Az USB4 teljes körű útmutatója: 40 Gbps sebességtől és dinamikus sávszélességtől a teljes funkcionalitású, egykábeles csatlakozásig
Az USB4 megjelenése óta számos cikket és linket tettünk közzé a releváns információk megosztása érdekében. A népszerűség azonban olyan nagy lett, hogy az emberek mindenhol érdeklődnek az USB4 piac iránt. A korai USB 1.0 korszaktól és az 1,5 Mbps adatátviteli interfésztől kezdve az USB több generáción ment keresztül. Több specifikáció létezett, mint például az USB 1.0, az USB 2.0 és az USB 3.0, az interfészek formái és kialakításai pedig magukban foglalták az USB Type-A, az USB Type-B és a jelenleg leggyakoribb USB Type-C típusokat. Az USB4 nemcsak gyorsabb átviteli sebességgel rendelkezik, hanem jobb kompatibilitással is rendelkezik (támogatja a visszafelé kompatibilitást, azaz a régebbi verziókkal való kompatibilitást). Szinte minden eszközt hatékonyabban tud csatlakoztatni és tölteni. Ha a telefonod, a számítógéped, a monitorod, a nyomtatód stb. mind támogatja az USB4-et, akkor elméletileg csak egy USB4-et támogató adatkábelre van szükséged az eszközök csatlakoztatásához, így az otthoni iroda sokkal kényelmesebb. Többé nem kell különféle interfészátalakító kábeleket vásárolnod. Ezért az USB4 változatosabbá és kényelmesebbé teheti a munkamódszerünket. Ezenkívül az USB4 egy másik figyelemre méltó tulajdonsága, hogy várhatóan olyan peremhálózati eszközökben fogják alkalmazni, amelyek támogatják a mesterséges intelligencia számítástechnikát.
01 USB4 vs. USB3.2
Az USB 3.2 egy új szabvány, amelyet az USB-IF szervezet adott ki. Valójában már 2017 szeptemberében bevezették. Technikai szempontból az USB 3.2 az USB 3.1 továbbfejlesztése és kiegészítése. A lényegi változás az, hogy az adatátviteli sebességet 20 Gbps-ra növelték, és az interfész továbbra is követi a...C típusúaz USB 3.1 korszakában létrehozott séma már nem támogatja az A és B típusú interfészeket. Mind az USB4, mind az USB 3.2 C típusú interfészeket használ, de az USB4 sokkal összetettebb. Az USB4 támogatja a host-to-host, a PCI Express® (PCIe®), a DisplayPort audio/video és az USB adatok egyidejű továbbítását és fogadását ugyanazon a C típusú interfészen keresztül, ugyanazon a kapcsolaton. Két USB4 host cserélhet IP adatcsomagokat a host-to-host alagúton keresztül; a DisplayPort és az USB alagút átvitel azt jelenti, hogy az audio, a videó, az adat és a tápellátás ugyanazon az interfészen keresztül továbbítható, ami sokkal gyorsabb, mint az USB 3.2 használata. Ezenkívül a PCIe alagút átvitel nagy sávszélességet, alacsony késleltetést és nagy átviteli sebességet biztosít a nagy kapacitású tároláshoz, a mesterséges intelligenciához és egyéb felhasználási esetekhez.
Az USB4 két átviteli és vételi csatornát integrál egyetlen USB-C interfészbe, akár 20 Gbps sebességgel.40 Gbps, és minden csatorna adatsebessége körülbelül 10 Gbps vagy 20 Gbps lehet. A chipfejlesztők számára ez az adat nagyon fontos. Tudniuk kell, hogy Thunderbolt3 módban az egyes átviteli és vételi csatornák adatsebessége 10,3125 Gbps vagy 20,625 Gbps. A hagyományos USB módban csak egy átviteli/vételi csatorna fut sebességgel5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), míg az USB 3.2 két csatornája 10 Gbps sebességgel működik.
Tartósság szempontjából a Type-C interfész erőviselő alkatrészei főként a külső fémburkolat, amely erősebb és kevésbé hajlamos a sérülésekre. A központi adatcsatornát egy ív alakú burkolat védi, így nehezen sérül. A tervezési követelmények azt jelzik, hogy aUSB Type-Ctöbb mint 10 000 be- és kihúzást bír ki károsodás nélkül. Ha napi 3 be- és kihúzással számolunk, az USB Type-C interfész legalább 10 évig használható.
02 Az USB4 gyorsított telepítése
Az USB 3.2 protokoll hivatalos megjelenése után az USB szervezet rövid időn belül bejelentette az USB 4 specifikációit. A korábbi szabványokkal ellentétben, mint például aUSB 3.2, amelyek az USB saját protokollján alapultak, az USB 4 már nem az alapvető USB-specifikációkat alkalmazza, hanem a Thunderbolt 3 protokollt használja, amelyet az Intel teljes mértékben nyilvánosságra hozott. Ez a legnagyobb változás az USB fejlesztésében az elmúlt évtizedekben. Ha Type-C csatlakozót használunk a csatlakozáshoz, az USB4 funkciói felváltják az USB 3.2 funkcióit, és az USB 2.0 egyidejűleg is futhat. Az USB 3.2 Enhanced SuperSpeed továbbra is az alapvető infrastruktúra az „USB adat” átviteléhez az USB 4 fizikai vonalán. Az USB4 és az USB 3.2 közötti legnagyobb különbség abban rejlik, hogy az USB4 kapcsolatorientált. Az USB4 alagutakkal van kialakítva, hogy több protokollról közösen továbbítsa az adatokat egyetlen fizikai interfészen. Így az USB4 sebessége és kapacitása dinamikusan megosztható. Az USB4 más megjelenítési protokollokat vagy hoszt-host kommunikációt is támogathat, miközben az adatátvitel folyamatban van. Ezenkívül az USB4 növelte a kommunikációs sebességet az USB 3.2 20 Gbps-áról (Gen2x2)40 Gbps (Gen3x2)ugyanazon a kétsávos, kettős szimplex architektúrán.
Az USB4 nemcsak nagy sebességű USB-t valósít meg (az USB3-on alapulva), hanem DisplayPort-alapú kijelzőalagutakat és PCIe-alapú betöltési/tárolási alagutakat is definiál.
Kijelző képaránya: Az USB4 kijelzőalagút-protokollja a DisplayPort 1.4a-n alapul. A DP 1.4a maga is támogatja a8k 60Hz-en or 4k 120Hz-enAz USB4-es gazdagépnek támogatnia kell a DisplayPortot az összes letöltési porton. Ha az USB 4-es portot használod videó és adat egyidejű továbbítására, a port ennek megfelelően osztja ki a sávszélességet. Tehát, ha a videónak csak a sávszélesség 20%-ára van szüksége az 1080p-s monitor (ami egyben hub is) meghajtásához, akkor a videó fennmaradó 80%-a felhasználható fájlok átvitelére egy külső SSD-ről.
PCIe alagutak tekintetében: Az USB4 hosztok PCIe-támogatása opcionális. Az USB4 huboknak támogatniuk kell a PCIe alagutakat, és egy belső PCIe switch-nek kell jelen lennie.
Az USB 4 specifikáció fontos része a rendelkezésre álló erőforrások mennyiségének dinamikus beállításának képessége, amikor videót és adatot küldünk ugyanazon a kapcsolaton keresztül. Tegyük fel tehát, hogy maximum ...40 Gbps USB 4...és nagy fájlokat másol egy külső SSD-ről, és 4K kijelzőre kimenetet jelenít meg. Tegyük fel, hogy a videoforrás körülbelül 12,5 Gbps-ot igényel. Ebben az esetben az USB 4 a fennmaradó 27,5 Mbps-ot a biztonsági mentési meghajtónak fogja lefoglalni.
Az USB-C bevezeti az „alternatív módot”, amely lehetővé teszi a DisplayPort/HDMI videó továbbítását egy Type-C porton keresztül. A jelenlegi 3.x specifikáció azonban nem biztosít jó módszert az erőforrások felosztására. Saunders szerint a DisplayPort alt mód pontosan 50/50 arányban tudja felosztani a sávszélességet az USB-adatok és a videoadatok között, míg a HDMI alt mód nem teszi lehetővé az USB-adatok egyidejű használatát.
Az USB4 40 Gbps szabványt definiál, lehetővé téve a sávszélesség dinamikus megosztását, így egyetlen adatkábel több funkciót is elláthat. Az USB4 segítségével lehetőség van PCIe- és kijelzőadatok egyidejű továbbítására egyetlen vonalon, a hagyományos USB-funkciók mellett, sőt, nagyon kényelmes módon tápellátást is biztosítani (USB PD-n keresztül). A jövőben a legtöbb periféria, legyen szó nagy sebességű hálózatokról, külső grafikus kártyákról, nagy felbontású kijelzőkről, nagy kapacitású, nagy sebességű tárolóeszközökről, vagy akár egy gépről egy másikra, Type-C interfészen keresztül összekapcsolható. Sőt, ha ezek az eszközök USB4 Hubot is tartalmaznak, akkor több eszközt is sorba vagy elágazva lehet csatlakoztatni ezekhez az eszközökhöz, ami rendkívül kényelmes.
Közzététel ideje: 2025. október 20.
