การเชื่อมต่อ USB แต่ละครั้งจะใช้ตัวเชื่อมต่อสองตัว คือตัวรับและตัวเสียบในภาพแสดงเฉพาะตัวรับเท่านั้น:

ตัวเชื่อมต่อที่มีให้เลือกตามมาตรฐาน USB

มาตรฐาน		USB 1.0 1996	USB 1.1ปี 1998	USB 2.0 2000	USB 2.0 รุ่นปรับปรุงใหม่	USB 3.0 2008	USB 3.1 2013	USB 3.2 2017	USB4 2019	USB4 2.0 2022
ความเร็วสูงสุด	การตลาดที่แนะนำตั้งแต่ปี 2022 [ 18 ]	ความเร็วพื้นฐาน		ความเร็วสูง		USB 5Gbps	USB 10Gbps	USB 20Gbps	USB 40Gbps	USB 80Gbps
	ฉลากเดิม	ความเร็วต่ำและความเร็วเต็มที่				ซูเปอร์สปีดหรือSS	ซูเปอร์สปีด+หรือSS+	USB ความเร็วสูง 20Gbps
	โหมดการทำงาน					USB  3.2 Gen  1×1	USB  3.2 Gen  2×1	USB  3.2 เจนเนอเรชั่น 2×2	USB4 Gen  3×2	USB4 เจนเนอเรชั่น 4×2
	อัตราการส่งสัญญาณ	1.5 เมกะบิต/วินาที และ 12  เมกะบิต/วินาที		480 เมกะบิต/วินาที		5 กิกะบิต/วินาที	10 กิกะบิต/วินาที	20 กิกะบิต/วินาที	40 กิกะบิต/วินาที	80 กิกะบิต/วินาที
ตัวเชื่อมต่อ	มาตรฐานเอ							[ rem 1 ]	— ไม่มีข้อมูล
	มาตรฐาน-บี							[ rem 1 ]
	มินิเอ	[ rem 2 ]				— ไม่มีข้อมูล
	มินิ-เอบี[ rem 3 ] [ rem 4 ]
	มินิ-บี
	ไมโคร-เอ[ rem 5 ]	[ rem 2 ] [ rem 6 ]						[ rem 1 ]	— ไม่มีข้อมูล
	ไมโคร-เอบี[ rem 3 ] [ rem 7 ]							[ rem 1 ]
	ไมโคร-บี							[ rem 1 ]
	ไทป์-ซี(ยูเอสบีซี)	[ rem 6 ]			(ขยายเพื่อแสดงรายละเอียด)
หมายเหตุ:	1 2 3 4 5จำกัดความเร็วสูงสุดไว้ที่ 10โหมดการทำงานมี เพียงเลนเดียว ( ×1 ) เท่านั้น 1 2รองรับการใช้งานร่วมกับเวอร์ชันก่อนหน้า 1 2ใช้เป็นภาชนะเท่านั้น ↑รองรับทั้งปลั๊ก Mini-A และ Mini-B ↑ใช้เป็นปลั๊กเท่านั้น 1.2 ความเข้ากันได้ กับรุ่นก่อนหน้าโดยการใช้งาน USB 2.0 ↑รองรับทั้งปลั๊ก Micro-A และ Micro-B

Universal Serial Bus ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อลดความซับซ้อนและปรับปรุงอินเทอร์เฟซระหว่างคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น โทรศัพท์มือถือ อุปกรณ์เสริมคอมพิวเตอร์ และจอภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับอินเทอร์เฟซมาตรฐานหรืออินเทอร์เฟซเฉพาะกิจ ที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ ^{[ 19 ]}

จากมุมมองของผู้ใช้คอมพิวเตอร์ อินเทอร์เฟซ USB ช่วยเพิ่มความสะดวกในการใช้งานในหลายด้าน:

• อินเทอร์เฟซ USB จะกำหนดค่าตัวเองโดยอัตโนมัติ ทำให้ผู้ใช้ไม่ต้องปรับการตั้งค่าอุปกรณ์สำหรับความเร็วหรือรูปแบบข้อมูล หรือกำหนดค่าการขัดจังหวะ ที่อยู่อินพุต/เอาต์พุต หรือช่องทางการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง^{[ 20 ]}
• ขั้วต่อ USB ได้รับการกำหนดมาตรฐานไว้ที่อุปกรณ์หลัก ดังนั้นอุปกรณ์ต่อพ่วงใดๆ ก็สามารถใช้ช่องเสียบที่มีอยู่ส่วนใหญ่ได้
• USB ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่จากพลังการประมวลผลเพิ่มเติมที่สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ต่อพ่วงได้อย่างประหยัด เพื่อให้อุปกรณ์เหล่านั้นสามารถจัดการตัวเองได้ ดังนั้น อุปกรณ์ USB จึงมักไม่มีการตั้งค่าอินเทอร์เฟซที่ผู้ใช้สามารถปรับได้
• อินเทอร์เฟซ USB รองรับการเสียบและถอด อุปกรณ์ขณะทำงาน (สามารถเปลี่ยนอุปกรณ์ได้โดยไม่ต้องปิดเครื่องคอมพิวเตอร์)
• อุปกรณ์ขนาดเล็กสามารถรับพลังงานได้โดยตรงจากอินเทอร์เฟซ USB โดยไม่ต้องใช้สายไฟเพิ่มเติม
• เนื่องจากการใช้โลโก้ USB ได้รับอนุญาตหลังจากผ่านการทดสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนดแล้ว ผู้ใช้จึงมั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ USB จะทำงานได้ตามที่คาดหวังโดยไม่ต้องเข้าไปปรับแต่งหรือกำหนดค่าเพิ่มเติม
• อินเทอร์เฟซ USB กำหนดโปรโตคอลสำหรับการกู้คืนจากข้อผิดพลาดทั่วไป ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือมากกว่าอินเทอร์เฟซรุ่นก่อนหน้า^{[ 19 ]}
• การติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐาน USB นั้นต้องการการดำเนินการจากผู้ใช้งานน้อยมาก เมื่อผู้ใช้เสียบอุปกรณ์เข้ากับพอร์ตบนคอมพิวเตอร์ที่กำลังทำงานอยู่ ระบบจะทำการตั้งค่าโดยอัตโนมัติโดยใช้ไดรเวอร์อุปกรณ์ ที่มีอยู่ หรือระบบจะแจ้งให้ผู้ใช้ค้นหาไดรเวอร์ จากนั้นระบบจะติดตั้งและตั้งค่าโดยอัตโนมัติ

มาตรฐาน USB ยังมอบประโยชน์มากมายให้กับผู้ผลิตฮาร์ดแวร์และนักพัฒนาซอฟต์แวร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความง่ายในการนำไปใช้งาน:

• มาตรฐาน USB ช่วยขจัดความจำเป็นในการพัฒนาอินเทอร์เฟซเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงใหม่ๆ
• ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่หลากหลายจากอินเทอร์เฟซ USB เหมาะสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ตั้งแต่คีย์บอร์ดและเมาส์ ไปจนถึงอินเทอร์เฟซสำหรับการสตรีมวิดีโอ
• อินเทอร์เฟซ USB สามารถออกแบบมาเพื่อให้มี ความหน่วงต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับฟังก์ชันที่ต้องการความแม่นยำสูง หรือสามารถตั้งค่าให้ถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากในพื้นหลังโดยมีผลกระทบต่อทรัพยากรระบบน้อยที่สุด
• อินเทอร์เฟซ USB เป็นแบบทั่วไปโดยไม่มีสายสัญญาณใด ๆ ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับฟังก์ชันเดียวของอุปกรณ์หนึ่ง ๆ^{[ 19 ]}

เช่นเดียวกับมาตรฐานอื่นๆ USB ก็มีข้อจำกัดหลายประการในการออกแบบ:

• สาย USB มีความยาวจำกัด เนื่องจากมาตรฐานนี้มีไว้สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่อยู่บนโต๊ะเดียวกัน ไม่ใช่สำหรับเชื่อมต่อระหว่างห้องหรืออาคาร อย่างไรก็ตาม พอร์ต USB สามารถเชื่อมต่อกับเกตเวย์ที่เข้าถึงอุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลได้
• อัตราการถ่ายโอนข้อมูลของ USB ช้ากว่าการเชื่อมต่อแบบอื่น (เช่น อีเธอร์เน็ต) ที่วางจำหน่ายในช่วงเวลาเดียวกัน
• USB มี โครงสร้าง เครือข่ายแบบต้นไม้ ที่เข้มงวด และ โปรโตคอล มาสเตอร์/สเลฟสำหรับการกำหนดที่อยู่ของอุปกรณ์ต่อพ่วง อุปกรณ์สเลฟไม่สามารถโต้ตอบกันได้ยกเว้นผ่านโฮสต์ และโฮสต์สองตัวไม่สามารถสื่อสารกันโดยตรงผ่านพอร์ต USB ของพวกมันได้ การขยายข้อจำกัดนี้บางส่วนเป็นไปได้ผ่านUSB On-The-Go , อุปกรณ์แบบสองบทบาท^{[ 21 ]}และบริดจ์โปรโตคอล
• โฮสต์ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดพร้อมกันได้ แต่ละอุปกรณ์จะต้องได้รับการระบุที่อยู่ทีละตัว
• แม้ว่าจะมีตัวแปลงระหว่างอินเทอร์เฟซแบบเก่า บางประเภท กับ USB แต่ก็อาจไม่ได้รองรับการทำงานของฮาร์ดแวร์แบบเก่าอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น ตัวแปลง USB เป็นพอร์ตขนานอาจใช้งานได้ดีกับเครื่องพิมพ์ แต่ใช้ไม่ได้กับเครื่องสแกนที่ต้องการการใช้งานพินข้อมูลแบบสองทิศทาง

สำหรับนักพัฒนาผลิตภัณฑ์ การใช้ USB จำเป็นต้องมีการใช้งานโปรโตคอลที่ซับซ้อนและหมายถึงตัวควบคุม "อัจฉริยะ" ในอุปกรณ์ต่อพ่วง นักพัฒนาอุปกรณ์ USB ที่มีจุดประสงค์เพื่อจำหน่ายต่อสาธารณะโดยทั่วไปต้องได้รับ USB ID ซึ่งต้องเสียค่าธรรมเนียมให้กับUSB Implementers Forum (USB-IF) นักพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ใช้ข้อกำหนด USB ต้องลงนามในข้อตกลงกับ USB-IF การใช้โลโก้ USB บนผลิตภัณฑ์ต้องเสียค่าธรรมเนียมรายปีและเป็นสมาชิกขององค์กร^{[ 19 ]}

USB  1.0 ซึ่งเปิดตัวในเดือนมกราคม พ.ศ. 2539 กำหนดอัตราการส่งสัญญาณไว้ที่ 1.5  เมกะบิต/วินาที ( แบนด์วิดท์ต่ำหรือความเร็วต่ำ ) และ 12  เมกะบิต/วินาที ( ความเร็วเต็มที่ ) ^{[ 33 ]}ไม่รองรับสายต่อขยายเนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลาและพลังงาน อุปกรณ์ USB เพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้นที่วางจำหน่ายในตลาดจนกระทั่ง USB  1.1 เปิดตัวในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2541 USB  1.1 เป็นรุ่นแรกสุดที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางและนำไปสู่สิ่งที่ Microsoft เรียกว่า " พีซีที่ปราศจากระบบเดิม " ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}

ทั้ง USB 1.0 และ 1.1 ไม่ได้กำหนดการออกแบบสำหรับขั้วต่อที่มีขนาดเล็กกว่าขั้วต่อแบบ Type A หรือ Type B มาตรฐาน แม้ว่าจะมีแบบการออกแบบขั้วต่อ Type B ขนาดเล็กปรากฏบนอุปกรณ์ต่อพ่วงหลายชนิด แต่การปฏิบัติตามมาตรฐาน USB  1.x ก็เป็นไปได้ยาก เนื่องจากอุปกรณ์ต่อพ่วงที่มีขั้วต่อขนาดเล็กนั้นถูกมองว่ามีการเชื่อมต่อแบบมีสาย (กล่าวคือ ไม่มีปลั๊กหรือเต้ารับที่ปลายอุปกรณ์ต่อพ่วง) จนกระทั่ง USB 2.0 (รุ่นแก้ไข 1.01) ก็ได้มีการเปิดตัวขั้วต่อ Type A ขนาดเล็กออกมา จึงไม่มีการค้นพบขั้วต่อ Type A ขนาดเล็กอีกเลย 

USB  2.0 เปิดตัวในเดือนเมษายน พ.ศ. 2543 โดยเพิ่มอัตราการส่งสัญญาณสูงสุดที่ 480  เมกะบิต/วินาที (อัตราการรับส่งข้อมูลตามทฤษฎีสูงสุด 53  เมกะไบต์/วินาที^{[ 37 ]} ) ซึ่งเรียกว่าความเร็วสูงหรือแบนด์วิดท์สูงนอกเหนือจาก อัตราการส่งสัญญาณ ความเร็วเต็ม  ของ USB 1.x ที่ 12 เมกะบิต/วินาที (อัตราการรับส่งข้อมูลตามทฤษฎีสูงสุด 1.2 เมกะไบต์/วินาที) ^{[ 38 ]}  

การปรับปรุงต่างๆ ของ USB 2.0 ประกอบด้วย:

• USB Selective Suspendถูกนำมาใช้ตั้งแต่ USB 2.0 ^{[ 39 ]}
• มีการนำ ระบบป้องกันกระแสไฟเกินของ USBมาใช้^{[ 40 ]}

การแก้ไขข้อกำหนด USB ได้ดำเนินการผ่านประกาศการเปลี่ยนแปลงทางวิศวกรรม (ECN) ECN ที่สำคัญที่สุดเหล่านี้รวมอยู่ใน แพ็คเกจข้อกำหนด USB 2.0 ที่มีให้จาก USB.org: ^{[ 41 ]}

• ขั้วต่อมินิเอและมินิบี
• ข้อกำหนดเฉพาะของสายเคเบิลและขั้วต่อ Micro-USB 1.01
• อุปกรณ์เสริมUSB ของ InterChip
• คู่มือเสริม On-The-Go เวอร์ชัน 1.3 USB On-The-Goช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ USB สองตัวได้โดยไม่ต้องใช้โฮสต์ USB แยกต่างหาก
• ข้อกำหนดการชาร์จแบตเตอรี่ 1.1 เพิ่มการรองรับเครื่องชาร์จเฉพาะ และพฤติกรรมของเครื่องชาร์จหลักสำหรับอุปกรณ์ที่มีแบตเตอรี่หมด
• ข้อกำหนดการชาร์จแบตเตอรี่ 1.2 : ^{[ 42 ]}ด้วยกระแสไฟที่เพิ่มขึ้นเป็น 1.5  A บนพอร์ตชาร์จสำหรับอุปกรณ์ที่ไม่ได้กำหนดค่า ทำให้สามารถสื่อสารความเร็วสูงได้ในขณะที่มีกระแสไฟสูงสุดถึง 1.5  A
• เอกสารเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดการพลังงาน (ECN) ที่เชื่อมโยงไว้จะเพิ่มสถานะพลังงานสำหรับโหมดพักเครื่อง

ข้อกำหนด USB  3.0 ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2551 โดยมีการถ่ายโอนการจัดการจาก USB  3.0 Promoter Group ไปยัง USB Implementers Forum (USB-IF) และประกาศเมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน 2551 ในการประชุม SuperSpeed ​​USB Developers Conference ^{[ 43 ]}

USB  3.0 เพิ่มสถาปัตยกรรมและโปรโตคอลใหม่ที่เรียกว่าSuperSpeed ​​พร้อมด้วย ปลั๊ก ตัวรับสัญญาณ และสายเคเบิลที่ ใช้งานร่วมกับรุ่นก่อนหน้าได้ปลั๊กและตัวรับสัญญาณ SuperSpeed ​​จะมีโลโก้ที่แตกต่างออกไปและมีแถบสีน้ำเงินในตัวรับสัญญาณแบบมาตรฐาน

สถาปัตยกรรม SuperSpeed ​​มีโหมดการทำงานที่อัตรา 5.0  Gbit/s นอกเหนือจากโหมดการทำงานที่มีอยู่สามโหมด ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงการเข้ารหัสสัญลักษณ์ทางกายภาพและโอเวอร์เฮดระดับลิงก์ ที่ อัตราการส่งสัญญาณ 5 Gbit/s ด้วยการเข้ารหัส 8b/10bแต่ละไบต์ต้องการ 10 บิตในการส่ง ดังนั้นปริมาณงานดิบจึงอยู่ที่ 500  MB/s เมื่อพิจารณาการควบคุมการไหล การจัดเฟรมแพ็กเก็ต และโอเวอร์เฮดของโปรโตคอลแล้ว เป็นไปได้ที่จะ ส่งปริมาณงานดิบประมาณสองในสาม หรือ 330 MB/s ไปยังแอปพลิเคชัน^{[ 44 ] : 4–19}สถาปัตยกรรมของ SuperSpeed ​​เป็นแบบฟูลดูเพล็กซ์การใช้งานก่อนหน้านี้ทั้งหมด USB 1.0-2.0 เป็นแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ ซึ่งตัดสินโดยโฮสต์^{[ 45 ]}

อุปกรณ์กำลังต่ำและกำลังสูงยังคงใช้งานได้ตามมาตรฐานนี้ แต่อุปกรณ์ที่ใช้ SuperSpeed ​​สามารถให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นระหว่าง 150  mA ถึง 900  mA โดยเพิ่มขึ้นทีละ 150  mA ^{[ 44 ] : 9–9}

นอกจากนี้ USB 3.0 ยังได้แนะนำโปรโตคอล USB Attached SCSI (UASP)ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะให้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่าโปรโตคอล BOT (Bulk-Only-Transfer)

ข้อกำหนดUSB 3.1 ^{[ 5 ]}เปิดตัวในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2556 ประการแรก ยังคงรักษา สถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeed  ​​ของ USB 3.0 ไว้ และโหมดการทำงานได้รับการตั้งชื่อใหม่ว่าUSB 3.1 Gen 1 (ก่อนหน้านี้เรียกว่าUSB 3.0และด้วยข้อกำหนด USB 3.2 ในที่สุดก็ได้รับการตั้งชื่อว่าUSB 3.2 Gen 1x1และต่อมาวางจำหน่ายในชื่อUSB 5Gbpsในปี พ.ศ. 2566) ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]} ประการที่สอง ได้นำเสนอสถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeedPlusใหม่ที่แตกต่างออกไปพร้อมโหมดการทำงานที่สองซึ่งมีชื่อว่าUSB 3.1 Gen 2 สิ่งนี้จะเพิ่มอัตราการส่งสัญญาณสูงสุดเป็นสองเท่าเป็น 10 Gbit/s (ต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่าUSB 3.2 Gen 2x1 และวางจำหน่ายในชื่อ USB 10Gbpsตั้งแต่ปี 2023 ) ในขณะที่ลด โอเวอร์เฮด การเข้ารหัสสายลงเหลือเพียง 3% โดยการเปลี่ยนรูปแบบเป็น128b/132bในขณะที่การควบคุมการไหล การจัดเฟรมแพ็กเก็ต และโอเวอร์เฮดของโปรโตคอลยังคงมีผลกระทบอย่างมากต่ออัตราข้อมูลในโลกแห่งความเป็นจริง^{[ 46 ] [ 49 ]}        

ข้อกำหนด USB 3.2ที่เผยแพร่ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2560 ^{[ 17 ]}ยังคงรักษาสถาปัตยกรรมและโปรโตคอลSuperSpeed ​​และSuperSpeedPlus ที่มีอยู่เดิม รวมถึงโหมดการทำงานต่างๆ แต่ได้เพิ่มโหมดการทำงาน SuperSpeedPlus อีกสอง โหมด ( USB  3.2 Gen  1×2และUSB  3.2 Gen  2×2 ) โดยมีอัตราการส่งสัญญาณรวม 10 และ 20  Gbit/s (อัตราข้อมูลดิบ 1212 และ 2424  MB/s) ตามลำดับ แบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นเป็นผลมาจากการทำงานแบบสองเลนผ่านสายเพิ่มเติมที่รวมอยู่ใน Full-Featured USB-C Fabrics ทั้งหมด (อุปกรณ์ ฮับ สายเคเบิล และโฮสต์ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด) ^{[ 50 ]}

ข้อกำหนดUSB4 (เวอร์ชัน 1.0) ได้รับการเผยแพร่เมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 2562 โดยอิงตาม โปรโตคอล Thunderbolt 3กำหนดอัตราการส่งสัญญาณ 20 และ 40 Gbit/s ผ่านUSB-Cและอนุญาตให้มีการส่งข้อมูลผ่าน โปรโตคอล USB 3.2 , USB 2.0 , PCIeและDisplayPort ; ความเข้ากันได้กับ Thunderbolt 3 เป็นทางเลือกสำหรับโฮสต์/อุปกรณ์ USB4 ^{[ 55 ]}

USB4 เวอร์ชัน 2.0 (ประกาศเมื่อวันที่ 1 กันยายน 2022) เพิ่มเลเยอร์ทางกายภาพใหม่และอัตราการส่งสัญญาณที่สูงขึ้น: สูงสุด80 Gbit/sแบบสองทิศทาง และโหมดไม่สมมาตรที่รองรับ120/40 Gbit/s (โฮสต์→อุปกรณ์ / อุปกรณ์→โฮสต์) สำหรับกรณีการใช้งานที่เน้นวิดีโอ โดยใช้ การส่งสัญญาณ PAM3และในหลายกรณีใช้สาย USB-C แบบพาสซีฟ "40 Gbit/s" ที่มีอยู่แล้ว นอกจากนี้ยังมีการกำหนดประเภทสายเคเบิลแบบแอคทีฟ 80 Gbit/s ใหม่ด้วย เวอร์ชัน 2.0 อัปเดตการส่งข้อมูลแบบอุโมงค์ให้สอดคล้องกับDisplayPort 2.1และPCIe 4.0และยังคงความเข้ากันได้กับ USB4 1.0, USB 3.2/2.0 และ Thunderbolt 3 ^{[ 56 ] [ 57 ]} ตั้งแต่ปี 2023 USB-IF แนะนำชื่อผลิตภัณฑ์ที่ผู้บริโภคเห็นซึ่งสะท้อนถึงอัตราการส่งสัญญาณ (เช่นUSB 40Gbps , USB 80Gbps ) แทนที่ “USB4 v1/v2” ในรายการการตลาดและการรับรอง^{[ 58 ]}

แผนการตั้งชื่อทางการตลาด เดือนกันยายน 2022

เนื่องจากรูปแบบการตั้งชื่อที่สับสนก่อนหน้านี้ USB-IF จึงตัดสินใจเปลี่ยนอีกครั้ง ตั้งแต่วันที่ 2 กันยายน 2022 ชื่อทางการตลาดจะใช้ไวยากรณ์ "USB x Gbps" โดยที่xคืออัตราการส่งสัญญาณในหน่วย Gbit/s ^{[ 59 ]}ภาพรวมของชื่อและโลโก้ที่อัปเดตแล้วสามารถดูได้ในตารางด้านข้าง

โหมดการทำงาน USB  3.2  Gen  2×2 และ USB4  Gen  2×2 – หรือ: USB  3.2  Gen  2×1 และ USB4 Gen 2×1 – ไม่สามารถใช้แทนกันได้หรือใช้งานร่วมกันได้ ตัวควบคุมที่เกี่ยวข้องทั้งหมดต้องทำงานในโหมดเดียวกัน

มาตรฐานUSB Mass Storage Device Class (MSC หรือ UMS) กำหนดมาตรฐานการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เดิมทีมีไว้สำหรับไดรฟ์แม่เหล็กและไดรฟ์ออปติคัล แต่ต่อมาได้ขยายไปรองรับแฟลชไดรฟ์และ เครื่องอ่าน การ์ด SDความสามารถในการบูตจากการ์ด SD ที่ล็อกการเขียน ด้วยอะแดปเตอร์ USB นั้นมีประโยชน์อย่างยิ่งในการรักษาความสมบูรณ์และสถานะที่ไม่เสียหายของสื่อบูต

แม้ว่าคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลส่วนใหญ่ตั้งแต่ต้นปี 2005 เป็นต้นมาจะสามารถบูตจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ USB ได้ แต่ USB ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้เป็นบัสหลักสำหรับการจัดเก็บข้อมูลภายในของคอมพิวเตอร์ อย่างไรก็ตาม USB มีข้อดีคือสามารถเสียบและถอดอุปกรณ์ได้ขณะทำงานทำให้มีประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงแบบพกพา รวมถึงฮาร์ดไดรฟ์ชนิดต่างๆ

ผู้ผลิตหลายรายนำเสนอ ฮาร์ดดิสก์แบบพกพาภายนอกที่เชื่อมต่อผ่าน USB หรือเคสเปล่าสำหรับใส่ฮาร์ดดิสก์ ซึ่งให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับฮาร์ดดิสก์ภายใน โดยมีข้อจำกัดอยู่ที่จำนวนและประเภทของอุปกรณ์ USB ที่เชื่อมต่อ และขีดจำกัดสูงสุดของอินเทอร์เฟซ USB มาตรฐานการเชื่อมต่อฮาร์ดดิสก์ภายนอกอื่นๆ ที่แข่งขันกัน ได้แก่eSATA , ExpressCard , FireWire (IEEE 1394) และล่าสุดคือThunderbolt

การใช้งานอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล USB อีกอย่างหนึ่งคือการเรียกใช้แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์แบบพกพา (เช่น เว็บเบราว์เซอร์และไคลเอนต์ VoIP) โดยไม่จำเป็นต้องติดตั้งบนคอมพิวเตอร์โฮสต์^{[ 67 ] [ 68 ]}

โปรโตคอลการถ่ายโอนสื่อ (MTP) ถูกออกแบบโดยMicrosoftเพื่อให้สามารถเข้าถึงระบบไฟล์ของอุปกรณ์ได้ในระดับที่สูงกว่าหน่วยความจำแบบ USB โดยเข้าถึงได้ในระดับไฟล์แทนที่จะเป็นบล็อกดิสก์ นอกจากนี้ยังมี คุณสมบัติ DRM เสริมอีก ด้วย MTP ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับเครื่องเล่นสื่อพกพาแต่ต่อมาได้ถูกนำมาใช้เป็นโปรโตคอลการเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บข้อมูลหลักของระบบปฏิบัติการ Androidตั้งแต่เวอร์ชัน 4.1 Jelly Bean รวมถึง Windows Phone 8 (อุปกรณ์ Windows Phone 7 ใช้โปรโตคอล Zune ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของ MTP) เหตุผลหลักคือ MTP ไม่ต้องการการเข้าถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบพิเศษเหมือนกับ UMS ซึ่งช่วยลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหากโปรแกรม Android ร้องขอการเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บข้อมูลในขณะที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ ข้อเสียหลักคือ MTP ไม่ได้รับการสนับสนุนอย่างดีนักในระบบปฏิบัติการอื่นนอกเหนือจาก Windows

โดยทั่วไปแล้ว เมาส์หรือคีย์บอร์ด USB สามารถใช้กับคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าที่มีพอร์ต PS/2 ได้โดยใช้ตัวแปลง USB เป็น PS/2 ขนาดเล็ก สำหรับเมาส์และคีย์บอร์ดที่รองรับโปรโตคอลคู่สามารถใช้ตัวแปลงแบบพาสซีฟที่ไม่มีวงจรลอจิกได้: ฮาร์ดแวร์USBในคีย์บอร์ดหรือเมาส์ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับว่าเชื่อมต่อกับพอร์ต USB หรือ PS/2 และสื่อสารโดยใช้โปรโตคอลที่เหมาะสม^{[ 69 ]}นอกจากนี้ยังมีตัวแปลงแบบแอคทีฟที่เชื่อมต่อคีย์บอร์ดและเมาส์ USB (โดยปกติอย่างละหนึ่งตัว) กับพอร์ต PS/2 ^{[ 70 ]}

การอัปเกรดเฟิร์มแวร์อุปกรณ์ (DFU) เป็นกลไกทั่วไปสำหรับการอัปเกรดเฟิร์มแวร์ของอุปกรณ์ USB ด้วยเวอร์ชันที่ได้รับการปรับปรุงจากผู้ผลิต ซึ่งมีวิธีการ (เช่น) ในการแก้ไขข้อบกพร่องของเฟิร์มแวร์ ในระหว่างการดำเนินการอัปเกรดเฟิร์มแวร์ อุปกรณ์ USB จะเปลี่ยนโหมดการทำงานโดยกลายเป็น โปรแกรมเมอร์ PROMอุปกรณ์ USB ทุกประเภทสามารถใช้งานความสามารถนี้ได้โดยปฏิบัติตามข้อกำหนด DFU อย่างเป็นทางการ การทำเช่นนั้นจะช่วยให้สามารถใช้เครื่องมือโฮสต์ที่เข้ากันได้กับ DFU เพื่ออัปเดตอุปกรณ์ได้^{[ 66 ] [ 71 ] [ 72 ]}

บางครั้ง DFU ถูกใช้เป็นโปรโตคอลการเขียนโปรแกรมหน่วยความจำแฟลชในไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีฟังก์ชันบูตโหลดเดอร์ USB ในตัว ^{[ 73 ]}

ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่สามารถใช้ DFU ^{ได้แก่} iPodและiPhone ^{[ 74} ]

กลุ่มทำงานอุปกรณ์ USB ได้วางข้อกำหนดสำหรับการสตรีมเสียง และได้มีการพัฒนาและนำมาตรฐานเฉพาะมาใช้สำหรับการใช้งานคลาสเสียง เช่น ไมโครโฟน ลำโพง ชุดหูฟัง โทรศัพท์ เครื่องดนตรี ฯลฯ กลุ่มทำงานได้เผยแพร่ข้อกำหนดอุปกรณ์เสียงสี่เวอร์ชัน: ^{[ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]} USB Audio  1.0, 2.0, 3.0 และ 4.0 ซึ่งเรียกว่า "USB Audio Class" (UAC) ^{[ 78 ]}หรือ "Audio Device Class" (ADC) ^{[ 79 ]}

UAC 3.0 นำเสนอการปรับปรุงสำหรับอุปกรณ์พกพาเป็นหลัก เช่น การลดการใช้พลังงานโดยการส่งข้อมูลเป็นช่วงๆ และคงอยู่ในโหมดประหยัดพลังงานบ่อยขึ้น รวมถึงโดเมนพลังงานสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของอุปกรณ์ ทำให้สามารถปิดเครื่องได้เมื่อไม่ได้ใช้งาน^{[ 80 ]}

UAC 2.0 ได้เพิ่มการรองรับ USB ความเร็วสูง (นอกเหนือจากความเร็วเต็ม) ทำให้มีแบนด์วิดท์มากขึ้นสำหรับอินเทอร์เฟซแบบหลายช่องสัญญาณ อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้น^{[ 81 ]}ความหน่วงแฝงที่ต่ำลง^{[ 82 ] [ 78 ]}และการปรับปรุงความละเอียดของเวลาถึง 8 เท่าในโหมดซิงโครนัสและแบบปรับตัว^{[ 78 ]} UAC2 ยังได้แนะนำแนวคิดของโดเมนนาฬิกา ซึ่งให้ข้อมูลแก่โฮสต์เกี่ยวกับเทอร์มินัลอินพุตและเอาต์พุตที่ได้รับนาฬิกาจากแหล่งเดียวกัน ตลอดจนการสนับสนุนที่ดีขึ้นสำหรับการเข้ารหัสเสียง เช่นDSDเอฟเฟกต์เสียง การจัดกลุ่มช่องสัญญาณ การควบคุมของผู้ใช้ และคำอธิบายอุปกรณ์^{[ 78 ] [ 83 ]}

อุปกรณ์ UAC 1.0 ยังคงพบเห็นได้ทั่วไป เนื่องจากความเข้ากันได้แบบข้ามแพลตฟอร์มโดยไม่ต้องใช้ไดรเวอร์^{[ 81 ]}และส่วนหนึ่งเป็นเพราะ ความล้มเหลวของ Microsoftในการใช้งาน UAC 2.0 เป็นเวลากว่าทศวรรษหลังจากการเผยแพร่ โดยในที่สุดก็ได้เพิ่มการสนับสนุนให้กับWindows 10ผ่านการอัปเดต Creators Update เมื่อวันที่ 20 มีนาคม 2017 ^{[ 84 ] [ 85 ] [ 83 ]} UAC 2.0 ยังได้รับการสนับสนุนโดยmacOS , iOSและLinux [ ^{78 ]}อย่างไรก็ตามAndroidใช้เพียงส่วนย่อยของข้อกำหนด UAC 1.0 ^{เท่านั้น[ 86 ]}

USB มีประเภทการซิงโครไนซ์แบบไอโซโครนัส (แบนด์วิดท์คงที่) สามประเภท^{[ 87 ]}ซึ่งทั้งหมดนี้ถูกใช้โดยอุปกรณ์เสียง: ^{[ 88 ]}

• แบบอะซิงโครนัส — ตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัล (ADC) หรือตัวแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นดิจิทัล (DAC) ไม่ได้ซิงค์กับนาฬิกาของคอมพิวเตอร์โฮสต์เลย แต่ทำงานโดยใช้สัญญาณนาฬิกาอิสระที่ติดตั้งอยู่ภายในตัวอุปกรณ์เอง
• ซิงโครนัส — นาฬิกาของอุปกรณ์จะซิงค์กับสัญญาณ USB start-of-frame (SOF) หรือ Bus Interval ตัวอย่างเช่น อาจต้องซิงค์ นาฬิกา 11.2896 MHz กับสัญญาณ SOF 1  kHz ซึ่งเป็นการคูณความถี่ขนาดใหญ่^{[ 89 ] [ 90 ]}
• ปรับตัวได้ — นาฬิกาของอุปกรณ์จะซิงค์กับปริมาณข้อมูลที่ส่งต่อเฟรมโดยโฮสต์^{[ 91 ]}

ในขณะที่ข้อกำหนด USB เดิมระบุว่าโหมดอะซิงโครนัสใช้ใน "ลำโพงราคาประหยัด" และโหมดปรับได้ใช้ใน "ลำโพงดิจิทัลระดับไฮเอนด์" ^{[ 92 ]} แต่ ใน โลกของ เครื่องเสียงไฮไฟ กลับมีการรับรู้ตรงกันข้าม โดยโหมดอะซิงโครนัสถูกโฆษณาว่าเป็นคุณสมบัติเด่น และโหมดปรับได้/ซิงโครนัสกลับมีชื่อเสียงที่ไม่ดี^{[ 93 ] [ 94 ] [ 86 ]}ในความเป็นจริงแล้ว ทุกประเภทสามารถมีคุณภาพสูงหรือต่ำได้ ขึ้นอยู่กับคุณภาพของการออกแบบทางวิศวกรรมและการใช้งาน^{[ 90 ] [ 78 ] [ 95 ]}โหมดอะซิงโครนัสมีข้อดีคือไม่ผูกติดกับนาฬิกาของคอมพิวเตอร์ แต่มีข้อเสียคือต้องแปลงอัตราการสุ่มตัวอย่างเมื่อรวมแหล่งสัญญาณหลายแหล่งเข้าด้วยกัน

คอมพิวเตอร์สองเครื่อง ( โฮสต์ ) สามารถเชื่อมต่อกันได้ง่ายๆ ผ่านสาย USB-C แต่ก่อนหน้านี้ คอมพิวเตอร์โฮสต์แบบ Type-C ไม่สามารถเชื่อมต่อกันได้ด้วยสาย USB ทั่วไป ปัจจุบันมีสาย USB บริดจ์ หรือสายถ่ายโอนข้อมูล วางจำหน่ายในตลาด ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อพีซีกับพีซีได้โดยตรง สายบริดจ์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปรากฏเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วง USB สำหรับ โฮสต์แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่อทำให้สามารถสื่อสารแบบ peer-to-peer ระหว่างคอมพิวเตอร์ได้ สาย USB บริดจ์ดังกล่าวใช้สำหรับถ่ายโอนไฟล์ระหว่างคอมพิวเตอร์สองเครื่องผ่านพอร์ต USB ของพวกมัน

โปรแกรม Windows Easy Transferที่ได้รับความนิยมจาก Microsoft นั้นใช้สายเคเบิล USB พิเศษในการถ่ายโอนไฟล์ส่วนตัวและการตั้งค่าจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Windows เวอร์ชันเก่ากว่าไปยังคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Windows เวอร์ชันใหม่กว่า ในบริบทของการใช้งาน ซอฟต์แวร์ Windows Easy Transfer นั้นบางครั้งอาจเรียกสายเคเบิลนี้ว่าสายเคเบิล Easy Transferก็ได้

สายเคเบิลเชื่อมต่อ/ถ่ายโอนข้อมูล USB จำนวนมากยังคงเป็น USB 2.0 แต่ก็มีสายเคเบิลถ่ายโอนข้อมูล USB 3.0 อยู่จำนวนหนึ่งเช่นกัน แม้ว่า USB 3.0 จะเร็วกว่า USB 2.0 ถึงสิบเท่า แต่สายเคเบิลถ่ายโอนข้อมูล USB 3.0 นั้นเร็วกว่าเพียงสองถึงสามเท่าเท่านั้น เนื่องจากข้อจำกัดด้านการออกแบบ

มาตรฐาน USB 3.0 ได้แนะนำสายเคเบิลแบบครอสโอเวอร์ A-to-A ที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟสำหรับเชื่อมต่อพีซีสองเครื่อง สายเหล่านี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูล แต่มีจุดประสงค์เพื่อใช้ในการวินิจฉัยปัญหา

ส่วนนี้อธิบายถึงรูปแบบการจ่ายพลังงานของ USB ที่มีอยู่ก่อนUSB Power Delivery (USB-PD) บนอุปกรณ์ที่ไม่ใช้ BC หรือ PD นั้น USB จะจ่ายพลังงานได้สูงสุด 4.5  วัตต์ผ่านขั้วต่อ Type-A และ Type-B และสูงสุด 15  วัตต์ผ่าน USB-C พลังงาน USB ก่อน PD ทั้งหมดจะจ่ายที่ 5  โวลต์

สำหรับโฮสต์ที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ นั้น USB มีแนวคิดเรื่อง " หน่วยโหลด " อุปกรณ์ใดๆ ก็ตามสามารถดึงพลังงานได้หนึ่งหน่วย และอุปกรณ์ต่างๆ สามารถขอพลังงานเพิ่มได้ทีละขั้น ไม่จำเป็นว่าโฮสต์จะต้องจ่ายพลังงานตามที่ร้องขอ และอุปกรณ์ไม่สามารถดึงพลังงานได้มากกว่าที่ตกลงกันไว้

อุปกรณ์ที่ ใช้พลังงานต่ำสามารถใช้กระแสไฟได้ไม่เกินหนึ่งหน่วย อุปกรณ์ทั้งหมดต้องทำงานในโหมดใช้พลังงานต่ำเมื่อเริ่มต้นใช้งานโดยยังไม่ได้ตั้งค่า สำหรับอุปกรณ์ USB รุ่นไม่เกิน USB  2.0 กระแสไฟต่อหน่วยคือ 100  mA (หรือ 500  mW) ในขณะที่ USB  3.0 กำหนดกระแสไฟต่อหน่วยไว้ที่ 150  mA (750  mW) ส่วน USB-C ที่มีฟังก์ชันการทำงานครบถ้วนสามารถรองรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำได้โดยมีกระแสไฟต่อหน่วย 250  mA (หรือ 1250  mW)

อุปกรณ์ที่ ใช้พลังงานสูงเช่น ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ขนาด 2.5 นิ้วทั่วไป อาจดึงพลังงานมากกว่าหนึ่งหน่วย USB เวอร์ชัน 2.0 อนุญาตให้โฮสต์หรือฮับจ่ายพลังงานได้สูงสุด 2.5  วัตต์ต่ออุปกรณ์แต่ละตัว โดยแบ่งเป็น 5 ขั้นตอนย่อยๆ ละ 100  มิลลิแอมป์ และอุปกรณ์ SuperSpeed ​​(USB 3.x) อนุญาตให้โฮสต์หรือฮับจ่ายพลังงานได้สูงสุด 4.5  วัตต์ โดยแบ่งเป็น 6 ขั้นตอนย่อยๆ ละ 150  มิลลิแอมป์ USB-C อนุญาตให้ใช้งานแบบสองเลนของ USB 3.x ด้วยโหลดต่อหน่วยที่มากขึ้น (250  มิลลิแอมป์; สูงสุด 7.5  วัตต์) ^{[ 103 ]}นอกจากนี้ USB-C ยังอนุญาตให้ใช้ Type-C Current แทน USB BC ซึ่งส่งสัญญาณความพร้อมใช้งานของพลังงานในวิธีที่ง่าย โดยไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อข้อมูลใดๆ^{[ 104 ]}

เพื่อระบุโหมดการชาร์จแบตเตอรี่ พอร์ตชาร์จเฉพาะจะวางความต้านทานไม่เกิน 200  Ω ระหว่างขั้ว D+ และ D− เลนข้อมูลที่ลัดวงจรหรือเกือบลัดวงจรที่มี ความต้านทานน้อยกว่า 200 Ω ระหว่างขั้ว D+ และ D− แสดงถึงพอร์ตชาร์จเฉพาะ (DCP) ที่มีอัตราการชาร์จไม่จำกัด^{[ 105 ] [ 106 ]}

นอกจาก USB มาตรฐานแล้ว ยังมีระบบจ่ายไฟกำลังสูงที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ เรียกว่าPoweredUSBซึ่งได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990 และส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องรับชำระเงิน ณ จุดขาย เช่น เครื่องคิดเงิน

ฟอรัมผู้พัฒนา USB ได้นำเสนอมาตรฐานการสื่อสารไร้สาย Media Agnostic USB (MA-USB) v.1.0 ซึ่งอิงตามโปรโตคอล USB เมื่อวันที่ 29 กรกฎาคม 2558 USB ไร้สายเป็นเทคโนโลยีทดแทนสายเคเบิล และใช้เทคโนโลยีไร้สายอัลตร้าไวด์แบนด์ สำหรับอัตราการส่งข้อมูลสูงถึง 480 เมกะบิตต่อวินาที^{[ 111 ]} 

USB-IF ใช้ข้อกำหนด WiGig Serial Extension v1.2 เป็นพื้นฐานเริ่มต้นสำหรับข้อกำหนด MA-USB และสอดคล้องกับ SuperSpeed ​​USB (3.0 และ 3.1) และ Hi-Speed ​​USB (USB 2.0) อุปกรณ์ที่ใช้ MA-USB จะถูกตีตราว่า "Powered by MA-USB" หากผลิตภัณฑ์นั้นผ่านเกณฑ์โปรแกรมการรับรอง^{[ 112 ]}

InterChip USB เป็นรูปแบบชิปต่อชิปที่กำจัดทรานซีฟเวอร์แบบดั้งเดิมที่พบใน USB ทั่วไป ชั้นกายภาพ HSIC ใช้พลังงานน้อยลงประมาณ 50% และพื้นที่บอร์ด  น้อยลง 75% เมื่อเทียบกับ USB 2.0 ^{[ 113 ]}เป็นมาตรฐานทางเลือกแทนSPIและI2C

USB-C (ชื่ออย่างเป็นทางการคือUSB Type-C ) เป็นมาตรฐานที่กำหนดขั้วต่อแบบใหม่และคุณสมบัติการเชื่อมต่อใหม่หลายประการ หนึ่งในนั้นคือการรองรับโหมดทางเลือก (Alternate Mode)ซึ่งช่วยให้สามารถส่งผ่านโปรโตคอลอื่นๆ ผ่านขั้วต่อและสายเคเบิล USB-C ได้ โดยทั่วไปจะใช้เพื่อรองรับ โปรโตคอล DisplayPortหรือHDMIซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อจอแสดงผล เช่นจอคอมพิวเตอร์หรือโทรทัศน์ผ่าน USB-C ได้

คอนเนคเตอร์อื่นๆ ทั้งหมดไม่สามารถใช้งานแบบสองเลน (Gen 1×2 และ Gen 2×2) ใน USB 3.2 ได้ แต่สามารถใช้สำหรับการทำงานแบบเลนเดียว (Gen  1×1 และ Gen  2×1) ได้^{[ 114 ]}

DisplayLink เป็นเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อจอแสดงผลหลายจอเข้ากับคอมพิวเตอร์ผ่านทาง USB ได้ เทคโนโลยีนี้เปิดตัวประมาณปี 2006 และก่อนที่จะมี Alternate Mode บน USB-C เทคโนโลยีนี้เป็นวิธีเดียวในการเชื่อมต่อจอแสดงผลผ่านทาง USB เป็นเทคโนโลยีเฉพาะของบริษัทผู้ผลิต ไม่ได้รับการกำหนดมาตรฐานโดย USB Implementers Forum และโดยทั่วไปแล้วต้องใช้ไดรเวอร์อุปกรณ์ แยกต่างหาก บนคอมพิวเตอร์

ในตอนแรก USB ถูกมองว่าเป็นส่วนเสริมของเทคโนโลยี FireWire ( IEEE 1394 ) ซึ่งได้รับการออกแบบให้เป็นบัสอนุกรมที่มีแบนด์วิดท์สูง เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ เช่น ดิสก์ไดรฟ์ อินเทอร์เฟซเสียง และอุปกรณ์วิดีโอได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในการออกแบบเริ่มต้น USB ทำงานที่อัตราการส่งข้อมูลที่ต่ำกว่ามากและใช้ฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า เหมาะสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงขนาดเล็ก เช่น คีย์บอร์ดและอุปกรณ์ชี้ตำแหน่ง

ความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดระหว่าง FireWire และ USB ได้แก่:

• เครือข่าย USB ใช้ โทโพโลยี แบบดาวหลายระดับในขณะที่เครือข่าย IEEE  1394 ใช้โทโพโลยีแบบต้นไม้
• USB  1.0, 1.1 และ 2.0 ใช้โปรโตคอล "พูดเมื่อถูกถาม" หมายความว่าอุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละตัวจะสื่อสารกับโฮสต์เมื่อโฮสต์ร้องขอการสื่อสารโดยเฉพาะเท่านั้น USB  3.0 อนุญาตให้มีการสื่อสารที่เริ่มต้นโดยอุปกรณ์ไปยังโฮสต์ได้ อุปกรณ์ FireWire สามารถสื่อสารกับโหนดอื่น ๆ ได้ตลอดเวลา ขึ้นอยู่กับสภาพเครือข่าย
• เครือข่าย USB อาศัยโฮสต์เพียงตัวเดียวที่อยู่บนสุดของโครงสร้างเพื่อควบคุมเครือข่าย การสื่อสารทั้งหมดเกิดขึ้นระหว่างโฮสต์และอุปกรณ์ต่อพ่วงเพียงตัวเดียว ในขณะที่เครือข่าย FireWire โหนดใดๆ ที่มีความสามารถก็สามารถควบคุมเครือข่ายได้
• USB ใช้ไฟเลี้ยง 5 โวลต์ในขณะที่ FireWire ใช้ไฟเลี้ยง 12 โวลต์ และในทางทฤษฎีสามารถจ่ายไฟได้สูงสุดถึง 30 โวลต์   
• พอร์ต USB ฮับมาตรฐานสามารถจ่าย กระแสไฟได้ประมาณ 500  mA/2.5 W ในขณะ ที่พอร์ตที่ไม่ใช่ฮับจะจ่ายกระแสไฟได้เพียง 100 mA เท่านั้น USB 3.0 และ USB On-The-Go จ่ายกระแสไฟได้ 1.8 A/9.0 W (สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่โดยเฉพาะ 1.5 A/7.5 W ในโหมดแบนด์วิดท์เต็ม หรือ 900 mA/4.5 W ในโหมดแบนด์วิดท์สูง) ในขณะที่ FireWire สามารถจ่ายพลังงานได้สูงสุดถึง 60 วัตต์ในทางทฤษฎี แต่โดยทั่วไปแล้วจะจ่ายได้เพียง 10 ถึง 20 วัตต์เท่านั้น           

ความแตกต่างเหล่านี้และอื่นๆ สะท้อนให้เห็นถึงเป้าหมายการออกแบบที่แตกต่างกันของบัสทั้งสอง: USB ได้รับการออกแบบมาเพื่อความเรียบง่ายและต้นทุนต่ำ ในขณะที่ FireWire ได้รับการออกแบบมาเพื่อประสิทธิภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่ไวต่อเวลา เช่น เสียงและวิดีโอ แม้ว่าจะมีอัตราการส่งสัญญาณสูงสุดตามทฤษฎีที่คล้ายกัน แต่ FireWire  400 ก็เร็วกว่า USB  2.0 แบนด์วิดท์สูงในการใช้งานจริง^{[ 115 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานแบนด์วิดท์สูง เช่น ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]} มาตรฐาน FireWire 800 รุ่นใหม่นั้น เร็วกว่า FireWire  400 สองเท่าและเร็วกว่า USB  2.0 แบนด์วิดท์สูงทั้งในทางทฤษฎีและในทางปฏิบัติ^{[ 120 ]}อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบด้านความเร็วของ FireWire ขึ้นอยู่กับเทคนิคระดับต่ำ เช่นการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA) ซึ่งในทางกลับกันได้สร้างโอกาสสำหรับการโจมตีด้านความปลอดภัย เช่น การ โจมตีDMA

ชิปเซ็ตและไดรเวอร์ที่ใช้ในการใช้งาน USB และ FireWire มีผลกระทบอย่างมากต่อปริมาณแบนด์วิดท์ที่กำหนดโดยข้อกำหนดที่สามารถใช้งานได้จริงในโลกแห่งความเป็นจริง รวมถึงความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ต่อพ่วง^{[ 121 ]}

มาตรฐานIEEE 802.3af , 802.3atและ802.3bt Power over Ethernet (PoE) กำหนดรูปแบบการเจรจาพลังงานที่ซับซ้อนกว่า USB ทั่วไป โดยทำงานที่แรงดันไฟ 48  V DCและสามารถจ่ายพลังงานได้มากกว่า (สูงสุด 12.95 W สำหรับ802.3af , 25.5 W สำหรับ802.3atหรือPoE+ , 71 W สำหรับ802.3btหรือ4PPoE ) ผ่านสายเคเบิลยาวสูงสุด 100 เมตร เมื่อเทียบกับ USB 2.0 ซึ่งจ่ายไฟได้เพียง 2.5 W ที่ความยาวสายเคเบิลสูงสุด 5 เมตร ด้วยเหตุนี้ PoE จึงได้รับความนิยมในการใช้งานกับ โทรศัพท์ Voice over IP , กล้องวงจรปิด , จุดเชื่อมต่อไร้สายและอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ ภายในอาคาร อย่างไรก็ตาม USB มีราคาถูกกว่า PoE หากระยะทางสั้นและปริมาณการใช้พลังงานต่ำ        

มาตรฐาน อีเธอร์เน็ตกำหนดให้มีการแยกทางไฟฟ้าระหว่างอุปกรณ์เครือข่าย (คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ ฯลฯ) และสายเคเบิลเครือข่ายที่แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงสุด 1500  V  หรือแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 2250  V  เป็นเวลา 60  วินาที^{[ 122 ]} USB ไม่มีข้อกำหนดดังกล่าว เนื่องจากได้รับการออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับคอมพิวเตอร์โฮสต์ และในความเป็นจริงแล้ว USB จะเชื่อมต่อกราวด์ของอุปกรณ์ต่อพ่วงและโฮสต์เข้าด้วยกัน ทำให้ Ethernet มีข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยอย่างมากเหนือ USB สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น โมเด็มเคเบิลและ DSL ที่เชื่อมต่อกับสายไฟภายนอก ซึ่งอาจมีแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายภายใต้สภาวะผิดพลาดบางประการ^{[ 123 ] [ 124 ]}

คำจำกัดความคลาสอุปกรณ์ USB สำหรับอุปกรณ์ MIDIส่งข้อมูลเพลง Music Instrument Digital Interface ( MIDI ) ผ่าน USB ^{[ 125 ]} ความสามารถ MIDI ได้รับการขยายเพื่อให้สามารถใช้ งานสาย MIDI เสมือนพร้อมกันได้สูงสุดสิบหก สาย โดยแต่ละสายสามารถส่งช่องสัญญาณและนาฬิกา MIDI สิบหกช่องตามปกติได้

USB มีข้อได้เปรียบในด้านราคาที่ต่ำและอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้กัน อย่างไรก็ตาม Power over Ethernet และ มาตรฐานปลั๊ก MIDIมีข้อได้เปรียบในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ที่อาจมีสายยาว USB อาจทำให้เกิด ปัญหา Ground Loopระหว่างอุปกรณ์ได้ เนื่องจากมันเชื่อมต่อจุดอ้างอิงกราวด์บนตัวรับส่งสัญญาณทั้งสองตัว ในทางตรงกันข้าม มาตรฐานปลั๊ก MIDI และEthernetมีฉนวนในตัวที่ระดับ500 Vหรือมากกว่านั้น

ขั้ว ต่อ eSATAเป็น ขั้วต่อ SATA ที่ทนทานกว่า ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อกับฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกและ SSD อัตราการถ่ายโอนข้อมูลของ eSATA (สูงสุด 6  Gbit/s) ใกล้เคียงกับ USB  3.0 (สูงสุด 5  Gbit/s) และ USB  3.1 (สูงสุด 10  Gbit/s) อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อด้วย eSATA จะปรากฏเหมือนอุปกรณ์ SATA ทั่วไป ทำให้ได้ประสิทธิภาพและความเข้ากันได้เต็มรูปแบบเหมือนกับไดรฟ์ภายใน

eSATA ไม่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ภายนอก นี่เป็นข้อเสียเปรียบที่เพิ่มมากขึ้นเมื่อเทียบกับ USB แม้ว่ากำลังไฟ 4.5  วัตต์ของ USB 3.0 บางครั้งอาจไม่เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก แต่เทคโนโลยีก็กำลังพัฒนา และไดรฟ์ภายนอกก็ค่อยๆ ต้องการพลังงานน้อยลง ทำให้ข้อได้เปรียบของ eSATA ลดลงeSATAp (power over eSATA หรือที่รู้จักกันในชื่อ ESATA/USB) เป็นคอนเนคเตอร์ที่เปิดตัวในปี 2009 ซึ่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อโดยใช้คอนเนคเตอร์แบบใหม่ที่เข้ากันได้กับรุ่นเก่า ในโน้ตบุ๊ก eSATAp มักจะจ่ายไฟเพียง 5  โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับ HDD/SSD ขนาด 2.5 นิ้ว ในเวิร์กสเตชันแบบเดสก์ท็อป มันสามารถจ่ายไฟเพิ่มเติมได้ถึง 12  โวลต์เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น รวมถึง HDD/SSD ขนาด 3.5 นิ้ว และไดรฟ์ออปติคัลขนาด 5.25 นิ้ว

สามารถเพิ่มการรองรับ eSATAp ให้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะได้ในรูปแบบของตัวยึดที่เชื่อมต่อพอร์ต SATA, แหล่งจ่ายไฟ และ USB ของเมนบอร์ดเข้าด้วยกัน

เช่นเดียวกับ USB eSATA รองรับการเสียบใช้งานขณะเครื่องทำงาน (Hot-plugging ) แม้ว่าอาจจะมีข้อจำกัดจากไดรเวอร์ระบบปฏิบัติการและเฟิร์มแวร์ของอุปกรณ์ก็ตาม

Thunderbolt รวมPCI ExpressและDisplayPortเข้าด้วยกันเป็นอินเทอร์เฟซข้อมูลอนุกรมแบบใหม่ การใช้งาน Thunderbolt ดั้งเดิมมีสองช่องสัญญาณ โดยแต่ละช่องมีความเร็วในการถ่ายโอน 10  Gbit/s ส่งผลให้แบนด์วิดท์แบบทิศทางเดียวรวมอยู่ที่ 20  Gbit/s ^{[ 126 ]}

Thunderbolt 2  ใช้การรวมลิงก์เพื่อรวมช่องสัญญาณ 10 Gbit/s สอง ช่องเข้าเป็น  ช่องสัญญาณ 20 Gbit/s แบบ สองทิศทางช่องเดียว ^{[ 127 ]}

Thunderbolt 3และThunderbolt 4ใช้USB-C [ ^{128 ] [ 129 ] [ 130 ] Thunderbolt} 3  มี ช่องสัญญาณแบบสองทิศทาง 20 Gbit/s สองช่อง ซึ่งรวมกันให้ปรากฏเป็น ช่องสัญญาณแบบสองทิศทาง 40 Gbit/s ช่องสัญญาณแบบลอจิกเดียว ตัวควบคุม Thunderbolt 3 สามารถรวมตัวควบคุม USB  3.1 Gen  2 เพื่อให้เข้ากันได้กับอุปกรณ์ USB นอกจากนี้ยังสามารถให้ DisplayPort Alternate Mode และ DisplayPort ผ่าน USB4 Fabric ทำให้ฟังก์ชันของ พอร์ต Thunderbolt 3 เป็นชุดฟังก์ชันที่ครอบคลุมมากกว่าพอร์ต USB  3.1 Gen  2

DisplayPort Alternate Mode 2.0: USB4 (ต้องใช้ USB-C) กำหนดให้ฮับต้องรองรับ DisplayPort 2.0 ผ่าน USB-C Alternate Mode DisplayPort 2.0 สามารถรองรับความละเอียด 8K ที่ 60  Hz พร้อมสี HDR10 ^{[ 131 ]} DisplayPort 2.0 สามารถใช้งานได้สูงสุด 80  Gbit/s ซึ่งเป็นสองเท่าของปริมาณข้อมูลที่มีให้สำหรับ USB เนื่องจากส่งข้อมูลทั้งหมดในทิศทางเดียว (ไปยังจอภาพ) และสามารถใช้สายข้อมูลทั้งแปดเส้นพร้อมกันได้^{[ 131 ]}

หลังจากที่ข้อกำหนดได้รับการยกเว้นค่าลิขสิทธิ์และการดูแลโปรโตคอล Thunderbolt ถูกโอนจาก Intel ไปยัง USB Implementers Forum แล้ว Thunderbolt 3 ก็ได้รับการนำไปใช้ในข้อกำหนด USB4 อย่างมีประสิทธิภาพ โดยความเข้ากันได้กับ Thunderbolt 3 เป็นทางเลือก แต่ได้รับการสนับสนุนสำหรับผลิตภัณฑ์ USB4 ^{[ 132 ]}