستند که در فرم­‌ها، اندازه‌­ها و نسل­‌های مختلف با سرعت‌­های متفاوت تولید می‌­شوند. این نوع حافظه‌­ها طی سال­‌های اخیر به مرور جای خود را در بازار باز کرده و با کاهش قیمت نسبت به حجم و با توجه به برتری­‌های بسیار نسبت به هارد دیسک­‌ها، در بازار سهمی رو به رشد دارند. این حافظه­‌ها بر خلاف هارد دیسک‌­ها نسبت به ضربه و تکان خوردن مخصوصا در هنگام کار بسیار مقاوم‌­تر بوده و دارای سرعتی چندین برابری هستند. این نوع حافظه­‌ها با درگاه Sata در نسخه‌­های اینترنال با رابط­ه‌ای Sata و M2 معمولا با حداکثر سرعت 560 مگابایت بر ثانیه و با درگاه PCIE در نسخه‌­های مختلف معمولا با رابط NVMe با فرم فاکتور M2 با حداکثر سرعت­‌هایی گیگابایت بر ثانیه­‌ای تولید می­‌شوند. SSD اکسترنال در نسخه ساتا رابط 5Gbps نیز سرعت مناسبی داشته و با رابطه 10Gbps نیز می‌­توان به حداکثر سرعت آن دست پیدا کرد. اما در نوع NVMe در صورت محدودیت حداکثر سرعت SSD به 1.2GBps می‌­توان از طریق رابط USB3.1 Gen 2 و یا USB3.2 Gen2x1 به این سرعت دست پیدا کرد. هرچند که در صورت بیشتر بودن سرعت تا 2.4GBps در حال حاضر صرفا از طریق رابط دو لاین Type-C با استاندارد USB3.2 Gen2x2 می­‌توان به این سرعت رسید. لازم به ذکر است که در حال حاضر معمولا مادربردها و لپتاپ­‌های گران­قیمت یا به اصطلاح High End بازار دارای چنین قابلیتی بوده و علاوه بر آن، سایر قطعات کامپیوتر مخصوصا SSD در حال استفاده روی آن باید قابلیت پشتیبانی از حداکثر سرعت SSD اکسترنال را داشته باشند. در غیر این صورت سرعت SSD اکسترنال محدود به حداکثر سرعت قطعه یا درگاهی خواهد شد که در سیستم گلوگاه ایجاد کرده است. در حال حاضر SSD اینترنال با سرعت­‌های بالاتر در انواع PCIE3 x4 و PCIE4 x4 وجود دارد، اما جهت دسترسی به حداکثر سرعت آن نیاز به ورودی رسمی USB4.0 به چرخه تولید یا استفاده از Thunderbolt 3 است که هر دو دارای حداکثر سرعت 40Gbps یا به عبارتی 5GBps هستند.

مزیت دیگر SSD نسبت به هارد دیسک که اختلاف سرعت بسیار چشمگیر آنرا کاملا ملموس می‌­کند، سرعت در خواندن و نوشتن فایل­‌هایی با حجم کم و تعداد زیاد است که علاوه بر افزایش سرعت انتقال فایل، سرعت اجرا (Load) برنامه­‌ها از روی این نوع حافظه نیز بسیار بیشتر خواهد بود (این سرعت علاوه بر تکنولوژی مورد استفاده جهت ساخت تراشه حافظه اصلی، به نوع و تکنولوژی مورد استفاده کش و همچنین تعداد کش‌­های مورد استفاده نیز بستگی دارد که در هر سطح قیمت، محصولی با عملکردی متفاوت تولید می­‌شود). از طرفی عمر حافظه‌­های SSD محدودتر از هارد دیسک­‌ها بوده و به تعداد چرخه­‌های نوشتن بستگی دارد، هرچند که به مرور زمان افزایش چشمگیری پیدا کرده و در حال حاضر در حد کاملا قابل قبولی قرار دارد و این مقدار معمولا به صورت ترابایت در مشخصات محصول درج می­‌شود. عمر باقی مانده این نوع حافظه­‌ها نیز معمولا به صورت درصد سلامتی توسط نرم­‌افزارهای مدیریت سلامت حافظه قابل رویت است. البته عمر هارد دیسک­‌ها نیز محدود است اما معمولا در فریمور به صورت نامحدود ثبت شده و در صورت عدم بروز مشکلاتی مانند بدسکتور غیر قابل مدیریت، توسط نرم‌­افزارهای بررسی سلامت هارد، 100% نمایش داده می‌­شود. همچنین کنترلر فلش مموری و مموری کارت معمولا قابلیت بررسی وضعیت سلامت حافظه را نداشته و بدین دلیل در نرم‌­افزار هیچ­گونه اطلاعاتی در رابطه با سلامت آن نمایش داده نمی­‌شود.

باید متذکر شد که تمامی انواع حافظه­‌ها نسبت به عدم تامین ولتاژ و جریان صحیح و یا نوسان آن، دمای کاری و قطع غیر ایمن اتصال (ایجکت کردن که در برخی دستگاه­‌ها با توجه به عدم وجود امکان آن نیاز به خاموش نمودن دستگاه است و بدین دلیل برای مثال احتمال خرابی فلش بر روی دستگاه­‌هایی که مکررا خاموش و روشن شده و احتمال نوسان ولتاژ و جریان بیشتری دارند همانند ضبط ماشین، بیشتر است)، نوشتن و خواندن غیر متعارف (مثلا استخراج رمز ارزهای وابسته به خواندن و نوشتن حافظه)، ضربه خارج از حد تحمل و … حساس بوده و اینگونه موارد می­‌توانند علاوه بر از بین بردن یا مخدوش کردن اطلاعات شما، باعث معیوب شدن وسیله و حتی در برخی موارد خارج شدن از چرخه گارانتی شوند. همچنین پیشنهاد می­‌شود از نگهداری صرفا یک نسخه از اطلاعات مهم شخصی مخصوصا روی حافظه­‌های همراه خودداری نموده و حتما کپی یا نسخه پشتیبان بر روی حافظه‌­ای ترجیحا از نوعی دیگر و در صورت امکان بر روی سرورهای ابری امن نیز تهیه نمائید تا در صورت بروز مشکل از احتمال از بین رفتن کامل اطلاعات یا هزینه­‌های گزاف بازیابی اطلاعات (البته در صورت امکان) خودداری شود.