Блог Элкомсофт

«…Восстановление паролей, расшифровка данных,
мобильная и облачная криминалистика… »


QuickCharge 4: два года спустя

Октябрь 5th, 2018 by Oleg Afonin
  • 30
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    30
    Shares

В декабре 2016 компанией Qualcomm была представлена обновлённая версия стандарта быстрой зарядки Quick Charge 4. В отличие от предыдущих версий Quick Charge, работавших по собственному протоколу Qualcomm, нарушая при этом стандарты, установленные для разъёмов USB Type C, в Quick Charge 4 появилась долгожданная унификация с открытым стандартном USB-PD (Power Delivery).

После анонса нового стандарта прошло почти два года. За это время на рынке появилось 10 моделей смартфонов, поддерживающих новый стандарт. За то же время было сертифицировано всего три (четыре, если считать автомобильную зарядку) модели зарядных устройств. Почему так произошло? Каковы причины такого медленного распространения нового стандарта и почему на рынке отсутствуют соответствующие зарядные устройства? Попробуем разобраться.

Если вы ещё читали нашу предыдущую статью, рекомендуем ознакомиться: Быстрая зарядка: стандарты, особенности и проблемы совместимости.

Почему на рынке нет зарядных устройств QC4+

По официальной информации Qualcomm, на рынке присутствует 10 смартфонов, поддерживающих новый стандарт зарядки. Однако из этих десяти моделей только одна (а именно – Razer Phone) поставляется в комплекте с зарядным устройством, поддерживающим стандарт QC4+. В коробках оставшихся девяти устройств можно обнаружить зарядные устройства, поддерживающие предыдущее поколение стандарта – Quick Charge 3.0. Не балуют покупателей и сторонние производители: на рынке присутствует всего три модели ЗУ, сертифицированных по стандарту QC4.0+ (и одна автомобильная зарядка). Вот исчерпывающий список:

  • Ever Win car charger (VP4plus)
  • Ever Win wall charger (TC4Plus)
  • Portway Wall Charger (PTL-27WPDQ4)
  • Razer Phone Power Adapter

Удивительно, не правда ли? Диего Онофре, инженер из группы анализа аппаратного обеспечения испанской компании BQ (две модели смартфонов с поддержкой QC4+ из десяти существующих произведены как раз BQ), комментирует ситуацию. В своём интервью изданию Xataka movil Диего ответил на вопрос, достаточно ли использовать зарядные устройства Quick Charge 3.0 для мобильных устройств с поддержкой Quick Charge 4.+ По словам Диего, зарядных устройств QC3.0 вполне достаточно для обеспечения оптимальных условий процесса зарядки. Тот факт, что смартфон поддерживает Quick Charge 4+, может означать наличие таких преимуществ, как Parallel Charge и продвинутый температурный мониторинг. Как объясняет Диего, все эти вещи реализованы на уровне контроллера, встроенного в смартфон, а не в зарядное устройство, и остаются активными независимо от того, использует ли пользователь зарядное устройство QC3.0, QC4 или QC4+.

Почему в коробку кладут зарядки Quick Charge 3.0

Так почему же всё-таки в коробки к смартфонам с поддержкой QC4+ (за исключением Razer Phone) кладут ЗУ на основе QC3.0, а не, к примеру, USB-PD? Ответ кроется в тех возможностях, которые заложены в стандарт Quick Charge 3.0 и которых нет в стандартной реализации Power Delivery.

Давайте посмотрим, как будет происходить процесс зарядки смартфона с QC4+ от двух зарядных устройств, одно из которых совместимо с Quick Charge 3.0, а второе – с USB Power Delivery.

Зарядка от блока с Quick Charge 3.0

Контроллер смартфона, сертифицированный по стандарту QC4+, позволит телефону заряжаться с максимально возможной скоростью и эффективностью от зарядных устройств, поддерживающих стандарты Quick Charge версий 3.0, 4 и 4+. Контроллер смартфона сможет запросить оптимальные параметры тока и напряжения, причём напряжение можно выбрать любое из диапазона от 3.6 до 20В (в существующих зарядках чаще используют диапазон от 5 до 12В) с шагом всего 200 милливольт.

Все дальнейшие шаги будут происходить внутри смартфона. Контроллер заряда будет автоматически отслеживать процесс зарядки и подбирать оптимальные в каждый момент времени параметры тока и напряжения. Роль зарядного устройства здесь сводится к простому поставщику электричества с теми значениями тока и напряжения, которые затребует контроллер.

Зарядка от блока с USB Power Delivery

Стандартом QC4+ декларируется совместимость с открытым форматом USB-PD (Power Delivery), который продвигается основными «китами» индустрии – такими, как Apple, Google и Microsoft. Стандарт USB Power Delivery основан на открытом протоколе, утверждённым организацией USB-IF. Появился этот стандарт на год позднее Quick Charge 2.0, а начало его массового использования совпало с выходом поколения чипсетов Qualcomm 808/810.

Протокол USB-PD позволяет использовать так называемые профили или правила заряда. Стандартные правила USB-PD позволяют устройству выбрать напряжение зарядки из ряда 5В, 9В, 12В и 15В (для старых ЗУ Apple сделано исключение: в ряд добавлен вариант на 14.5В) и током до 3А. Правила USB-PD больше напоминают профили из Quick Charge 2.0, чем вариативную зарядку с шагом в 200 мВ из версии Quick Charge 3.0. Стандартом QC4+ поддерживается ограниченный набор правил PD:

Технология Напряжение заряда Ток Мощность
Quick Charge 1.0 5 V 2 A 10 W
Quick Charge 2.0 5 V, 9 V, 12 V 3 A, 2 A, or 1.67 A 18 W (9 V * 2 A)
Quick Charge 3.0 3.6 V to 20 V, dynamic with 200 mV increments 2.6 A or 4.6 A 18 W (9 V * 2 A)
Quick Charge 4 3.6 V to 20 V, 200 mV increments via QC charger

5 V, 9 V via USB-PD

3 V to 11 V, in 20 mV steps via USB-PD 3.0 PPS (Programmable Power Supply)

2.6 A or 4.6 A via QC

3 A via USB-PD

18 W (9 V * 2 A) via QC

27 W via USB-PD

Quick Charge 4+ 3.6 V to 20 V, 200 mV increments via QC charger

5 V, 9 V via USB-PD

3 V to 11 V, in 20 mV steps via USB-PD 3.0 PPS (Programmable Power Supply)

2.6 A or 4.6 A via QC

3 A via USB-PD

18 W (9 V * 2 A) via QC

27 W via USB-PD

 

Итак, что же произойдёт, если смартфон с контроллером заряда, поддерживающим QC4+, подключить к блоку питания от ноутбука или от смартфона с поддержкой USB-PD? Телефон с поддержкой QC4+ сможет договориться с ЗУ, поддерживающим стандарт USB-PD, но при этом контроллер сможет затребовать лишь те параметры напряжения и силы тока, которые прописаны в правилах зарядного устройства USB-PD. Иными словами, если у вас есть ноутбук Dell, и блок питания ноутбука способен выдавать либо 5В/2А, либо 20В/1.5А, то смартфон «договорится» с блоком питания о зарядке с параметрами 5В/2А. Если же заряжать от блока питания, который поддерживает профили 5В/3А, 9В/3А и 12В/1.5А, то контроллер, вероятно, переключится на профиль с девятивольтовой зарядкой.

В этом кроется отличие между Quick Charge 3.0 и реализацией быстрой зарядки на основе профилей USB-PD без расширения PPD (Programmable Power Supply). Стандарт USB-PD определяет конечный список профилей, позволяя выбирать значение напряжения заряда из фиксированного списка. Контроллер сможет выбрать напряжение 5В или 9В, но не сможет плавно регулировать напряжение с шагом 200 мВ, как это реализовано в стандарте Quick Charge 3.0. Именно поэтому производители предпочитают вкладывать в коробку блок питания QC3.0: в таких ЗУ реализован минимально возможный шаг для контроля напряжения заряда.

Зарядка от блока с QC4+

Итак, мы разобрались, что происходит при подключении смартфона с QC4+ с блоку питания QC3.0 или USB-PD. В чём же тогда преимущества блоков питания, сертифицированных по стандарту QC4+, и есть ли такие преимущества вообще?

С точки зрения телефона зарядное устройство, сертифицированное по стандарту Quick Charge 4+, предложит двустороннюю коммуникацию и выбор из следующего ряда параметров зарядки: диапазон от 3 to 11 В с шагом 20 мВ. Что интересно, именно такой диапазон значений будет доступен телефону как при использовании ЗУ, сертифицированного по стандарту Qualcomm QC4+, так и блоков питания, выполненных по стандарту USB-PD 3.0 PPS (Programmable Power Supply). При этом общаться между собой телефон с QC4+ и зарядное устройство с QC4+ будут именно по цифровому протоколу USB-PD, а не по проприетарному протоколу, использующемуся в зарядках Quick Charge 3.0.

Совместимость телефонов с QC4+

Совместимость смартфонов, в которых реализована поддержка Quick Charge 4+, превосходит самые смелые ожидания. Для быстрой зарядки такого смартфона вы сможете использовать как зарядные устройства с поддержкой Qualcomm Quick Charge 3.0, 4.0 и 4+, так и блоки питания, совместимые со стандартом USB-PD (например, БП от смартфонов Google Pixel, Microsoft Lumia 950/950 XL, Essential Phone, а также блоки питания от большинства ноутбуков с зарядкой от USB-C). Можно использовать и более старые зарядки с поддержкой QC2.0.

При этом оптимальные параметры процесса зарядки (минимальная температура и максимальная эффективность) получаются с использованием устройств с QC3.0, QC4+ и USB-PD 3.0 PPS.

Достоинства QC4+ — совместимость с открытым стандартом USB-IF, отличная совместимость в обе стороны и работа со стандартными аксессуарами (в частности – кабелями).

Обратная совместимость зарядных устройств с QC4+

Зарядные устройства, получившие сертификат совместимости с Quick Charge 4+, способны осуществлять быструю зарядку телефонов, поддерживающих QC2.0, QC3.0, QC4.0, QC4+, а также устройств с поддержкой USB-PD любых версий. Более того, посредством ЗУ с поддержкой QC4+ вы сможете быстро заряжать даже такие устройства, как iPhone X/Xs/Xs Plus – смотрите отчёт Gtrusted How Long the iPhone X Needs to Fully Charge with the Razer 24W Charger. И даже сверх того: от блока питания с QC4+ хоть и небыстро, но будут заряжаться многие компактные ноутбуки.

Вопрос сертификации

Почему же всё-таки на рынке так мало зарядных устройств с поддержкой QC4+? Вероятно, одна из проблем в том, что по правилам USB-IF производителю невозможно будет сертифицировать зарядное устройство, которая позволяет использовать порт USB-C для любых методов зарядки помимо тех, что описаны в спецификации USB-PD. Дело здесь в том, что технология Qualcomm Quick Charge 3.0 (предыдущая версия стандарта) использует напряжение на контактах D+ и D- для того, чтобы договориться о параметрах заряда (более подробно здесь и здесь), что не разрешается по стандарту USB.

При этом зарядные устройства QC4+ должны обеспечивать обратную совместимость с телефонами, работающими на старых версиях Quick Charge 2.0 и 3.0 – то есть, старый протокол в ЗУ QC4+ по-прежнему присутствует. Как следствие, зарядные устройства QC4+ не могут получить сертификат USB-IF.

С другой стороны, производители, блоки питания которых поддерживают протокол USB-PD 3.0 PPS, предпочитают сертифицировать свои устройства в USB-IF. Такие блоки питания будут совместимы с техникой, работающей по протоколу PD и обеспечат быструю зарядку телефонам с поддержкой QC4+, однако быстрой зарядки с телефонами QC2.0 и QC3.0 с такими блоками питания не будет.

Наконец, есть множество производителей, которые сертифицируют свои блоки питания согласно стандарту QC3.0, поддерживая при этом и стандарт USB-PD разных версий. Такие блоки питания выполнены с нарушением стандартов, и их корректная работоспособность не гарантируется. Так, очень хороший блок питания Xiaomi 45W (USB-C) производства ZMI не выдержал проверки временем: если iPad Pro 12.9 (2015) способен заряжаться от этого блока питания с максимальной скоростью, то более современные iPad Pro (2017) от него заряжаться отказываются. Не совместим с данным блоком и смартфон Moto Z2 Force, поддерживающий как технологии USB-PD, так и QC3.0 (блоком питания поддерживаются обе, но заряд – не идёт). В то же время блоки питания на 30Вт производства BlitzWolf и Ugreen продолжают заряжать современные модели iPad Pro и не имеют проблем с телефоном Moto Z2 Force.

Поддерживает ли ваш смартфон зарядные устройства QC4+?

Несмотря на выход открытого (и бесплатного!) стандарта USB Power Delivery и наличие огромного количества зарядных устройств с поддержкой Qualcomm Quick Charge разных версий, далеко не все производители следуют одному из сложившихся стандартов. Будет ли ваш смартфон заряжаться от зарядного устройства, сертифицированного по стандарту QC4+? Рассмотрим подробно. Рекомендуем также ознакомиться с интерактивной таблицей USB Fast Charging Speed, в которой исследуется скорость зарядки разных устройств с использованием собственных и сторонних кабелей и ЗУ.

Apple. Начиная с прошлогоднего поколения (iPhone 8, 8 Plus, iPhone X) смартфоны и планшеты Apple iPad Pro (2017) поддерживают быструю зарядку по протоколу USB Power Delivery. iPhone поддерживает ряд значений напряжения 5, 9 и 14.5В, а iPad Pro (2017) – 5 или 14.5В. К сожалению, фирменный разъём Lightning требует использования оригинального кабеля USB-C > Lightning, стоимость которого превышает стоимость многих блоков питания. Кроме того, устройства Apple весьма капризны в отношении блоков питания, часто отказываясь заряжаться от, казалось бы, совместимых сторонних ЗУ. От блоков питания QC4+ устройства Apple заряжаются с максимальной скоростью, что и было протестировано в лаборатории GTrusted.

Samsung. Флагманские модели смартфонов Samsung поддерживают устаревший метод быстрой зарядки Qualcomm Quick Charge 2.0. На американский рынок поставляются модели с процессорами Qualcomm, а на остальных рынках смартфоны Samsung доступны на собственной линейке процессоров Exynos. Тем не менее, даже эти модели поддерживают хоть и старую версию, но распространённого стандарта быстрой зарядки. Последние модели Samsung (Galaxy S8, S9) могут корректно заряжаться от зарядных устройств с поддержкой USB Power Delivery, используя базовый профиль 5В/3А. Все флагманские модели Samsung будут корректно, хоть и не очень быстро, заряжаться от блоков питания с поддержкой QC4+.

Huawei. Компания Huawei разработала собственную систему быстрой зарядки SuperCharge, не совместимую не только с другими стандартами, но и выполненную с нарушениями стандарта USB-C. В результате для работы быстрой зарядки во флагманах Huawei вам потребуется не только оригинальное ЗУ, но и проприетарный кабель. От блоков питания QC4+ смартфоны Huawei будут заряжаться довольно медленно; быстрой зарядки не будет.

Oppo и OnePlus. Смартфоны компании Oppo и её отделения OnePlus также используют собственную систему быстрой зарядки под коммерческими названиями VOOC или Dash Charge. Система выполнена с грубыми нарушениями стандарта USB-C, что не позволяет смартфонам Oppo и OnePlus осуществлять быструю зарядку от любых стандартных ЗУ или кабелей, а использование фирменного кабеля USB-C из комплекта OnePlus может повредить стороннее зарядное устройство, если вы попытаетесь зарядить им другой смартфон. Если вы хотите заряжать ваш смартфон максимально быстро, вам потребуется фирменное ЗУ и фирменный кабель. Максимальная скорость зарядки от любых сторонних блоков питания и стандартных кабелей USB-C, включая блоки QC4+, не превышает 5В/1.5А.

Google, Essential Phone. Смартфоны линейки Google Pixel, а также смартфон Essential Phone, поддерживают USB Power Delivery и способны корректно заряжаться от соответствующих зарядных устройств, в том числе от блоков питания с поддержкой QC4+.

Microsoft. Смартфоны Lumia 950/950 XL поддерживают спецификацию зарядки USB-C 1.2 с параметрами 5В/3А. Данная спецификация является подмножеством USB PD, поэтому смартфоны Lumia 950/950 XL будут корректно заряжаться от ЗУ QC4+.

Xiaomi. Флагманские смартфоны Xiaomi поддерживают быструю зарядку методом Qualcomm Quick Charge 3.0 или 4+. В то же время даже в предыдущем поколении устройств (Xiaomi Mi 6) в дополнение к Quick Charge 3.0 была встроена поддержка USB Power Delivery, что позволяет смартфонам Xiaomi успешно заряжаться практически от любых блоков питания как с поддержкой Qualcomm Quick Charge любых версий, так и USB Power Delivery. Результат тестирования GTrusted.

Motorola. Флагманские смартфоны Motorola, а также современные смартфоны средней ценовой категории (к примеру, линейка Moto G6) поддерживают быструю зарядку методом TurboPower, который в зависимости от поколения устройств использовал протоколы USB-PD или Qualcomm Quick Charge 3.0. Таким образом, многие смартфоны Motorola способны заряжаться с максимальной скоростью от блоков питания QC4+, в которых реализованы оба стандарта.

Meizu. Несмотря на то, что во флагманских смартфонах Meizu используется метод быстрой зарядки собственной разработки mCharge (ток до 5А), компания сумела выполнить его без нарушений стандарта USB-C. Да, быстрая зарядка будет работать только с блоком питания собственного производства, но кабель USB-C можно использовать и сторонний – при условии, что он поддерживает ток до 5А и промаркирован соответствующим образом посредством стандартного чипа E-Mark IC (с помощью таких чипов производитель может закодировать параметры кабеля, указав, к примеру, максимальное значение тока заряда). Более того, в своей последней версии стандарт mCharge 4.0 основан на протоколе USB-PD, и успешно поддерживает быструю зарядку от соответствующих блоков питания – что и протестировали в лаборатории GTrusted.

LG. Начиная с LG G5, свежие поколения флагманских смартфонов LG поддерживают как Qualcomm Quick Charge0, так и USB Power Delivery (тест). Смартфоны LG смогут заряжаться с максимальной скоростью от блоков питания, поддерживающих любую из этих технологий – в том числе и QC4+.

HTC. Начиная с HTC 10, флагманские смартфоны компании поддерживают как стандарт Qualcomm Quick Charge 3.0, так и USB PD. Соответственно, от ЗУ QC4+ флагманы от HTC будут заряжаться с максимальной скоростью.

Sony. Флагманские смартфоны Sony Xperia предыдущих поколений использовали технологию Qualcomm Quick Charge, но начиная с Xperia XZ1 добавили совместимость со стандартом USB Power Delivery. Последняя модель компании, Sony XZ3, поддерживает исключительно USB-PD. Блок питания QC4+ будет поддерживать быструю зарядку всех флагманов Xperia.

LeEco. Вы ещё помните компанию LeEco, наделавшую много шума с очень дешёвыми флагманами LeMax 2 и LePro 3? Если у вас – один из этих смартфонов, то можете быть уверены, что заряжаться с максимальной скоростью они способны как от блоков с поддержкой QC3.0, так и от ЗУ USB-PD.

Заключение

Quick Charge 4+ — шаг в правильном направлении. Поддержка открытого стандарта USB Power Delivery, унификация зарядных устройств и кабелей – основные достоинства технологии. Смартфоны с поддержкой QC4+ смогут заряжаться с максимальной скоростью от блоков питания, поддерживающих две самых распространённых на рынке технологии быстрой зарядки – Qualcomm Quick Charge и USB Power Delivery. С развитием технологий всё больше ноутбуков комплектуются блоками питания с разъёмом USB Type C, и смартфоны с поддержкой QC4+ можно с максимальной скоростью заряжать и от таких блоков питания. Работает унификация и в обратную сторону: блок питания QC4+ сможет с максимальной скоростью зарядить как iPhone, так и телефон с поддержкой хотя бы одной из двух технологий Qualcomm Quick Charge или USB-PD.

За бортом остались такие производители, как Huawei (собственный формат быстрой зарядки, нарушающий стандарты USB-IF) и Oppo/OnePlus (собственный формат, нарушение стандартов, проприетарные кабели и ЗУ).


  • 30
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
    30
    Shares

Tags: , ,

Подписаться на рассылку о новостях и новинках компании ElcomSoft

Комментирование статьи отключено