Trước khi cổng USB "phủ sóng" mọi ngóc ngách của thế giới công nghệ như ngày nay, máy tính cá nhân từng là một thế giới hoàn toàn khác, lộn xộn và phức tạp đến khó tin. Bạn có hình dung được không, chỉ để kết nối một cái chuột, một cái bàn phím, hay một cái máy in, chúng ta phải đối mặt với hàng tá loại cổng khác nhau, mỗi cái một chức năng, một kích thước, và một bộ quy tắc riêng? Thật sự, đó là một kỷ nguyên mà sự đơn giản là một điều xa xỉ.

Kỷ nguyên trước USB: Một "rừng" cổng kết nối đủ hình đủ dạng

Trở về những năm 90 của thế kỷ trước, bàn làm việc của bất kỳ ai sở hữu một chiếc máy tính cũng sẽ tràn ngập những sợi cáp và đủ loại đầu cắm. Thật tình cờ, mỗi thiết bị ngoại vi lại đòi hỏi một chuẩn kết nối riêng. Từ bàn phím, chuột, modem, máy in, cho đến tay cầm chơi game, tất cả đều có một "lối đi riêng" để giao tiếp với CPU. Điều này không chỉ gây ra sự rối rắm không đáng có cho người dùng mà còn là một gánh nặng lớn cho các nhà sản xuất. Hãy cùng nhìn lại những "tiền bối" từng ngự trị trên mặt sau thùng máy của chúng ta.

Giải mã các "tiền bối" của USB: Mỗi cổng một nhiệm vụ

• Cổng PS/2: Chắc hẳn ai từng dùng máy tính để bàn đời cũ đều quen thuộc với cặp cổng tròn nhỏ xíu này, thường được tô màu tím (cho bàn phím) và xanh lá cây (cho chuột). Dù chỉ dùng cho hai thiết bị cơ bản nhất, bạn cũng không thể nào cắm nhầm đâu nhé, vì mỗi cái chỉ dùng đúng một loại cổng. Tốc độ của chúng thì thuộc dạng "rùa bò", khoảng 10-16 Kbit/s, đủ dùng nhưng chẳng có gì đáng để khoe khoang.
• Cổng Serial (RS-232): À, đây rồi, "ông tổ" của sự phức tạp! Dạng D-sub với 9 hoặc 25 chân, cổng Serial chủ yếu được dùng cho chuột, modem dial-up, và một số thiết bị công nghiệp hay máy in đời đầu. Tốc độ truyền dữ liệu của nó thì khá là... chán, chỉ khoảng 115 Kbit/s. Điều "ám ảnh" nhất chính là việc cấu hình. Người dùng thường phải loay hoay với các công tắc DIP (DIP switch) nhỏ xíu trên thiết bị hoặc thiết lập thủ công qua phần mềm để chúng có thể "nói chuyện" với nhau. Ai đã từng phải vật lộn với nó mới hiểu được nỗi khổ!
• Cổng Parallel (LPT): Nổi tiếng nhất với vai trò cổng máy in, đặc biệt là máy in kim ngày xưa. Cổng này cũng có dạng D-sub nhưng với 25 chân và thường có kích thước khá lớn. Đúng như tên gọi, nó truyền nhiều bit dữ liệu cùng lúc, nhưng không có nghĩa là nhanh hơn nhiều đâu, chỉ khoảng 150 Kbit/s. Dây cáp của nó thì đúng là một "con trăn khổng lồ", cồng kềnh và chiếm nhiều diện tích.
• Cổng SCSI (Small Computer System Interface): Đây là một chuẩn "cao cấp" hơn một chút, thường thấy trên các hệ thống máy chủ, máy trạm hoặc các thiết bị lưu trữ tốc độ cao như ổ cứng ngoài, ổ đĩa CD-ROM và máy quét chuyên nghiệp. SCSI có thể hỗ trợ nhiều thiết bị trên một bus, với tốc độ từ 5 đến 80 Mbit/s. Tuy nhiên, nó lại đi kèm với dây cáp phức tạp hơn, yêu cầu cấu hình thủ công (chẳng hạn như gán ID cho từng thiết bị) và giá thành thì đắt đỏ.
• Game Port: Cổng 15 chân này thường nằm trên các card âm thanh đời cũ hoặc tích hợp sẵn trên bo mạch chủ. Đúng như tên gọi, nó sinh ra là để dành cho tay cầm chơi game. Cắm một cái joystick vào cổng này rồi chiến game, đó là cả một bầu trời ký ức của nhiều người!
• Các chuẩn độc quyền: Đừng quên một số hãng còn tự phát triển cổng riêng của mình, ví dụ như Apple Desktop Bus (ADB) của Apple, hay các bus nối tiếp đặc biệt trên máy tính Atari, Commodore. Sự đa dạng này, nói thẳng ra, là một sự hỗn loạn.

Những "nỗi đau" mà chuẩn cũ mang lại: Ký ức về một thời phiền phức

Đa dạng không phải lúc nào cũng tốt, đặc biệt là trong trường hợp này. Các chuẩn kết nối trước USB đã tạo ra vô vàn rắc rối cho người dùng:

• Không hỗ trợ Hot Swap: Đây là một trong những điểm yếu chí tử. Muốn cắm hay rút một thiết bị, bạn thường phải tắt máy tính đi. Quên tắt máy ư? Rất có thể sẽ làm hỏng thiết bị hoặc tệ hơn là cả bo mạch chủ. Ai đó đã từng vô tình giật tung sợi dây chuột khi máy đang chạy và... tiêu đời con chuột, tôi chắc là họ không bao giờ muốn trải nghiệm lại.
• Tốc độ truyền dữ liệu thấp: Với nhu cầu ngày càng cao của các thiết bị ngoại vi, từ ổ đĩa cứng đến máy ảnh kỹ thuật số, tốc độ vài trăm Kbit/s của cổng Serial hay Parallel thực sự là một trở ngại lớn. Chuyển một file ảnh dung lượng vài MB thôi cũng đủ khiến bạn phải đợi dài cổ.
• Cấu hình phức tạp: Như mình đã nói ở trên, việc cấu hình thiết bị qua các địa chỉ IRQ (Interrupt Request), DMA (Direct Memory Access) hay DIP switch là một cơn ác mộng. Bạn cần có kiến thức kỹ thuật nhất định mới có thể làm được, và đôi khi, dù đã làm đúng, chúng vẫn không chịu nhận nhau.
• Kích thước lớn và dây cáp cồng kềnh: Hãy thử tưởng tượng mặt sau của một chiếc PC với hàng chục sợi cáp dày cộp, đủ mọi kích thước và màu sắc, nối vào đủ loại cổng. Việc sắp xếp và quản lý chúng là một thử thách thực sự, chưa kể việc tìm đúng dây để cắm vào đúng cổng đã là cả một nghệ thuật rồi.
• Tính tương thích kém: Mỗi thiết bị một chuẩn, mỗi hãng một kiểu. Chẳng may mất sợi cáp, bạn sẽ phải lùng sục khắp nơi để tìm một sợi thay thế, chứ không thể dùng chung với cáp của thiết bị khác được.

USB ra đời: Lời giải cho bài toán khó

Trong bối cảnh "vô chính phủ" đó, một liên minh hùng mạnh gồm Intel, IBM, Microsoft, Compaq... đã hợp sức lại. Mục tiêu của họ rất rõ ràng: tạo ra một chuẩn kết nối chung, đơn giản, nhanh chóng và dễ sử dụng. Và thế là, Universal Serial Bus (USB) ra đời vào năm 1995.

Phiên bản đầu tiên, USB 1.0, được giới thiệu năm 1996 với tốc độ 1.5 Mbit/s (Low Speed) và 12 Mbit/s (Full Speed). Phải đến USB 1.1 ra mắt năm 1998, chuẩn này mới thực sự được ứng dụng rộng rãi và bắt đầu thay thế các cổng cũ.

USB đã thay đổi cuộc chơi như thế nào?

Sự xuất hiện của USB không chỉ là một nâng cấp về công nghệ, mà là một cuộc cách mạng thực sự, thay đổi hoàn toàn cách chúng ta tương tác với máy tính:

• Hỗ trợ Hot Swap: Đây có lẽ là tính năng được yêu thích nhất. Bạn có thể cắm hoặc rút thiết bị bất cứ lúc nào mà không cần tắt máy. Sự tiện lợi này là một bước nhảy vọt so với thời trước.
• Truyền dữ liệu và cấp nguồn cùng lúc: Một sợi cáp duy nhất vừa đảm nhiệm việc truyền dữ liệu, vừa cung cấp điện năng cho thiết bị. Hãy nhìn mà xem, từ điện thoại, ổ cứng di động, đến loa mini, tất cả đều có thể sạc và kết nối chỉ bằng một dây USB.
• Tốc độ cao vượt trội: USB liên tục được cải tiến về tốc độ. Từ 12 Mbit/s của USB 1.1, lên 480 Mbit/s của USB 2.0 (năm 2000), rồi đến 5 Gbit/s của USB 3.0 (năm 2008), và giờ là 40 Gbit/s với USB4 (năm 2019). Tốc độ này cho phép chúng ta làm được những việc mà trước đây chỉ là mơ ước, như truyền tải video 4K hay sao chép hàng trăm GB dữ liệu chỉ trong vài phút.
• Chuẩn hóa đầu nối: Điều này đã loại bỏ hoàn toàn "rừng" cổng kết nối hỗn độn. Hầu hết các thiết bị ngoại vi đều dùng cổng USB, giúp người dùng không còn phải băn khoăn về việc "cắm cáp nào vào đâu" nữa. Bạn thấy đấy, chỉ một loại cáp, nhưng dùng cho đủ thứ.
• Tương thích ngược: Các phiên bản USB mới luôn được thiết kế để tương thích với các thiết bị USB cũ. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị bạn mua cách đây vài năm vẫn có thể hoạt động tốt với máy tính mới nhất.
• Đơn giản hóa cấu hình (Plug-and-Play): Cắm vào là chạy! Không cần thiết lập thủ công, không cần lo lắng về IRQ hay DMA. Hệ điều hành sẽ tự động nhận diện và cài đặt driver cần thiết. Đây chính là "điểm sáng" giúp mọi người, từ những người dùng chuyên nghiệp đến người mới bắt đầu, đều có thể dễ dàng sử dụng máy tính.

Tóm lại, sự ra đời của USB không chỉ là một thành tựu kỹ thuật, mà còn là một minh chứng cho thấy sự tiêu chuẩn hóa và đơn giản hóa có thể thay đổi cả một ngành công nghiệp. Từ một thế giới đầy dây nhợ và cấu hình phức tạp, chúng ta đã tiến đến một kỷ nguyên mà việc kết nối các thiết bị trở nên dễ dàng và trực quan hơn bao giờ hết. Và tôi tin rằng, những ai đã trải qua thời "tiền USB" sẽ luôn biết ơn phát minh vĩ đại này.