USB (Universal Serial Bus, bus nối tiếp đa năng) là chuẩn giao tiếp kết nối dữ liệu, xuất hình và cấp nguồn được phát triển bởi USB Implementers Forum (USB-IF) với sự tham gia của các hãng công nghệ lớn như Intel, Microsoft và IBM. Ra đời từ giữa thập niên 1990, USB dần trở thành chuẩn kết nối phổ dụng nhất trên máy tính, điện thoại và hàng tỷ thiết bị điện tử trên toàn cầu.
Cập nhật: 2026-09-23
USB là một chuẩn kỹ thuật quy định cách các thiết bị điện tử trao đổi dữ liệu và năng lượng với nhau thông qua cáp và đầu nối. Trước khi USB xuất hiện, mỗi loại thiết bị ngoại vi như bàn phím, chuột, máy in lại dùng một cổng và cáp riêng như PS/2, COM hoặc LPT, gây phức tạp cho người dùng.
USB giải quyết vấn đề này bằng cách dùng chung một đầu nối cho phép kết nối nhiều loại thiết bị khác nhau, hỗ trợ khả năng cắm và chạy (plug and play), tự nhận diện thiết bị khi kết nối và cấp nguồn cho thiết bị trực tiếp qua cáp. Nhờ vậy USB trở thành chuẩn giao tiếp phổ biến nhất hiện nay, xuất hiện trên hầu hết máy tính, smartphone, máy ảnh và thiết bị gia dụng.
Một điểm quan trọng là cá nhân hay tổ chức không trả phí bản quyền khi sản xuất thiết bị USB, khác với nhiều chuẩn thương mại khác, góp phần thúc đẩy sự bùng nổ của hệ sinh thái thiết bị tương thích. Cơ quan quản lý chính là USB-IF, tổ chức công nghiệp chịu trách nhiệm xây dựng và chứng nhận các chuẩn USB.
USB được hình thành từ nhóm công tác do các hãng Intel, Microsoft, Compaq, DEC, IBM và NEC thành lập vào đầu thập niên 1990 nhằm đơn giản hóa kết nối thiết bị ngoại vi. Phiên bản USB 1.0 chính thức ra mắt năm 1996 với băng thông 1.5 Mbit/s tốc độ thấp và 12 Mbit/s tốc độ cao, nhưng phải đến USB 1.1 năm 1998 mới được áp dụng rộng rãi.
Bước ngoặt lớn là USB 2.0 ra mắt năm 2000 với băng thông lên đến 480 Mbit/s, trở thành chuẩn kết nối thống trị suốt hơn một thập niên. Năm 2008, USB 3.0 được công bố với băng thông tới 5 Gbit/s, đánh dấu bước nhảy vọt về tốc độ truyền dữ liệu cho ổ cứng di động và các thiết bị lưu trữ.
Các phiên bản tiếp theo gồm USB 3.1 (10 Gbit/s, năm 2013), USB 3.2 (công bố 2017 với tốc độ tối đa 20 Gbit/s) và USB4 (công bố 2019) dựa trên nền tảng giao thức Thunderbolt 3. USB4 Version 2.0 ra mắt năm 2022 nâng băng thông tối đa lên 80 Gbit/s. Song song với băng thông, USB còn phát triển các chuẩn cấp nguồn như USB Power Delivery giúp sạc nhanh cho laptop và smartphone.
USB hoạt động theo mô hình chủ và tớ (host và device), trong đó máy tính hoặc bộ điều khiển chủ quản lý toàn bộ quá trình truyền dữ liệu. Khi một thiết bị được cắm vào, quá trình liệt kê (enumeration) diễn ra: bộ điều khiển chủ gửi tín hiệu ra để thiết bị tự nhận diện và khai báo thông tin của mình.
Thông tin này bao gồm mã nhà sản xuất, loại thiết bị và cách thức giao tiếp mà thiết bị hỗ trợ, ví dụ như bàn phím, âm thanh hay lưu trữ. Sau khi nhận diện, hệ điều hành nạp trình điều khiển phù hợp và thiết bị ngay lập tức có thể hoạt động mà không cần cài đặt thủ công.
Dữ liệu trên USB được truyền theo gói tin qua các điểm cuối (endpoint), và thường có bốn loại truyền là control dùng cho cấu hình, interrupt dùng cho thiết bị nhập liệu, bulk dùng cho dữ liệu lớn và isochronous dùng cho dữ liệu thời gian thực như âm thanh và video. Cáp USB gồm nhiều dây dẫn phục vụ truyền dữ liệu và cấp nguồn, và nguồn điện có thể lên đến 100W theo chuẩn USB PD 3.0.
| Tên chuẩn | Năm công bố | Băng thông tối đa | Đặc điểm |
|---|---|---|---|
| USB 1.1 | 1998 | 12 Mbit/s | Chuẩn ban đầu, chuột và bàn phím |
| USB 2.0 | 2000 | 480 Mbit/s | Thống trị hơn 10 năm, đế cắm và thiết bị gia dụng |
| USB 3.0 | 2008 | 5 Gbit/s | Bước nhảy tốc độ, ổ cứng ngoài |
| USB 3.1 | 2013 | 10 Gbit/s | Thường dùng chung USB Type-C |
| USB 3.2 | 2017 | 20 Gbit/s | Hai làn truyền dữ liệu kết hợp |
| USB4 | 2019 | 40 Gbit/s | Dựa trên Thunderbolt 3 |
| USB4 v2.0 | 2022 | 80 Gbit/s | Tối đa 120 Gbit/s bất đối xứng |
Băng thông tối đa chỉ đạt được khi cả cổng, cáp và thiết bị đều hỗ trợ cùng chuẩn. Dữ liệu tốc độ cao thường cần cáp có chứng nhận phù hợp, kẻo truyền chậm hơn nhiều so với quảng cáo.
USB có nhiều loại đầu nối (connector) khác nhau như USB Type-A quen thuộc trên máy tính, USB Type-B thường thấy ở máy in, và USB Mini, Micro dùng cho thiết bị di động thế hệ cũ. Loại đầu nối hiện đại nhất là USB Type-C, ra mắt năm 2014, nhỏ gọn, có thể cắm theo hướng nào cũng được và kết nối được với cả USB 3.x và USB4.
Ngoài truyền dữ liệu, USB còn bao gồm chuẩn USB Power Delivery cho phép cấp nguồn ở công suất lớn, từ 18W cho điện thoại đến 100W hay 240W cho laptop và màn hình. Chuẩn này giúp một cổng USB-C duy nhất vừa truyền dữ liệu, vừa xuất hình DisplayPort, vừa sạc thiết bị, giảm số cổng và cáp cần thiết.
Ngoài ra còn có USB On-The-Go (OTG) cho phép hai thiết bị di động kết nối trực tiếp với nhau mà không cần máy tính làm trung gian. USB-IF còn đưa ra chứng nhận thương hiệu như Certified USB, giúp người dùng nhận diện sản phẩm đạt chất lượng.
| Tiêu chí | USB | Thunderbolt | FireWire (IEEE 1394) |
|---|---|---|---|
| Nhà phát triển | USB-IF | Intel | Apple (ban đầu) |
| Băng thông tối đa | 80 Gbit/s | 120 Gbit/s | 3.2 Gbit/s |
| Phí bản quyền | Miễn phí | Có phí chứng nhận | Có phí |
| Đầu nối | Type-A, Type-C, Micro | USB Type-C | FireWire 400/800 |
| Ứng dụng điển hình | Phổ biến mọi thiết bị | eGPU, màn hình cao cấp | Máy quay và ổ cứng chuyên nghiệp |
USB được ưa chuộng nhờ miễn phí và phổ biến, trong khi Thunderbolt vượt trội về băng thông và thường đi kèm laptop chuyên nghiệp. FireWire từng phổ biến trong giới sáng tạo nội dung giai đoạn 2000 nhưng đã bị USB và Thunderbolt thay thế.
USB đã trải qua hơn hai thập niên phát triển, từ chuẩn chỉ 12 Mbit/s đến băng thông 80 Gbit/s, trở thành nền tảng kết nối phổ quát cho hàng tỷ thiết bị. Nhờ tính mở, miễn phí và liên tục cập nhật, USB không chỉ phục vụ truyền dữ liệu mà còn đảm nhận vai trò cấp nguồn và xuất hình thông qua USB Type-C.
Khi lựa chọn cáp hay thiết bị USB, người dùng nên chú ý đến thế hệ băng thông, loại đầu nối và chứng nhận để đạt đúng hiệu năng mong muốn. USB vẫn tiếp tục được cải tiến nhằm đáp ứng nhu cầu dữ liệu ngày càng lớn của các thiết bị hiện đại trong tương lai.
Cập nhật lần cuối: 2026-09-23