2018 rồi nhưng USB Type-C vẫn là một "mớ bòng bong"

USB Type-C (hay USB-C) được xem là giải pháp cho tất cả các nhu cầu về dây cáp trong tương lai của tất cả chúng ta, giúp hợp nhất khả năng sạc (cung cấp năng lượng cho thiết bị) và truyền tải dữ liệu cùng với khả năng kết nối để hiển thị thông tin và truyền tải âm thanh qua một cổng kết nối duy nhất, đồng thời mở ra kỷ nguyên sử dụng một dây cáp duy nhất phù hợp cho tất cả mọi thiết bị.;

Nhưng thật không may cho những ai đã đầu tư vào hệ sinh thái USB Type-C, hay cả những ai đã mua một chiếc điện thoại flagship trong thời gian qua thì dường như tiêu chuẩn này đã không thể làm được những điều như đã hứa.

Ngay cả đối với chức năng cơ bản nhất của USB Type-C là chức năng cấp nguồn cũng đã trở thành một mớ hỗn độn về mặt tương thích, xung đột trong các tiêu chuẩn thuộc sở hữu tư nhân của các hãng khác nhau và thiếu thốn thông tin dành cho người tiêu dùng đã không thể hướng họ đến quyết định mua hàng. Vấn đề là các tính năng được nhiều thiết bị khác nhau hỗ trợ không được thể hiện rõ ràng và thiếu những nguyên tắc xác định tiêu chuẩn cho cổng USB Type-C có thể khiến người tiêu dùng nghĩ rằng mọi thứ sẽ hoạt động ổn thỏa.

Một ví dụ điển hình về các vấn đề của USB Type-C

Một ví dụ rõ ràng thể hiện sự thất bại rất phổ biến của nó mà lẽ ra phải là tiêu chuẩn như đã được đặt ra đó là khi cắm điện thoại vào sạc pin ở các củ sạc khác nhau, ngay cả khi cùng dòng và điện áp thì cũng không đạt được tốc độ sạc giống nhau. Hơn nữa, sử dụng cáp USB Type-C của bên thứ ba (thường được sản xuất khá dài, tầm 1 mét trở lên) để thay cho những cọng cáp thông thường (đi kèm khi mua máy) quá ngắn (chừng 20cm) có thể làm mất đi khả năng sạc nhanh cho thiết bị.

Biên tập viên công nghệ của Android Authority đã thực hiện bài thử nghiệm trên ba củ sạc điện thoại khác nhau của LG, Huawei và Samsung. Bạn có thể đoán ra liệu những củ sạc này có thể giúp sạc nhanh cho chiếc điện thoại nào đó đến từ một thương hiệu khác? Đó là một câu hỏi đơn giản nhưng câu trả lời có lẽ khá phức tạp.

Tùy thuộc vào bộ sạc và dây cáp được sử dụng, những tùy chọn kết hợp (bộ sạc và dây cáp) khác nhau sẽ cấp nguồn cho các thiết bị khác nhau ở các tốc độ khác nhau. Thay vì dựa vào những thông tin được nhà sản xuất đưa ra trên điện thoại, các biên tập viên của Android Authority đã tiến hành theo dõi dòng điện thực sự đi qua dây cáp để xem định nghĩa "sạc nhanh" khác nhau thế nào giữa các hãng. Theo đó, chiếc LG V30 cho thấy khả năng "sạc nhanh" với tất cả các ổ cắm ngoại trừ cổng USB 3.0 trên máy tính, nhưng mức năng lượng nạp vào thực tế của nó rất khác nhau và hầu như là không đủ điều kiện để sạc nhanh trong một số trường hợp. Chiếc Huawei P20 chỉ hiển thị thông tin sạc nhanh với cáp sạc và củ sạc độc quyền đi kèm của nó, nhưng thực sự lại cho khả năng sạc khá nhanh với những nguồn đầu vào khác nhau và khá nhất trong những chiếc điện thoại trong thử nghiệm. P20 cũng là chiếc điện thoại duy nhất trong số ba thiết bị có được tốc độ sạc nhanh hơn từ các cổng USB 3.0 trên máy tính bàn và laptop, trong khi hai thiết bị còn lại chỉ đạt được dòng điện 0.5A của chuẩn kết nối 2.0.

Kết quả thử nghiệm với sản phẩm của Huawei

Kết quả thử nghiệm với sản phẩm của LG

Kết quả thử nghiệm với sản phẩm của Samsung

Những kết quả khác nhau này sẽ còn khác nhau nhiều tùy thuộc vào các tùy chọn sạc khác nhau cũng như những khác nhau ở cả dòng điện và điện áp đầu ra. USB Type-C mang đến các tùy chọn sạc nhanh riêng của nó, sau đó có thể có thêm tùy chọn tăng cường khả năng sạc nhờ vào tiêu chuẩn USB Power Delivery (gọi tắt là USB PD), và sau đó là các giải pháp sạc nhanh của các bên thứ ba cung cấp. Một số loại dây cáp thậm chí không hỗ trợ dòng điện cao hơn (bình thường) theo tiêu chuẩn Power Delivery, và thậm chí việc tìm kiếm những loại dây cáp có hỗ trợ dòng điện rất cao cần thiết để sạc cho laptop càng hiếm hoi hơn.

Mặc dù trên cáp sạc và củ sạc đều có dán/in nhãn ghi các thông số về kỹ thuật nhưng rất ít người dùng kiểm tra những thông tin này, thậm chí ngay cả khi chúng thể hiện thông tin chính xác. Cuối cùng, hầu như không có sự nhất quán về các kiểu sạc hiện đang tồn tại. Điều này càng trở nên không rõ ràng khi các thiết bị bắt đầu sử dụng khả năng sạc hai chiều như khi sạc điện thoại từ cổng USB của máy tính xách tay.

Không chỉ là việc sạc pin

Tình huống tương tự xảy ra khi bạn xem xét về tốc độ truyền dữ liệu. Các thiết bị sử dụng giao tiếp USB Type-C hỗ trợ tốc độ chuẩn 2.x, 3.x và chuẩn Thunderbolt cho một số cổng kết nối, tuy nhiên dây cáp phải được thiết kế đặc biệt để đáp ứng những yêu cầu tốc độ cao hơn.

Các thiết bị cũng gặp vấn đề khi nói đến hỗ trợ cho "Chế độ thay thế" và các giao thức không sử dụng cổng USB bao gồm DisplayPort, MHL, HDMI, chuẩn kết nối mạng và chức năng âm thanh được cung cấp qua các đầu nối, tất cả đều dựa trên các thiết bị và dây cáp kết nối để hỗ trợ chúng. Đây không phải là một thành phần bắt buộc trong đặc điểm kỹ thuật bởi vì những khả năng và nhu cầu rõ ràng là khác nhau tùy theo thiết bị. Ví dụ: một quả pin dự phòng sử dụng cổng USB không cần thiết phải hỗ trợ cả cổng HDMI.

Từ đó, vấn đề xảy ra là đôi khi không nhất thiết phải cung cấp cho người dùng một chức năng nào đó có thể họ đang mong đợi. Ví dụ như người tiêu dùng có thể nghĩ là giao tiếp HDMI hoặc chuẩn kết nối mạng sẽ được hỗ trợ qua cổng USB Type-C nếu như chiếc laptop của họ thiếu đi những giao tiếp thông dụng này, nhưng sự thật là sẽ không có chuyện đó đâu. Thậm chí còn khó chịu hơn khi chức năng này lại bị giới hạn ở một số cổng USB Type-C nhất định trên thiết bị, vì vậy có thể bạn sẽ có đến 3 cổng USB nhưng chỉ có một trong số đó có hỗ trợ chức năng bạn mong muốn.

USB Type-C làm cho chức năng trở nên khó hiểu hơn chứ không ít đi. Nó được cho là sẽ "gánh vác" mọi thứ, nhưng không có gì đảm bảo cho điều này. Những tài liệu ghi các thông số kỹ thuật của sản phẩm có thể giúp bạn làm rõ vấn đề này nhưng một lần nữa các tính năng của cổng USB thường bị bỏ qua mà chỉ ghi loại cổng kết nối trên thiết bị. Ngay cả khi các thông tin chi tiết hơn có sẵn, nhưng với những chế độ và thuật ngữ khó hiểu (không được phổ biến cho lắm) có thể trở thành gánh nặng cho người dùng, trong khi tất cả những gì họ cần là thứ gì đó làm được việc họ đang mong muốn.

Thiếu cổng kết nối cũng là một vấn đề

Đây là một trong những vấn đề lớn nhất cho cổng USB mới, ít nhất là với điện thoại thông minh: thiếu cổng kết nối trên thiết bị. Việc chỉ dùng một cổng duy nhất cho tai nghe và sạc pin là một minh chứng cho vấn đề thiếu thốn cổng kết nối trên thiết bị cầm tay, và nhiều người dùng đã chọn lựa sử dụng các kết nối không dây (dongle) hoặc sử dụng thiết bị chia cổng (hub) để giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, điều này lại mở ra một vấn đề hoàn toàn mới về tính tương thích, chẳng hạn như liệu các hub hoặc kết nối không dây của bạn có hỗ trợ cùng một phương thức sạc pin hoặc vẫn đáp ứng tiêu chuẩn sạc hai chiều hoặc bạn vẫn có thể chuyển dữ liệu sang thiết bị khác hay không?

Tình huống xảy ra tương tự đối với một số dòng máy tính xách tay mới nhất trên thị trường. Sử dụng cổng kết nối (cổng USB Type-C) làm cổng sạc ngay lập tức làm giảm đi khả năng kết nối đến các thiết bị ngoại vi của bạn, điều này đặc biệt gây bực bội khi hầu hết các máy tính xách tay chỉ có một vài cổng kết nối dạng này. Càng ngày người dùng càng bị ép buộc phải sử dụng các kết nối không dây trong khi các kết nối sử dụng các cổng kết nối tiêu chuẩn cũ vẫn còn phổ biến.

Một phần của việc này đến từ thực tế mặc dù USB Type-C đã được triển khai trên máy tính xách tay nhưng nó vẫn chưa xuất hiện trên những dòng sản phẩm chính thống như màn hình và các phụ kiện phổ biến. Vì vậy tại thời điểm này, điều mà tất cả các cổng kết nối mới đã làm được đó là mang một số thành phần ra khỏi máy tính xách tay và đưa vào đầu kia của dây cáp kết nối. Không hoàn toàn chính xác là một động thái thân thiện với người tiêu dùng, nhưng bạn vẫn có thể bỏ tiền ra chỉ đơn giản nhằm sử dụng lại những chức năng trên những sản phẩm cũ hơn.

Tại sao tính tương thích lại gây ra vấn đề?

Khả năng tương thích với dây cáp được cho là vấn đề khó chịu nhất đối với cổng kết nối USB Type-C, bắt nguồn từ việc tương thích ngược để hỗ trợ cho các thiết bị chậm hơn và những trường hợp cần sử dụng tốc độ cao hơn như truyền tải dữ liệu dạng video chẳng hạn. Đầu USB 2.0 có 4 chân kết nối cho truyền tải dữ liệu và cấp nguồn, trong khi phiên bản 3.0 đã tăng lên 8. Vì vậy, loại cáp USB Type-C hay USB Type-A, thường được sử dụng để sạc và có thể hỗ trợ chuẩn 2.0, 3.0 và 3.1, và điều này ảnh hưởng đến lượng dữ liệu và mức năng lượng chúng có thể xử lý. Công nghệ USB Power Delivery có khả năng tương thích ngược và do đó nó là tùy chọn tốt nhất để sạc cho các thiết bị sử dụng các loại cáp cũ với tốc độ thấp hơn, nhưng sự phổ biến của các tiêu chuẩn thuộc sở hữu tư nhân độc quyền làm cho người tiêu dùng hiếm khi biết được thật sự họ đang nhận được những gì trong những thứ họ đang có trong tay.

Chất lượng của dây cáp cũng đóng vai trò lớn đây, một số chuẩn sạc sẽ phát hiện ra khả năng xử lý nguồn năng lượng mà dây cáp có thể gánh vác được và thiết lập tốc độ sạc thích hợp. Trong ví dụ ở trên, công nghệ của Huawei cần dòng 5A để có thể sạc ở tốc độ tối đa. Đây là lý do tại sao một số dây cáp của các bên thứ ba (mặc dù có chiều dài tốt hơn) nhưng lại không mang lại tốc độ sạc như cọng dây cáp nhỏ đi kèm khi mua điện thoại.

Nếu điều đó không đủ phức tạp thì việc giới thiệu chuẩn dữ liệu tốc độ cao và truyền tải video theo thời gian thực lại đưa ra các vấn đề mới. Tín hiệu rất nhanh chóng bị suy giảm khi truyền qua khoảng cách xa, dẫn đến dữ liệu có thể bị mất đi trong quá trình truyền tải. Để giải quyết vấn đề này, dây cáp cũng xuất hiện loại thụ động (passive) hoặc chủ động (active). Cáp chủ động có các bộ thu để khôi phục biên độ tín hiệu và ngăn chặn mất chất lượng tín hiệu qua một khoảng cách xa. Vì vậy, các loại cáp dài được sử dụng cho truyền tải dữ liệu tốc độ rất cao (chẳng hạn như video 4K/60fps hoặc dữ liệu qua chuẩn Thunderbolt) cần sử dụng loại cáp chủ động, trong khi những tác vụ cơ bản như sạc cho thiết bị và truyền tải dữ liệu từ thiết bị vào máy tính… có thể sử dụng cáp thụ động tiêu chuẩn với chiều dài nhỏ hơn 2 mét.

Các chuẩn kết nối DisplayPort, MHL, HMDI và Thunderbolt tốc độ 20Gbps có thể sử dụng cáp USB Type-C thụ động có độ dài dưới 2 mét đóng mác "SuperSpeed" với biểu tượng "cây đinh ba" hoặc dây cáp chiều dài dưới 1 mét với nhãn dán SuperSpeed​+. Cáp chủ động sẽ cần thiết khi bạn muốn dùng ở khoảng cách xa hơn và bạn sẽ phải tìm loại có logo Thunderbolt nếu bạn muốn đạt tốc độ 40Gbps. Bộ điều hợp (adapter) các loại cáp thụ động cho các loại USB khác sẽ không hỗ trợ bất kỳ chế độ nào trong số các chế độ ở trên.

Bảng mô tả các giao thức của "chế độ thay thế" được hỗ trợ bởi những loại cáp nào (Ảnh: Wikipedia)

Các vấn đề tương thích tính năng - cũng liên quan đến cổng và thiết bị được đề cập - có thể được cấu hình để có nhiều lựa chọn tốc độ sạc, tương thích với các chuẩn cũ và các "Chế độ thay thế". USB Type-C là một cổng kết nối phức tạp hơn nhiều so với người tiền nhiệm của nó, về cơ bản là nó đòi hỏi nhiều hơn ở đầu vào phần mềm và phần cứng để mọi thứ làm việc chính xác.

Điểm khởi đầu của các sản phẩm USB Type-C là tiêu chuẩn Power Delivery. Đây không chỉ là vấn đề về cấp nguồn mà còn là cách cổng giao tiếp sẽ hỗ trợ cho các tính năng bổ sung như HDMI và DisplayPort bằng cách sử dụng thêm các đầu nối bổ sung. Tất cả các "Chế độ thay thế" đều sử dụng Vendor Defined Messages (VDM – cho phép thiết bị trao đổi thông tin không được định nghĩa trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của USB) để phát hiện, cấu hình, truy cập vào hoặc thoát ra các chế độ này. Điểm mấu chốt là nếu thiết bị của bạn không hỗ trợ chuẩn Power Delivery thì nó cũng sẽ không hỗ trợ bất kỳ tính năng nào khác trong số các tính năng này. Thật không may, mạch điện Power Delivery phức tạp và tốn kém hơn nhiều so với mạch điện cơ bản và độ phức tạp tăng lên cùng với số lượng cổng.

Mặc dù vậy, điều này không có nghĩa là mọi cổng kết nối hoặc thiết bị có Power Delivery sẽ hỗ trợ tất cả các tính năng. Mà nó tùy thuộc vào nhà sản xuất thiết bị sẽ sử dụng các bộ ghép kênh cần thiết và các IC khác nhau cùng với các thành phần Power Delivery và các kết nối cổng thông thường để hỗ trợ chuẩn kết nối mạng, chuẩn hiển thị và các "Chế độ thay thế" khác. Sơ đồ dưới đây cho thấy những thành phần khác nhau cần thiết kết hợp với nhau để mang các tính năng mở rộng lên một cổng USB Type-C duy nhất.

Chỉ một số ít các "cấu hình" có hỗ trợ các tính năng tiên tiến trên USB Type-C (Ảnh: Texas Instruments)

Mạch điện cổng kết nối chỉ trở nên phức tạp khi các sản phẩm muốn định tuyến và quản lý nhiều tín hiệu - chẳng hạn như video hoặc âm thanh – đến nhiều cổng USB. Việc định tuyến tín hiệu ngày càng trở nên phức tạp và tốn kém khi nhà sản xuất cố "ép" các chức năng này lên số lượng cổng kết nối ngày càng hạn chế (một hoặc hai cổng kết nối) trên thiết bị.

Ngay cả việc cấp nguồn cũng đòi hỏi mạch điện USB Type-C phức tạp nhằm thích ứng với loại đầu nối mới, phạm vi tùy chọn nguồn điện và các tùy chọn giữa chiều ra, chiều vào hoặc cả hai chiều của điện áp và dữ liệu. Để giảm chi phí và độ phức tạp, thông thường bạn sẽ thấy các thiết bị có nhiều cổng kết nối chỉ cung cấp một cổng có Power Delivery để sạc điện cho thiết bị.

USB Type-C vẫn là một "mớ bòng bong"

Sự phức tạp của USB Type-C chắc chắn đã làm hư hỏng nó. Mặc dù ý tưởng về một loại cáp có thể hỗ trợ mọi thứ nghe có vẻ rất hữu ích, nhưng thực tế đã nhanh chóng trở thành sự kết hợp phức tạp giữa các công nghệ độc quyền của các hãng dẫn đến thiếu rõ ràng trong phần mô tả các chi tiết kỹ thuật của sản phẩm, dẫn đến sự khác nhau về chất lượng và khả năng hỗ trợ của các loại cáp khác nhau. Kết quả là một tiêu chuẩn có vẻ như đơn giản cho sử dụng hàng ngày đã nhanh chóng làm cho người tiêu dùng thất vọng vì thiếu những chỉ dẫn rõ ràng tại vì sao một số loại cáp và những tính năng nhất định không hoạt động trên những thiết bị họ sở hữu.

Đồng thời, các nhà phát triển sản phẩm cũng đang đối mặt với một tình huống cực kỳ bực bội tương tự như vậy. Việc hỗ trợ đầy đủ các tính năng trên USB Type-C mới đòi hỏi kỹ thuật phức tạp, buộc họ phải làm việc nhiều hơn so với các thế hệ USB trước đó. Hơn nữa, số lượng các thành phần phức tạp và các đầu nối ngày càng tăng lên khiến cho chi phí phát triển và thời gian triển khai cũng đội lên không ít. Ngành công nghiệp này vẫn đang mong chờ ngày càng có nhiều nhiều IC tích hợp để dễ dàng phát triển hơn, nhưng phạm vi lựa chọn và các tính năng trong mô tả đặc điểm kỹ thuật mới nhất lại làm cho điều này trở nên khó khăn.

Nhà phát triển sản phẩm và triển khai USB cần phải nắm bắt, ưu tiên xử lý tình trạng này và thúc đẩy tiêu chuẩn này theo hướng thân thiện với người tiêu dùng hơn nữa. Việc đưa thông tin lên các nhãn dán theo cách tốt hơn có thể giúp người dùng xác định loại cáp và sản phẩm nào hỗ trợ các tính năng nào - cho đến nay thì những cách làm như đặt tên và các biểu tượng thể hiện các tính năng và hỗ trợ vẫn chưa tạo được sự thân thiện với người dùng. Yêu cầu bắt buộc phải thể hiện màu sắc cho dây cáp và cổng kết nối như trường hợp đã làm với cổng USB 3.0 có thể mang lại hiệu quả nhưng nó lại phá vỡ đi mục đích tối thượng là "sử dụng một thứ phù hợp với tất cả các nhu cầu". Dù bằng cách nào đi nữa, một tiêu chuẩn được thi hành nghiêm túc nhằm giúp người tiêu dùng biết được khả năng tương thích của những thứ họ đang dùng sẽ giúp ích rất nhiều.

Thành thật mà nói, hầu như rất khó để thoát ra khỏi mớ hỗn độn các "tiêu chuẩn" như hiện nay. Hy vọng rằng tình hình sẽ được cải thiện khi tiêu chuẩn này trở nên phổ biến hơn trên nhiều thiết bị, như màn hình và tai nghe chẳng hạn. Hy vọng rằng chúng ta sẽ không phải chuẩn bị cho việc chuyển sang cổng USB Type-D hoặc bất kỳ điều gì sắp tới.

Thanh Long

Theo Android Authority