Một cổng USB chịu được bao nhiêu thiết bị trước khi 'quá tải'

Kể từ khi ra mắt năm 1996, cổng USB (Universal Serial Bus) đã thay đổi hoàn toàn cách chúng ta kết nối thiết bị với máy tính.

Trước đó, người dùng phải vật lộn với hàng loạt loại cổng khác nhau, từ PS/2, serial, đến parallel, khiến việc gắn thêm thiết bị ngoại vi trở nên rắc rối. USB ra đời như một "chuẩn chung" giúp mọi thao tác cắm/rút trở nên đơn giản và linh hoạt hơn bao giờ hết.

Ngày nay, USB xuất hiện khắp nơi: trên laptop, PC, màn hình, thậm chí cả TV và ô tô. Các cổng này cũng có nhiều màu sắc khác nhau, biểu thị tốc độ và chuẩn kết nối, từ USB 2.0 thông thường đến USB 3.2 hay USB-C tốc độ cao. Tuy nhiên, khi hầu hết mọi thiết bị đều dùng USB, nhiều người bắt đầu thắc mắc: Liệu một cổng USB có thể chịu được bao nhiêu thiết bị cùng lúc?

Giới hạn thật sự của cổng USB

Trước hết, mỗi cổng USB vật lý chỉ có thể kết nối trực tiếp thiết bị duy nhất. Muốn mở rộng, người dùng cần đến hub USB, tức bộ chia cổng, để cắm nhiều thiết bị hơn trên cùng một cổng gốc. Đây là giải pháp phổ biến khi laptop hoặc PC có ít cổng kết nối.

Về lý thuyết, giao thức USB cho phép tối đa 127 thiết bị được quản lý bởi một bộ điều khiển (controller), bao gồm cả các hub trung gian. Nghĩa là nếu có 4 cổng USB trên máy tính, về lý thuyết, hệ thống có thể nhận hơn 400 thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, con số này thực sự không bao giờ đạt được do nhiều giới hạn kỹ thuật.

Một trong những giới hạn quan trọng là độ sâu kết nối hub. Theo chuẩn USB, người dùng chỉ có thể xâu chuỗi tối đa 5 tầng hub liên tiếp. Khi vượt quá con số này, Windows và các hệ điều hành khác sẽ báo lỗi, khiến hub hoặc thiết bị ngừng hoạt động. Thí nghiệm của YouTuber Doctor Shenanigan cho thấy sau khi nối 5 hub liên tục, hệ thống bắt đầu báo lỗi "USB Hub cannot function properly".

Bên cạnh đó, việc chia sẻ băng thông và công suất điện cũng là rào cản lớn. Dù USB 3.0 hay USB-C có tốc độ cao và cung cấp dòng điện lớn hơn, nhưng khi quá nhiều thiết bị cùng hoạt động, tốc độ truyền dữ liệu giảm mạnh và các thiết bị có thể ngắt kết nối ngẫu nhiên. Điều này đặc biệt dễ xảy ra với ổ cứng ngoài, đầu đọc thẻ hay thiết bị tiêu thụ điện cao.

Thực tế cho thấy, một cổng USB chỉ nên chia cho khoảng 8 - 10 thiết bị là mức an toàn, vừa đảm bảo hiệu năng, vừa tránh quá tải điện năng. Với những hệ thống chuyên dụng, việc sử dụng hub có cấp nguồn riêng sẽ giúp duy trì độ ổn định tốt hơn.

Tóm lại, dù chuẩn USB cho phép tối đa 127 thiết bị trên mỗi bộ điều khiển, giới hạn thực tế thấp hơn nhiều do ràng buộc về cấu trúc, nguồn điện và băng thông. Nếu định "xâu chuỗi" hàng chục thiết bị vào cùng một cổng, có lẽ đã đến lúc sắm thêm một hub có nguồn riêng, hoặc đơn giản hơn là dùng thêm một bộ điều khiển USB khác.