Содержание статьи
Началось все с того, что с очередным обновлением iOS от сторонних блоков с выходом USB-C и поддержкой Power Delivery перестал заряжаться iPad Pro 10.5. Раньше работало, потом — перестало; так бывает. После появления iOS 11.2 планшет вновь обрел возможность заряжаться от сторонних блоков с выходом USB-C, но работает процесс через раз, а скорость заряда оставляет желать лучшего.
Простейшая ситуация, которую можно исправить заменой блока питания? Не вышло: ни один из сторонних адаптеров, выполненных по стандарту USB Power Delivery, не смог быстро, а главное стабильно, а не через раз, справиться со своей задачей. Неужели все сторонние производители, включая небезызвестную Delta (между прочим, некоторые модели зарядок для Apple выпускает именно она, а блоки питания собственной разработки продает под торговой маркой Innergie), так грубо нарушают стандарт USB Power Delivery?
Все оказалось сложнее.
Немного предыстории. В предыдущем материале на тему зарядных устройств мы приводили ссылку на инженера Google Бенсона Люня, который на добровольных началах взялся за тестирование кабелей и зарядных устройств стандарта USB-C. Все закончилось тем, что очередной кабель сжег хромбук Бенсона. На смену Бенсону Люню пришел другой инженер из Google — Nathan K., который с энтузиазмом принялся за тестирование. Его страница в Google Plus.
Натан тестирует зарядки и провода USB-C. Забегая вперед, скажу, что Натан тоже сжег свой компьютер — как и Бенсон в свое время Pixelbook. Из нескольких десятков протестированных устройств соответствующими стандартам оказались буквально два или три, включая одну довольно старую зарядку Innergie (Delta).
Итоги исследования Натана: плохо — буквально всё. Все существующие зарядки (кроме Google), всё, что сделала Apple (ассоциация USB-IF будет запрещать ЗУ Apple начиная с 1 января 2018 года), всевозможные Aukey... Вот Qualcomm, как ни странно, со своим Quick Charge 4.0 угадала: их пока не запрещают (скорее всего, потому, что их просто нет на рынке). Зато все без исключения ЗУ с выходом USB-C и с поддержкой предыдущей версии Quick Charge 3.0 — официальные нарушители.
Apple has until Jan 1 2018 to stop supporting their previously allowed by 4.8.2 charging methods in their Macs and i-Devices, and until Jan 1 2019 to stop supporting it for their new chargers. As for QC 2 and 3, those were never allowed to begin with on a Type-C connector if they changed voltage to beyond default usb levels.
В этот момент у меня начало закрадываться подозрение, что это не производители такие, а стандарт такой. За все время существования Qualcomm Quick Charge 2.0 и 3.0 я ни разу не слышал о случаях систематической несовместимости зарядных и заряжаемых устройств. Чтобы зарядка QC 3.0 не работала со смартфоном QC 2.0 или 3.0? Не было такого, разве что возможен брак в отдельном устройстве. Другое дело, что Quick Charge довольно плохо масштабируется на компьютеры и ноутбуки...
А что же Apple, участник консорциума USB-IF и один из родоначальников как стандарта USB-C, так и протокола Power Delivery? Почему iPad Pro 10.5 не заряжается от сторонних зарядных устройств с выходом USB-C, хотя, по идее, должен?
Ответ здесь сложнее, чем кажется. Посмотрим внимательно на блок питания на 29 Вт, который нам предлагает сама компания Apple.
Xakep #226. 64 подарка для хакера
Этот блок — безумие сразу с нескольких точек зрения. Положительные стороны этого блока питания — исключительный подход к безопасности. Этот блок ни при каких обстоятельствах не загорится и не повредит устройство, к которому его подключают. Туда встроено столько разнообразных защитных механизмов, что они занимают большую часть объема зарядки. КПД и эффективность — запредельные; этот БП практически не греется даже при отдаче полной паспортной мощности. Я тестировал два зарядных устройства — клона ЗУ от Apple (одно совсем безымянное, второе под маркой Auckly — не путать с Aukey, 45-ваттный блок которой также тестировался и также не заработал); сильный нагрев и высокочастотный писк — лишь самое начало проблем.
Эти блоки питания не заряжают iPad Pro (ток 0,5 А при напряжении 5 В).
 |
 |
А этот — заряжает (профиль USB PD, но: сильный нагрев, высокочастотный писк, внутри что-то перекатывается).
В ЗУ от Apple установлен «умный» контроллер, который может не только получать данные от подключенного устройства, но и обновить собственную прошивку, а в теории еще и пошпионить за пользователем. Единственное подобное решение — штатное ЗУ от последнего Google Pixelbook 2017. И последнее. В Apple используют расширение спецификации Power Delivery — «кастомные протоколы»: USB PD не определяет профиль на 14,5 В (есть только 15 В), а именно по этому профилю должны заряжаться iPad Pro 10.5, 12.9 и 12.9 (2017).
Если бы Apple выпустила блок питания такого качества, но соответствующий стандарту USB Power Delivery, за него не жалко было бы любых денег, а конкурентам осталось бы тихо уйти с рынка. К сожалению, 29-ваттный блок питания Apple определяет лишь следующие профили: 14,5 В / 2 А (расширение USB-PD) и 5,2 В / 2,4 А (с какой стороны это относится к стандарту — загадка).
Проблема не только в стареньком БП на 29 Вт, который был «grandfathered» консорциумом USB-IF в знак уважения к одному из родоначальников стандарта PD. Проблема в том, что у Apple (см. выше про «одного из родоначальников») нет ни одного (!) зарядного устройства, которое соответствовало бы стандарту USB Power Delivery, — и это при том, что работают все ЗУ от Apple (с выходом USB-C) исключительно в соответствии с буквой стандарта! Да-да, даже устройство 29 Вт, в котором нет ни одного стандартного профиля USB Power Delivery, выполнено в буквальном соответствии стандарту! Как это возможно? В Apple решили использовать собственное расширение стандарта — дополнительный профиль Power Delivery, который четко определяется согласно расширению стандарта PD custom charging. Получилось совершенно изумительно: зарядное устройство, полностью соответствующее (существовавшему в момент выхода) стандарту — но толком не совместимое ни с одним устройством, кроме собственно Apple.
Что это означает на практике? Зарядкой Apple на 61 Вт или 87 Вт ты сможешь заряжать iPad Pro 10.5, но заряжаться он будет МЕДЛЕННО! А вот от зарядки на 29 Вт — быстро. Почему? Потому что в тех, что на 61 Вт и 87 Вт, отсутствует нужный профиль PD (14,5 В / 2 А), а в той, что на 29 Вт, — присутствует. Это не было криминалом, когда стандарт PD только выходил, но на сегодняшний день представляет собой нарушение последней ревизии стандарта (по стандарту PD, все зарядки с большей мощностью должны обладать всеми профилями зарядок с меньшей мощностью — на практике это не соблюдается).
Как это работает? Возьмем зарядное устройство Apple с выходной мощностью 61 Вт. Устройство поддерживает следующие профили: 20,3 В — 3 A (USB PD), 9 В — 3 A (USB PD), 5,2 В — 2,4 A. В USB PD в качестве стандартных профилей прописаны 5 В / 3 А, 9 В / 3 А, 15 В / 3 А, 20 В / 3 А. Замечаешь несоответствие? Требование стандарта проистекает из простой логики: если пользователь покупает более мощное зарядное устройство, то он сможет с его помощью заряжать ВСЕ устройства, которые требуют меньшей мощности, — и не задумываться о том, какое напряжение и сила тока для этого нужны. Логично?
Нет! У Apple другая логика: все должно быть просто и понятно и работать «одним кликом». По «однокликовой» логике Apple, имеется следующая матрица того, как именно и с какой скоростью будет заряжаться iPad Pro 10.5 и iPad Pro 12.9 (2017) от разных ЗУ:
- комплектная зарядка (выход USB-A): 12 Вт (5 В / 2,4 A);
- сторонние блоки питания USB-C PD: 18 Вт (9 В / 2 А), но срабатывает через раз из-за того, что Apple использует ряд нестандартных решений (там некоторый бардак в электрической части, связанный с обратной совместимостью);
- блок Apple 29W: 29 Вт (по профилю 14,5 В / 2 А);
- блоки Apple 61W, 87W: 18 Вт (по профилю 9 В / 2 А, так как профиля на 14,5 или 15 В в них просто нет).
Таким образом, для любого пользователя последних моделей iPad Pro должно быть совершенно очевидно, что 29 Вт — это 29 Вт, а 61 или 87 — это 18.
Вишенка на торте: на сайте самой Apple в качестве ЗУ, поддерживающих быструю зарядку для iPad Pro 10.5, перечислены все три — на 29, 61 и 87 Вт.
На то, чтобы получить эту информацию, я убил три вечера чтения исключительно технических форумов. Наверное, моя логика работает как-то не так.
И снова о проприетарных стандартах
Так что же получается, открытый стандарт USB Power Delivery — зло, раз уж никто, даже почетные члены консорциума, не в состоянии выпустить полностью совместимые устройства?
Ничуть. Проблема здесь именно в проприетарных стандартах. Устройства под управлением iOS используют закрытый разъем Lightning. Каким образом сделана коммутация этого (старого уже по современным меркам) разъема с современным стандартом USB-C? По сути, в фирменный шнур USB-C — Lightning встроен переходник с USB-C на USB-A, после чего, что называется, «задача решена». Но ведь хочется заряжаться быстрее, причем по стандарту USB PD, который не должен работать поверх USB-A! Как обычно, в Apple пошли своим путем и в кабель USB-C — Lightning встроили абсолютно проприетарный контроллер, который и договаривается с зарядным устройством. При этом контроллер ограничивает максимальный передаваемый по кабелю ток значением 2 А.
Дальше — больше. Сказать, что iPad Pro 10.5 совсем не поддерживает зарядные устройства USB PD, нельзя: договариваются о напряжении и токе заряда устройства именно по этому протоколу. Но... в спецификации USB PD отсутствует профиль с напряжением 14,5 В! Соответственно, в зарядных устройствах не Apple его просто нет (точнее, не должно быть)!
Дальше мы вступаем на тонкий лед спекуляций, собирая по крупицам информацию, которой делились пользователи. Создается впечатление, что до iOS 11.0.2 включительно в Apple закрывали глаза на не совсем соответствующее напряжение заряда и соглашались заряжаться от стандартного для USB PD профиля 15 В / 2 A (фактически потребляя 14,8 В / 1,95 A согласно отчетам исследователей). Потом эту возможность отключили, оставив PD только с фирменной зарядкой Apple, причем только и исключительно ЗУ Apple на 29 Вт.
И наконец, похоже, что в iOS 11.2 включили обратно профиль PD на 9 В: теперь устройство соглашается заряжаться по протоколу USB PD по профилю с напряжением 9 В (но с ограничением силы тока 2 А). Таким образом, сторонние ЗУ, выполненные в полном соответствии спецификации USB Power Delivery, способны заряжать новые iPad Pro с максимальной мощностью 18 Вт, а ЗУ Apple 29 Вт — на полной мощности по профилю 14,5 В / 2 А.
Китай против проприетарных стандартов
На самом деле тот ужас, который творит Apple, — это цветочки. Apple хотя бы придерживается буквы стандартного протокола. То, что выпускают китайские производители, вообще за пределами добра и зла. Так, на контактах D+/D- китайских ЗУ может быть напряжение (чтобы общаться по протоколам «старого» Apple и Quick Charge); из-за этого, в частности, при попытке заряжать такими блоками питания планшет iPad Pro 10.5 устройство посчитает, что оно подключено не к ЗУ, а к компьютеру, и заряжаться будет током 0,5 А — то есть вообще практически не будет заряжаться, с его-то аккумулятором.
А знаешь ли ты?..
А известно ли тебе, что устройства Apple точно идентифицируют подключенное зарядное устройство? Что iPad, что Macbook различают фирменные зарядки Apple; зарядки, которые подделываются под фирменные ЗУ Apple; сторонние ЗУ, соответствующие протоколу PD, и сторонние ЗУ, выполненные с нарушениями протокола. Соответственно, в каждом конкретном случае устройство может выбрать, по какому профилю оно будет заряжаться.
Выводы
Какие выводы можно сделать из ситуации с зарядными устройствами? Вывод о том, что Apple развела на ровном месте жуткий бардак, я оставлю в стороне.
С iPhone 8, 8 Plus и X идут классические адаптеры на 1 А класса «выбросить вместе с коробкой», которые способны заряжать устройства мощностью 5 Вт. С iPad и iPad Pro уже лучше — там поставляется блок питания 12 Вт, но исключительно потому, что от стандартного блока на 5 Вт устройство не станет заряжаться совсем. Заряжают эти блоки питания с параметрами 5 В / 2,4 А.
Блок питания на 29 Вт идет в комплекте с Macbook (12"), но можно купить и отдельно (и за немаленькие деньги). Еще потребуется кабель USB-C — Lightning, который тоже стоит удивительных денег.
Вывод о том, что Apple — исключительно жадная компания, положившая неадекватные блоки питания в комплект с iPad Pro 10.5, 12.9, а также iPhone 8, 8 Plus и X, я тоже делать не буду: желание компании заработать на каждой мелочи давно известно.
Правильный вывод: для зарядки iPad Pro 10.5 и 12.9 (2017), а также последнего поколения iPhone нужно покупать БП Apple на 29 Вт. А вот iPad 12.9 первого поколения (2015 года) прекрасно заряжается от сторонних зарядок, включая зарядку от Xiaomi по профилю 15 В / 2 А!
