همه چیز درباره تراشه E-Marker؛ راز کابل‌های قدرتمند USB-C را بدانید!

انتقال مطمئن انرژی و داده، یکی از پایه‌های اصلی عملکرد دستگاه‌های دیجیتال محسوب می‌شود. با گسترش پورت USB Type-C در تلفن‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها و تجهیزات جانبی، نیاز به کابل‌هایی که بتوانند توان و اطلاعات را به‌شکل ایمن و هوشمند منتقل کنند، به‌صورت جدی مطرح شده است. در این میان، تراشه‌ی E-Marker وظیفه‌ای حیاتی بر عهده دارد؛ تراشه‌ای که همانند شناسنامه‌ی کابل عمل می‌کند و به دستگاه می‌گوید چه میزان توان و سرعت انتقال داده را می‌تواند از طریق آن عبور دهد.

در این مقاله، به‌صورت دقیق و کاربردی به سراغ چیپ E-Marker می‌رویم تا بفهمیم این قطعه‌ی ظاهراً ساده چه نقشی در ایمنی شارژ، سرعت انتقال داده و سازگاری کابل‌ تایپ سی دارد. همچنین بررسی می‌کنیم که این تراشه چگونه کار می‌کند، چه اجزایی درون آن قرار دارد و با چه روش‌هایی می‌توان کابل‌ E-Marker را از کابل‌ معمولی تشخیص داد.

تراشه E-Marker چیست؟

به زبان ساده، E-Marker یک تراشه هوشمند کوچک است که درون کابل‌های USB-C تعبیه می‌شود تا اطلاعات دقیق کابل (مانند توان پشتیبانی‌شده، سرعت انتقال داده، نوع شارژ و قابلیت‌های اضافی) را به دستگاه‌های متصل اطلاع دهد. در واقع، این تراشه به پورت USB دستگاه می‌گوید:

«من یک کابل با توان 240 وات و پشتیبانی از USB 4.0 هستم، پس می‌توانی با اطمینان از من استفاده کنی.»

این ارتباط از طریق پروتکل ارتباطی مخصوص USB Type-C و با استفاده از خطوط CC انجام می‌شود. هنگامی که دستگاه و شارژر به کابل وصل می‌شوند، تراشه E-Marker اطلاعات شناسایی کابل را ارسال می‌کند و دستگاه تصمیم می‌گیرد چه مقدار توان و داده از طریق آن عبور کند. اگر کابل فاقد این تراشه باشد، سیستم به‌صورت پیش‌فرض جریان را محدود می‌کند تا از آسیب جلوگیری شود.

در صورت نبود تراشه‌ی E-Marker، سیستم برای جلوگیری از آسیب، به‌صورت خودکار جریان و سرعت را محدود می‌سازد. بنابراین کابل‌های فاقد این تراشه نمی‌توانند شارژ سریع یا انتقال داده با سرعت بالا را پشتیبانی کنند و استفاده از آن‌ها در لپ‌تاپ‌ها یا دستگاه‌های پرقدرت، نه‌تنها کارایی را کاهش می‌دهد، بلکه در برخی موارد ممکن است به مدارها نیز آسیب برساند.

مطالعه بیشتر: راهنمای تشخیص پروتکل شارژ و خرید آداپتور مناسب

چرا تراشه و کابل E-Marker به وجود آمد؟

برای درک اهمیت تراشه E-Marker، باید به عقب برگردیم؛ به زمانی که کابل‌های USB فقط برای شارژ دستگاه‌ها طراحی شده بودند. در آن دوران، کابل‌ها معمولاً از نوع USB-A به Micro-USB بودند و تنها جریان‌های محدودی در حد 5 ولت و 2 آمپر (10 وات) را منتقل می‌کردند. اما با گسترش دستگاه‌های جدید مانند لپ‌تاپ‌های USB-C، تبلت‌ها، نمایشگرها و پاوربانک‌های پرقدرت، نیاز به انتقال توان‌های بسیار بیشتر احساس شد، جایی که کابل‌های قدیمی دیگر پاسخگو نبودند.

افزایش توان و پیچیدگی کابل‌ها

با معرفی استاندارد USB Type-C و سپس فناوری USB Power Delivery (PD)، توان قابل انتقال از 10 وات به 60 وات، 100 وات و امروز تا 240 وات افزایش یافت. این سطح از توان، دیگر یک مسئله ساده‌ی “سیم ضخیم‌تر” نبود. بلکه به طراحی هوشمند، کنترل دقیق جریان و اطمینان از ایمنی نیاز داشت.

در چنین شرایطی، کابل‌ها دیگر نمی‌توانستند «غیرهوشمند» باشند. دستگاه‌ها باید می‌دانستند:

• این کابل تا چه ولتاژی ایمن است؟
• حداکثر چه جریانی را می‌تواند عبور دهد؟
• آیا برای انتقال داده‌های پرسرعت (مثل USB4) مناسب است؟

در نتیجه، باید یک تراشه ارتباطی درون کابل قرار می‌گرفت که این اطلاعات را به شارژر و دستگاه منتقل کند. و این همان جایی است که E-Marker متولد شد.

مطالع بیشتر: معرفی پروتکل های شارژ سریع

نقش کابل E-Marker در شارژ سریع و ایمنی

فرض کنید لپ‌تاپ شما برای شارژ به قدرت 100 وات نیاز دارد و شما از یک کابل معمولی USB-C استفاده می‌کنید. چون کابل فاقد تراشه E-Marker است، شارژر نمی‌تواند تشخیص دهد که این کابل توان تحمل چنین جریانی را دارد یا نه؛ بنابراین برای جلوگیری از آسیب، خروجی شارژ را محدود می‌کند — معمولاً تا 60 وات.
نتیجه؟ شارژ کند، یا حتی قطع‌شدن شارژ در وسط کار.

در مقابل، وقتی کابل دارای تراشه E-Marker باشد، هنگام اتصال، تراشه اطلاعاتی مثل موارد زیر را برای شارژر ارسال می‌کند:

• حداکثر جریان مجاز (3A، 5A یا بیشتر)
• توان پشتیبانی‌شده (60W، 100W، 240W)
• نوع استاندارد انتقال داده (USB 2.0، USB 3.2، USB4، Thunderbolt)

شارژر و دستگاه بر اساس این اطلاعات، پروفایل شارژ امن و بهینه را انتخاب می‌کنند. به همین دلیل است که کابل‌های E-Marker، به‌ویژه درهنگام استفاده از شارژر GaN و شارژر های با وات بالا، مهم محسوب می‌شوند.

پیشگیری از خطرات احتمالی

نبود تراشه E-Marker فقط باعث افت سرعت شارژ نمی‌شود؛ در برخی موارد حتی ممکن است خطرناک باشد. اگر دستگاه، کابل را اشتباه تشخیص دهد و جریان بالایی را از یک کابل نامناسب عبور دهد، احتمال موارد زیر وجود دارد:

• گرم‌شدن بیش از حد کابل و ذوب شدن سوکت
• آسیب به مدار منبع تغذیه یا شارژر
• افت ولتاژ و عملکرد ناپایدار دستگاه

تراشه E-Marker با ارسال دقیق مشخصات کابل، جلوی این اتفاقات را می‌گیرد و تضمین می‌کند همه اجزا در یک سطح ایمنی و توان تعریف‌شده عمل کنند.

ساختار و عملکرد تراشه E-Marker

تراشه E-Marker قلب هوشمند کابل USB-C است. این قطعه کوچک الکترونیکی که معمولاً در داخل کانکتور کابل تعبیه می‌شود، وظیفه دارد اطلاعات فنی کابل را به دستگاه‌ها منتقل کند. اما سؤال اصلی این است:
چطور چنین تراشه کوچکی می‌تواند در چند میلی‌ثانیه تشخیص دهد چه مقدار توان، ولتاژ و سرعت انتقال داده مجاز است؟

بیایید عملکرد آن را مرحله‌به‌مرحله بررسی کنیم

1. اجزای اصلی تراشه E-Marker

درون هر تراشه E-Marker چند جزء کلیدی وجود دارد:

بنابراین، تراشه E-Marker درواقع یک میکروکنترلر کوچک با اطلاعات ثابت و مدارهای ایمنی است.

2. نحوه ارتباط تراشه با دستگاه

در کابل‌ E-Marker دار مانند کابل مک دودو 100 وات، دو خط خاص به نام CC1 و CC2 (Configuration Channel) وجود دارد که برای تشخیص نوع اتصال، جهت کابل، و مذاکره‌ی توان استفاده می‌شوند.
وقتی شما کابل را بین دستگاه (مثلاً لپ‌تاپ) و شارژر وصل می‌کنید، اتفاقات زیر رخ می‌دهد:

1. مرحله تشخیص جهت اتصال:
   پورت میزبان (Host) بررسی می‌کند کدام خط CC فعال است تا جهت درست کابل را تشخیص دهد.
   این ویژگی باعث می‌شود کانکتور USB-C دوطرفه باشد.

2. تأمین توان برای تراشه:
   سپس از طریق خط VCONN، ولتاژ کوچکی (حدود 5 ولت با جریان چند میلی‌آمپر) برای تغذیه تراشه E-Marker ارسال می‌شود.

3. ارسال اطلاعات شناسایی:
   تراشه با استفاده از پروتکل ارتباطی BMC (Biphase Mark Coding)، داده‌های خود را به پورت میزبان ارسال می‌کند.
   این داده‌ها شامل اطلاعات زیر هستند:

• نوع کابل (Passive یا Active)
• حداکثر جریان قابل پشتیبانی (3 آمپر یا 5 آمپر)
• حداکثر توان (60 وات، 100 وات یا 240 وات)
• پشتیبانی از نسخه USB (2.0 / 3.2 / 4.0 / Thunderbolt)
• شناسه تولیدکننده و شماره سریال کابل

1. مذاکره توان (Power Negotiation):
   پس از دریافت این اطلاعات، شارژر و دستگاه میزبان تصمیم می‌گیرند که چه سطحی از توان بین آن‌ها مبادله شود.
   اگر کابل تا 5 آمپر را پشتیبانی کند، دستگاه می‌تواند شارژ سریع‌تر (مثلاً PD 3.1 یا PD 3.2) را فعال کند.

3. نقش E-Marker در انتقال توان و داده

در کابل‌های معمولی (بدون E-Marker)، ارتباط ساده است و سیستم فرض می‌کند کابل فقط تا 3 آمپر جریان را تحمل می‌کند.
اما در کابل‌ E-Marker، اطلاعات دقیق به دستگاه داده می‌شود تا:

• جریان تا 5 آمپر (240 وات) به‌صورت ایمن عبور کند
• مسیرهای سیگنال برای داده‌های پرسرعت USB 3.2 / USB4 / Thunderbolt فعال شوند

به همین دلیل، کابل‌های مخصوص لپ‌تاپ، مانیتور و داک‌های USB-C همیشه دارای تراشه E-Marker هستند.

مطالعه بیشتر: فناوری GaN چیست؟

انواع کابل‌ E-Marker و روش تشخیص کابل E-Marker

اگر تا امروز موقع خرید کابل تایپ سی به تایپ سی به عبارت‌هایی مثل “100W PD Cable” یا “E-Marker Chip Inside” برخورد کرده باشید، احتمالاً با این سؤال روبه‌رو شده‌اید: چه فرقی بین کابل‌ معمولی و کابل‌ E-Marker وجود دارد؟
پاسخ ساده است: تفاوت در هوشمندی و ایمنی است. اما برای درک دقیق‌تر، بیایید به ساختار و انواع این کابل‌ها نگاهی دقیق‌تر بیندازیم.

1. کابل‌ بدون تراشه E-Marker (Standard Type-C Cable): کابل‌های معمولی USB-C هستند که فقط برای جریان تا 3 آمپر (60 وات) طراحی شده‌اند. درون آن‌ها هیچ تراشه‌ای برای تشخیص توان یا نوع کابل وجود ندارد. به همین دلیل دستگاه و شارژر فقط به‌صورت پیش‌فرض، کمترین سطح توان را انتخاب می‌کنند تا از خطر آسیب جلوگیری شود.
2. کابل‌ با تراشه E-Marker: همان کابل‌های هوشمند USB-C هستند که درون یکی از سوکت‌های خود تراشه E-Marker دارند. این تراشه هنگام اتصال، اطلاعات دقیق کابل را به شارژر و دستگاه منتقل می‌کند تا ولتاژ و جریان مناسب تنظیم شود.
3. کابل‌ با Active E-Marker: علاوه بر تراشه E-Marker، مدارهای تقویت‌کننده سیگنال نیز وجود دارد. این مدارها به کابل اجازه می‌دهند حتی در طول‌های بلندتر (مثلاً ۲ متر یا بیشتر)، سیگنال را بدون افت کیفیت منتقل کند.
   کابل‌های Thunderbolt 4، DisplayPort over USB-C و برخی مدل‌های 8K HDMI over Type-C در این دسته قرار می‌گیرند.

نحوه تشخیص چیپ E-Marker و تست آن

تشخیص اینکه یک کابل واقعاً تراشه E-Marker دارد یا خیر، برای کاربران بسیار مهم است؛ به‌ویژه اگر قصد استفاده از آن در شارژ سریع یا انتقال داده با سرعت بالا (مثل USB 3.2 یا Thunderbolt) را دارید. در این بخش، به زبان ساده و کاربردی توضیح می‌دهیم که چطور می‌توان کابل‌های دارای تراشه E-Marker را تشخیص داد و تست کرد.

1. بررسی مشخصات روی کابل و بسته‌بندی

اولین مرحله، توجه به اطلاعات درج‌شده روی جعبه یا بدنه کابل است.
کابل‌های دارای تراشه E-Marker معمولاً در مشخصات خود عبارت‌هایی مانند “E-Marked Cable”، “USB-IF Certified”، یا “Supports 5A/100W PD” را ذکر می‌کنند.
اگر کابل USB-C تا USB-C باشد و توان بیش از 60 وات را پشتیبانی کند، به احتمال زیاد دارای تراشه E-Marker است؛ زیرا استاندارد USB-IF الزام می‌کند که برای انتقال جریان 5 آمپر (100 وات) وجود تراشه الزامی است.

2. تشخیص از طریق ضخامت و کیفیت فیزیکی کابل

کابل‌هایی که E-Marker دارند معمولاً ضخیم‌تر و سنگین‌تر هستند، چون سیم‌کشی داخلی آن‌ها بیشتر است تا بتواند جریان بالاتری را انتقال دهد.
به‌علاوه، این کابل‌ها اغلب دارای کانکتورهای فلزی مقاوم‌تر و کیفیت ساخت بالاتری هستند، چرا که تولیدکنندگان معتبر مانند کابل الدینیو معمولاً تراشه را فقط در محصولات پریمیوم خود قرار می‌دهند.

نکته: وجود E-Marker همیشه با ظاهر قابل تشخیص نیست، اما کابل‌هایی با ضخامت بسیار کم یا سبک وزن معمولاً فاقد این تراشه‌اند.

3. استفاده از آداپتور، گوشی یا لپ‌تاپ هوشمند

بعضی از گوشی‌ها و لپ‌تاپ‌ها (مثل محصولات سامسونگ، اپل، و لپ‌تاپ‌های دارای USB-C PD) هنگام اتصال کابل E-Marker، نوع کابل را تشخیص می‌دهند و پیغام‌هایی مانند “Super Fast Charging”یا  “100W PD Detected” نمایش می‌دهند.
اگر چنین پیامی دریافت کردید، به احتمال زیاد کابل شما دارای تراشه E-Marker است.

4. تست کابل با ابزارهای تخصصی USB Tester

اگر بخواهید با اطمینان کامل کابل خود را بررسی کنید، بهترین راه استفاده از USB-C Tester یا USB Power Meter است. این ابزارها هنگام اتصال بین شارژر و دستگاه، مشخصات دقیق کابل را نمایش می‌دهند؛ از جمله:

• پشتیبانی از پروتکل PD
• حداکثر توان و ولتاژ مجاز
• نوع تراشه (E-Marker یا بدون تراشه)
• شناسه سازنده و شماره مدل

5. استفاده از اپلیکیشن‌ها و آداپتورهای دارای نمایشگر

برخی از شارژرهای جدید (مثل شارژر مک دودو) دارای نمایشگر توان خروجی هستند.
اگر هنگام اتصال کابل به دستگاه، توان خروجی بالا (بیش از 60 وات) روی صفحه شارژر ظاهر شد، به احتمال زیاد کابل شما دارای تراشه E-Marker است، چون بدون آن امکان انتقال این مقدار توان وجود ندارد.
همچنین اپلیکیشن‌های تست USB (مثل Ampere یا AccuBattery در اندروید) می‌توانند نرخ شارژ را نشان دهند؛ اگر مقدار آن به 20 ولت یا جریان 5 آمپر برسد، یعنی کابل E-Marker دارد.

مطالعه بیشتر: بهترین کابل شارژ مک دودو

معرفی تراشه‌ها و برندهای مطرح در کابل‌ E-Marker

همه‌ی تراشه‌های E-Marker یکسان نیستند؛ شرکت‌های مختلفی این تراشه‌ها را طراحی و تولید می‌کنند که از نظر کیفیت، دقت، سرعت ارتباط و پشتیبانی از استانداردهای جدید تفاوت دارند. در ادامه با مهم‌ترین تراشه‌ها و برندهای معتبر بازار جهانی آشنا می‌شویم.

1. Texas Instruments (TI)

شرکت Texas Instruments یکی از شناخته‌شده‌ترین تولیدکنندگان تراشه‌های الکترونیکی در دنیاست و در زمینه تراشه‌های E-Marker نیز پیشرو محسوب می‌شود.
مدل‌های معروف تراشه‌های TI شامل TPS65987 و TUSB422 هستند که در بسیاری از کابل‌های پریمیوم و گواهی‌شده USB-IF استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های برجسته تراشه‌های TI:

• پشتیبانی از USB Power Delivery تا 240 وات (48V / 5A)
• مصرف توان بسیار پایین و محافظت در برابر اتصال معکوس و افزایش دما
• دقت بالا در شناسایی توان مجاز کابل

کابل‌هایی که از تراشه TI استفاده می‌کنند معمولاً گران‌تر هستند، اما عملکردی کاملاً ایمن و پایدار دارند.

2. Cypress Semiconductor (اکنون Infineon)

Cypress (که حالا بخشی از گروه Infineon Technologies آلمان است) تراشه‌هایی تولید می‌کند که تمرکز آن‌ها بیشتر بر مدیریت داده‌های با سرعت بالا است.
مدل‌هایی مانند CYPD2103 و CYPD3171 از این برند در کابل‌های حرفه‌ای Thunderbolt و USB-C Display Cable استفاده می‌شوند.

ویژگی‌های شاخص تراشه‌های Cypress/Infineon:

• پشتیبانی از USB 3.2 و Thunderbolt تا سرعت 40Gbps
• مدیریت هوشمند تبادل اطلاعات بین دستگاه‌ها
• توانایی شناسایی دقیق نوع و جهت کابل
• مقاومت بالا در برابر نویز الکترومغناطیسی

این تراشه‌ها در کابل‌های مخصوص لپ‌تاپ‌های گیمینگ، مانیتورهای 4K و داک‌استیشن‌ها بسیار رایج‌اند.

3. Onsemi (ON Semiconductor)

برند Onsemi تراشه‌های E-Marker را با تمرکز بر صرفه اقتصادی و کارایی بالا تولید می‌کند.
مدل‌هایی مانند FUSB302 و FUSB3307 از این شرکت در کابل‌های شارژ سریع 60 تا 100 وات مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ویژگی‌ها:

• پشتیبانی از USB-PD 3.1
• کنترل دقیق جریان برای جلوگیری از داغی بیش از حد
• مناسب برای تولید انبوه کابل‌های میان‌رده
• عملکرد پایدار در ولتاژهای متغیر

کابل‌های برندهایی مثل Yesido، LDNIO، Mcdodo اغلب از تراشه‌های Onsemi در سری‌های اقتصادی خود بهره می‌برند.

4. STMicroelectronics

تراشه‌های STMicroelectronics به دلیل پایداری در شرایط دمایی بالا و طول عمر زیاد، در کاربردهای صنعتی و کابل‌های مقاوم مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مدل‌هایی مانند STUSB4500 و STUSB1602 از محبوب‌ترین تراشه‌های این شرکت هستند.

ویژگی‌ها:

• پشتیبانی از شارژ سریع تا 100 وات
• طراحی با قابلیت اطمینان بالا (High Reliability)
• مناسب برای محیط‌های صنعتی و دستگاه‌های حرفه‌ای
• ارتباط I²C برای تنظیمات نرم‌افزاری دقیق

5. Richtek (زیرمجموعه MediaTek)

شرکت Richtek از تایوان، یکی از تأمین‌کنندگان بزرگ تراشه برای برندهای آسیایی است.
تراشه‌های آن معمولاً در کابل‌های برندهایی مثل Anker، Remax و Joyroom دیده می‌شوند.

ویژگی‌های تراشه‌های Richtek:

• پشتیبانی از توان 100 تا 240 وات (PD 3.1)
• دقت بالا در مدیریت جریان برای شارژ ایمن
• سازگار با انواع دستگاه‌های موبایل، لپ‌تاپ و تبلت
• قیمت پایین‌تر نسبت به TI و Infineon

این تراشه‌ها تعادل ایده‌آلی بین قیمت و کیفیت برقرار می‌کنند و یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها در بازار کابل‌های شارژ سریع هستند.

مطالعه بیشتر: بهترین کابل شارژ آیفون

جمع‌بندی و چشم‌انداز آینده کابل‌ های E-Marker

کابل‌های E-Marker به‌عنوان ستون فقرات شارژ سریع، انتقال داده با سرعت بالا و ایمنی دستگاه‌ها شناخته می‌شوند. در طول مقاله دیدیم که این کابل‌ها و تراشه‌های هوشمند درون آن‌ها نه تنها توانایی عبور جریان بالا و پشتیبانی از پروتکل‌های پیشرفته مانند USB PD، PPS و AVS را دارند، بلکه مانع از آسیب به باتری و دستگاه‌ها می‌شوند.

با پیشرفت فناوری شارژ سریع و رشد استفاده از دستگاه‌های پرمصرف مانند لپ‌تاپ‌های گیمینگ، تبلت‌های حرفه‌ای و مانیتورهای با وضوح بالا، نقش کابل‌های E-Marker روزبه‌روز پررنگ‌تر خواهد شد.

به‌عبارت ساده، کابل‌های E-Marker نه تنها فناوری امروز شارژ و انتقال داده هستند، بلکه پایه و اساس فناوری شارژ هوشمند آینده محسوب می‌شوند. انتخاب یک کابل استاندارد و معتبر امروز، سرمایه‌گذاری روی ایمنی و سرعت دستگاه‌ها در سال‌های آینده است.