USB 4 įvadas
USB4 yra USB sistema, nurodyta USB4 specifikacijoje. USB kūrėjų forumas išleido 1.0 versiją 2019 m. rugpjūčio 29 d. Pilnas USB4 pavadinimas yra „Universal Serial Bus Generation 4“. Jis pagrįstas duomenų perdavimo technologija „Thunderbolt 3“, kurią kartu sukūrė „Intel“ ir „Apple“. USB4 duomenų perdavimo greitis gali siekti iki 40 Gbps, tai yra dvigubai daugiau nei naujausio išleisto USB 3.2 (Gen2×2).
Skirtingai nuo ankstesnių USB protokolo standartų, USB4 reikalauja USB-C jungties ir USB PD palaikymo maitinimo šaltiniui. Palyginti su USB 3.2, jis leidžia kurti DisplayPort ir PCI Express tunelius. Ši architektūra apibrėžia metodą, kaip dinamiškai bendrinti vieną didelės spartos jungtį su kelių tipų galiniais įrenginiais, kurie geriausiai gali apdoroti duomenų perdavimą pagal tipą ir taikymą. USB4 gaminiai turi palaikyti 20 Gbit/s pralaidumą ir gali palaikyti 40 Gbit/s pralaidumą. Tačiau dėl tunelinio perdavimo, perduodant mišrius duomenis, net jei duomenys perduodami 20 Gbit/s greičiu, faktinis duomenų perdavimo greitis gali būti didesnis nei USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
USB4 skirstomas į dvi versijas: 20 Gbps ir 40 Gbps. Rinkoje esantys įrenginiai su USB4 sąsaja gali pasiūlyti arba 40 Gbps greitį, kurį užtikrina „Thunderbolt 3“, arba sumažintą 20 Gbps versiją. Jei norite įsigyti įrenginį su didžiausiu perdavimo greičiu, t. y. 40 Gbps, prieš pirkdami geriausia patikrinti specifikacijas. Situacijose, kai reikalingas didelis perdavimo greitis, tinkamo USB 3.1 C–C pasirinkimas yra labai svarbus, nes tai yra pagrindinis nešėjas, siekiantis 40 Gbps greičio.
Daugelis žmonių yra painiojami dėl USB4 ir „Thunderbolt 4“ ryšio. Tiesą sakant, tiek „Thunderbolt 4“, tiek USB4 yra sukurti remiantis pagrindiniu „Thunderbolt 3“ protokolu. Jie vienas kitą papildo ir yra suderinami. Visos sąsajos yra C tipo, o maksimalus abiejų greitis yra 40 Gbps.
Visų pirma, USB4 kabelis, apie kurį kalbame, yra USB perdavimo standartas, protokolo specifikacija, susijusi su USB perdavimo našumu ir efektyvumu. USB4 galima suprasti kaip „ketvirtąją“ šios specifikacijos kartą.
USB perdavimo protokolą 1994 m. kartu pasiūlė ir sukūrė kelios įmonės, įskaitant „Compaq“, DEC, IBM, „Intel“, „Microsoft“, NEC ir „Nortel“. 1994 m. lapkričio 11 d. jis buvo išleistas kaip USB V0.7 versija. Vėliau, 1995 m., šios įmonės įkūrė ne pelno siekiančią organizaciją USB propagavimui ir palaikymui, pavadintą USB Implementers Forum (tai įprastas USB-IF pavadinimas), o USB-IF dabar yra USB standartizacijos organizacija.
1996 m. USB-IF oficialiai pasiūlė USB 1.0 specifikaciją. Tačiau USB 1.0 perdavimo greitis buvo tik 1,5 Mbps, maksimali išėjimo srovė – 5 V / 500 mA, ir tuo metu buvo labai mažai periferinių įrenginių, palaikančių USB, todėl pagrindinių plokščių gamintojai retai tiesiogiai projektavo USB sąsajas pagrindinėje plokštėje.
▲USB 1.0
1998 m. rugsėjį USB-IF išleido USB 1.1 specifikaciją. Šį kartą perdavimo sparta buvo padidinta iki 12 Mbps, o kai kurios techninės USB 1.0 detalės buvo pataisytos. Maksimali išėjimo srovė išliko 5 V / 500 mA.
2000 m. balandžio mėn. buvo pristatytas USB 2.0 standartas, kurio perdavimo sparta siekė 480 Mbps, t. y. 60 MB/s. Tai 40 kartų greičiau nei USB 1.1. Maksimali išėjimo srovė yra 5 V / 500 mA, o jungtis – 4 kontaktų. USB 2.0 naudojamas iki šiol ir galima sakyti, kad tai ilgiausiai gyvuojantis USB standartas.
Pradėjusi nuo USB 2.0, USB-IF pademonstravo savo „unikų talentą“ pervadinant.
2003 m. birželį USB-IF pervadino USB specifikacijas ir standartus, pakeisdama USB 1.0 į USB 2.0 Low-Speed versiją, USB 1.1 į USB 2.0 Full-Speed versiją ir USB 2.0 į USB 2.0 High-Speed versiją.
Tačiau šis pakeitimas tuo metu neturėjo didelės įtakos dabartinei situacijai, nes USB 1.0 ir 1.1 iš esmės jau paliko istorinį etapą.
2008 m. lapkritį USB 3.0 propaguotojų grupė, kurią sudaro tokie pramonės gigantai kaip „Intel“, „Microsoft“, HP, „Texas Instruments“, NEC ir ST-NXP, baigė kurti USB 3.0 standartą ir jį viešai išleido. Oficialus pavadinimas buvo „SuperSpeed“. USB propaguotojų grupė daugiausia atsakinga už USB serijos standartų kūrimą ir formulavimą, o standartai galiausiai bus perduoti valdyti USB-IF.
Maksimalus USB 3.0 perdavimo greitis siekia 5,0 Gbps, t. y. 640 MB/s. Maksimali išėjimo srovė yra 5 V / 900 mA. Jis visiškai suderinamas su 2.0 ir palaiko dvipusį duomenų perdavimą (t. y. gali vienu metu priimti ir siųsti duomenis, o USB 2.0 yra pusiau dvipusis), taip pat pasižymi geresnėmis energijos valdymo galimybėmis ir kitomis funkcijomis.
USB 3.0 turi 9 kontaktų konstrukciją. Pirmieji 4 kontaktai yra tokie patys kaip USB 2.0, o likę 5 kontaktai yra specialiai sukurti USB 3.0. Todėl pagal kontaktus galite nustatyti, ar tai USB 2.0, ar USB 3.0.
2013 m. liepą buvo išleistas USB 3.1, kurio perdavimo greitis siekė 10 Gbps (1280 MB/s), teigiama, kad tai „SuperSpeed+“, o maksimali leistina maitinimo įtampa buvo padidinta iki 20 V / 5 A, tai yra 100 W.
USB 3.1 atnaujinimas, palyginti su USB 3.0, taip pat buvo labai akivaizdus. Tačiau netrukus USB-IF pervadino USB 3.0 į USB 3.1 Gen1, o USB 3.1 į USB 3.1 Gen2.
Šis pavadinimo pakeitimas sukėlė problemų vartotojams, nes daugelis nesąžiningų prekybininkų ant pakuotės produktus žymėjo tik kaip palaikančius USB 3.1, nenurodydami, ar tai yra 1-os, ar 2-os kartos jungtis. Tiesą sakant, šių dviejų įrenginių perdavimo našumas gana skiriasi, ir vartotojai gali netyčia patekti į spąstus. Todėl šis pavadinimo pakeitimas daugumai vartotojų buvo blogas žingsnis.
2017 m. rugsėjį buvo išleistas USB 3.2. USB Type-C palaiko du 10 Gbps duomenų perdavimo kanalus, kurių greitis siekia iki 20 Gb/s (2500 MB/s), o maksimali išėjimo srovė vis dar yra 20 V / 5 A. Kiti aspektai šiek tiek patobulinti.
▲USB pavadinimo keitimo procesas
Tačiau 2019 m. USB-IF sugalvojo dar vieną pavadinimo pakeitimą. Jie pervadino USB 3.1 Gen1 (kuris buvo originalus USB 3.0) į USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (kuris buvo originalus USB 3.1) į USB 3.2 Gen2, o USB 3.2 į USB 3.2 Gen 2×2.
Dabar ir ateitis: USB4 šuolis į priekį
Dabar, kai pasiekėme USB4, pažvelkime į šio naujojo protokolo standarto atnaujinimus ir patobulinimus. Visų pirma, kadangi tai yra kelių kartų atnaujinimas nuo „3“ iki „4“, patobulinimas turi būti reikšmingas.
Remiantis visa surinkta informacija, naujos USB4 funkcijos apibendrinamos taip:
1. Maksimalus perdavimo greitis – 40 Gb/s:
Dviejų kanalų perdavimo dėka teorinis maksimalus USB4 perdavimo greitis turėtų siekti 40 Gbps, o tai yra tiek pat, kiek ir „Thunderbolt 3“ (toliau – „Thunderbolt 3“).
Iš tiesų, USB4 turės tris perdavimo greičius: 10 Gbps, 20 Gbps ir 40 Gbps. Taigi, jei norite įsigyti įrenginį su didžiausiu perdavimo greičiu, t. y. 40 Gbps, prieš pirkdami geriau patikrinkite specifikacijas.
2. Suderinamas su „Thunderbolt 3“ sąsajomis:
Kai kurie (ne visi) USB4 įrenginiai taip pat gali būti suderinami su „Thunderbolt 3“ sąsajomis. Tai reiškia, kad jei jūsų įrenginyje yra USB4 sąsaja, gali būti įmanoma prijungti ir išorinį „Thunderbolt 3“ įrenginį. Tačiau tai nėra privaloma. Ar jis suderinamas, ar ne, priklauso nuo įrenginio gamintojo požiūrio.
3. Dinaminio pralaidumo išteklių paskirstymo galimybė:
Jei naudojate USB4 prievadą tuo pačiu metu, kai prijungiate ekraną ir perduodate duomenis, prievadas paskirs atitinkamą pralaidumą pagal situaciją. Pavyzdžiui, jei vaizdo įrašui reikia tik 20 % pralaidumo 1080p ekranui valdyti, likusius 80 % pralaidumo galima naudoti kitoms užduotims. Tai nebuvo įmanoma naudojant USB 3.2 ir ankstesnius laikotarpius. Prieš tai USB veikimo režimas buvo pakaitinis.
4. Visi USB4 įrenginiai palaikys USB PD
USB PD yra USB maitinimo tiekimas (USB maitinimo perdavimas) – vienas iš šiuo metu naudojamų greitojo įkrovimo protokolų. Jį taip pat suformulavo USB-IF organizacija. Ši specifikacija gali pasiekti didesnę įtampą ir srovę, o maksimali galios perdavimas siekia iki 100 W, o galios perdavimo kryptį galima laisvai keisti.
Pagal USB-IF reglamentus, dabartinės USB PD įkrovimo sąsajos standartinė forma turėtų būti USB Type-C. USB Type-C sąsajoje yra du kontaktai, CC1 ir CC2, kurie naudojami PD ryšio konfigūravimo kanalams.
5. Galima naudoti tik USB C tipo sąsają
Atsižvelgiant į aukščiau pateiktą funkciją, natūralu, kad taip pat galime žinoti, jog USB4 gali veikti tik per USB C tipo jungtis. Tiesą sakant, ne tik USB PD, bet ir kituose naujausiuose USB-IF standartuose jis taikomas tik C tipo jungtims.
6. Gali būti suderinamas su ankstesniais protokolais
USB4 galima naudoti kartu su USB 3 ir USB 2 įrenginiais ir prievadais. Tai reiškia, kad jis gali būti suderinamas su ankstesniais protokolų standartais. Tačiau USB 1.0 ir 1.1 nepalaikomi. Šiuo metu sąsajos, naudojančios šį protokolą, beveik išnyko iš rinkos.
Žinoma, prijungus USB4 įrenginį prie USB 3.2 prievado, jis negali perduoti 40 Gbps greičiu. O senamadiška USB 2 sąsaja netaps greitesnė vien dėl to, kad ji prijungta prie USB4 sąsajos.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 21 d.
