Išsamus USB4 vadovas: nuo 40 Gbps greičio, dinaminio pralaidumo iki pilnai veikiančios jungties vienu laidu
Nuo USB4 atsiradimo publikavome daugybę straipsnių ir nuorodų, kuriose dalijamės aktualia informacija. Tačiau populiarumas toks didelis, kad žmonės visur teiraujasi apie USB4 rinką. Nuo ankstyvosios USB 1.0 eros ir 1,5 Mbps duomenų perdavimo sąsajos USB išgyveno kelias kartas. Buvo daug specifikacijų, tokių kaip USB 1.0, USB 2.0 ir USB 3.0, o sąsajos formos ir dizaino schemos apėmė USB A tipo, USB B tipo ir šiuo metu labiausiai paplitusį USB C tipo ir kt. USB4 ne tik pasižymi didesniu perdavimo greičiu, bet ir geresniu suderinamumu (palaiko atgalinį suderinamumą, t. y. suderinamumą su senesnėmis versijomis). Jis gali efektyviau prijungti beveik visus įrenginius ir juos įkrauti. Jei jūsų telefonas, kompiuteris, monitorius, spausdintuvas ir kt. palaiko USB4, teoriškai jums tereikia duomenų kabelio, palaikančio USB4, kad prijungtumėte įrenginius, todėl namų biuras tampa daug patogesnis. Jums nebereikia pirkti įvairių sąsajos konvertavimo kabelių. Todėl USB4 gali padaryti mūsų darbo režimą įvairesnį ir patogesnį. Be to, dar viena puiki USB4 savybė yra ta, kad tikimasi, jog jis bus naudojamas kraštiniuose įrenginiuose, palaikančiuose dirbtinio intelekto skaičiavimus.
01 USB4 ir USB3.2 palyginimas
USB 3.2 yra naujas standartas, kurį išleido USB-IF organizacija. Jis iš tikrųjų buvo pristatytas dar 2017 m. rugsėjį. Techniniu požiūriu USB 3.2 yra USB 3.1 patobulinimas ir papildymas. Pagrindinis pakeitimas yra tas, kad duomenų perdavimo greitis padidintas iki 20 Gbps, o sąsaja vis dar atitinka...C tipoUSB 3.1 eroje sukurta schema nebepalaiko A ir B tipo sąsajų. Tiek USB4, tiek USB 3.2 naudoja C tipo sąsajas, tačiau USB4 yra daug sudėtingesnis. USB4 palaiko vienalaikį pagrindinių kompiuterių, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort garso / vaizdo ir USB duomenų perdavimą ir priėmimą per tą pačią C tipo sąsają toje pačioje jungtyje. Du USB4 pagrindiniai kompiuteriai gali keistis IP duomenų paketais per pagrindinių kompiuterių tunelį; DisplayPort ir USB tunelio perdavimas reiškia, kad garsas, vaizdas, duomenys ir maitinimas gali būti perduodami per tą pačią sąsają, o tai yra daug greičiau nei naudojant USB 3.2. Be to, PCIe tunelio perdavimas gali užtikrinti didelį pralaidumą, mažą delsą ir pasiekti didelį našumą didelės talpos saugykloms, dirbtiniam intelektui ir kitais naudojimo atvejais.
USB4 sujungia du perdavimo ir priėmimo kanalus į vieną USB-C sąsają, kurios sparta siekia iki 20 Gbps.40 Gb/s, ir kiekvieno kanalo duomenų perdavimo sparta gali būti maždaug 10 Gbps arba 20 Gbps. Lustų kūrėjams šie duomenys yra labai svarbūs. Jie turi žinoti, kad „Thunderbolt3“ režimu kiekvieno perdavimo ir priėmimo kanalo duomenų perdavimo sparta yra 10,3125 Gbps arba 20,625 Gbps. Tradiciniu USB režimu tik vienas perdavimo / priėmimo kanalas veikia sparta5 Gb/s (USB3.0) or 10 Gb/s (USB3.1), o du USB 3.2 kanalai veikia 10 Gbps greičiu.
Kalbant apie patvarumą, C tipo sąsajos jėgą laikantys komponentai daugiausia yra išorinis metalinis korpusas, kuris yra tvirtesnis ir mažiau linkęs į pažeidimus. Centrinis duomenų kanalas yra apsaugotas lanko formos dangteliu, todėl jį sunku pažeisti. Projektavimo reikalavimai rodo, kadUSB C tipogali atlaikyti daugiau nei 10 000 prijungimų ir atjungimų nepažeisdamas. Jei skaičiuojama remiantis 3 prijungimais ir atjungimais per dieną, USB C tipo sąsaja gali būti naudojama mažiausiai 10 metų.
02 Pagreitintas USB4 diegimas
Po oficialaus USB 3.2 protokolo išleidimo, USB organizacija per trumpą laiką paskelbė USB 4 specifikacijas. Kitaip nei ankstesni standartai, tokie kaipUSB 3.2, kurie buvo pagrįsti paties USB protokolu, USB 4 nebetaiko USB specifikacijų pagrindiniu lygmeniu, o naudoja „Thunderbolt 3“ protokolą, kurį „Intel“ visiškai atskleidė. Tai didžiausias USB plėtros pokytis per pastaruosius kelis dešimtmečius. Naudojant C tipo jungtį prijungimui, USB4 funkcijos pakeičia USB 3.2 funkcijas, o USB 2.0 gali veikti vienu metu. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed išlieka pagrindine „USB duomenų“ perdavimo USB 4 fizinėje linijoje infrastruktūra. Didžiausias skirtumas tarp USB4 ir USB 3.2 yra tas, kad USB4 yra orientuotas į ryšį. USB4 sukurtas su tuneliais, skirtais bendrai perduoti duomenis iš kelių protokolų vienoje fizinėje sąsajoje. Taigi, USB4 greitį ir talpą galima dinamiškai bendrinti. USB4 gali palaikyti kitus ekrano protokolus arba ryšį tarp pagrindinių kompiuterių, kol vyksta duomenų perdavimas. Be to, USB4 padidino ryšio greitį nuo 20 Gbps („Gen2x2“) USB 3.2 iki40 Gb/s (3 kartos x 2)toje pačioje dviejų juostų, dviejų simpleksų architektūroje.
USB4 ne tik pasiekia didelės spartos USB (pagrįstą USB3), bet ir apibrėžia ekrano tunelius, pagrįstus „DisplayPort“, ir įkėlimo / saugojimo tunelius, pagrįstus PCIe.
Ekrano formatas: USB4 ekrano tunelio protokolas pagrįstas „DisplayPort 1.4a“. Pats DP 1.4a palaiko8k esant 60 Hz dažniui or 4k esant 120 Hz dažniuiUSB4 prievadas turi palaikyti „DisplayPort“ visuose atsisiuntimo prievaduose. Jei naudojate USB 4 prievadą vaizdo įrašams ir duomenims vienu metu perduoti, prievadas atitinkamai paskirstys pralaidumą. Todėl, jei vaizdo įrašui reikia tik 20 % pralaidumo 1080p monitoriui (kuris taip pat yra šakotuvas) valdyti, likusius 80 % vaizdo įrašo galima naudoti failams perkelti iš išorinio SSD disko.
Kalbant apie PCIe tunelius: USB4 mazgų PCIe palaikymas yra neprivalomas. USB4 šakotuvai turėtų palaikyti PCIe tunelius ir turėtų būti vidinis PCIe jungiklis.
Svarbi USB 4 specifikacijos dalis yra galimybė dinamiškai reguliuoti išteklių kiekį, kai vaizdo įrašai ir duomenys siunčiami tuo pačiu ryšiu. Taigi, tarkime, kad turite daugiausia40 Gb/s USB 4ir kopijuojate didelius failus iš išorinio SSD disko ir išveda juos į 4K ekraną. Tarkime, kad vaizdo šaltiniui reikia maždaug 12,5 Gb/s. Šiuo atveju USB 4 likusius 27,5 Mb/s paskirs atsarginių kopijų diskui.
USB-C pristato „alternatyvųjį režimą“ – galimybę perduoti „DisplayPort“ / HDMI vaizdo įrašą iš C tipo prievado. Tačiau dabartinė 3.x specifikacija nepateikia gero išteklių padalijimo metodo. Pasak Saunderso, „DisplayPort alt“ režimas gali tiksliai padalyti pralaidumą tarp USB duomenų ir vaizdo duomenų į 50/50, o HDMI alt režimas neleidžia vienu metu naudoti USB duomenų.
USB4 apibrėžia 40 Gbps standartą, leidžiantį dinamiškai dalytis pralaidumu, kad vienas duomenų kabelis galėtų atlikti kelias funkcijas. Naudojant USB4, galima vienu metu perduoti PCIe ir rodyti duomenis viena linija, kartu su tradicinėmis USB funkcijomis, ir netgi labai patogiai tiekti maitinimą (per USB PD). Ateityje dauguma periferinių įrenginių, nesvarbu, ar tai būtų didelės spartos tinklai, išorinės vaizdo plokštės, didelės raiškos ekranai, didelės talpos didelės spartos atminties įrenginiai ar net vienas įrenginys su kitu, galės būti sujungti per C tipo sąsają. Be to, jei šie įrenginiai įdiegs USB4 šakotuvą, taip pat galėsite prijungti daugiau įrenginių nuosekliai arba kaip atšakas iš šių įrenginių, o tai labai patogu.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 20 d.
