USB 4 Bevezetés
Az USB4 az USB4 specifikációban meghatározott USB rendszer. Az USB Developers Forum 2019. augusztus 29-én adta ki az 1.0-s verzióját. Az USB4 teljes neve Universal Serial Bus Generation 4. Az Intel és az Apple által közösen kifejlesztett „Thunderbolt 3” adatátviteli technológián alapul. Az USB4 adatátviteli sebessége elérheti a 40 Gbps-ot, ami kétszerese a legújabb USB 3.2 (Gen2×2) sebességének.
A korábbi USB protokoll szabványokkal ellentétben az USB4 USB-C csatlakozót igényel, és az áramellátáshoz USB PD támogatásra van szüksége. Az USB 3.2-vel összehasonlítva lehetővé teszi DisplayPort és PCI Express alagutak létrehozását. Ez az architektúra egy olyan módszert határoz meg, amely dinamikusan megoszt egyetlen nagysebességű kapcsolatot több termináleszköz-típussal, amely típus és alkalmazás szerint a legjobban képes kezelni az adatátvitelt. Az USB4 termékeknek támogatniuk kell a 20 Gbit/s átviteli sebességet, és 40 Gbit/s átviteli sebességet is támogatniuk kell. Az alagútátvitel miatt azonban vegyes adatok továbbításakor, még 20 Gbit/s sebességgel történő adatátvitel esetén is, a tényleges adatátviteli sebesség magasabb lehet, mint az USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) esetében.
Az USB4 két változatra oszlik: 20 Gbps és 40 Gbps. A piacon kapható USB4 interfésszel rendelkező eszközök a Thunderbolt 3 40 Gbps sebességét vagy egy csökkentett, 20 Gbps-os változatát kínálhatják. Ha a legnagyobb átviteli sebességű, azaz 40 Gbps-os eszközt szeretné vásárolni, érdemes a vásárlás előtt ellenőrizni a specifikációkat. Nagy sebességű átvitelt igénylő esetekben a megfelelő USB 3.1 C TO C kiválasztása kulcsfontosságú, mivel ez a kulcsfontosságú hordozó a 40 Gbps sebesség eléréséhez.
Sokan zavarban vannak az USB4 és a Thunderbolt 4 közötti kapcsolattal kapcsolatban. Valójában mind a Thunderbolt 4, mind az USB4 a Thunderbolt 3 alapjául szolgáló protokollra épül. Kiegészítik egymást és kompatibilisek. Az interfészek mind Type-C típusúak, és a maximális sebesség mindkettő esetében 40 Gbps.
Először is, az általunk említett USB4 kábel az USB átviteli szabványa, amely egy protokollspecifikáció, amely az USB átvitel teljesítményéhez és hatékonyságához kapcsolódik. Az USB4 tekinthető ennek a specifikációnak a „negyedik generációjaként”.
Az USB átviteli protokollt több vállalat, köztük a Compaq, a DEC, az IBM, az Intel, a Microsoft, az NEC és a Nortel közösen javasolta és fejlesztette ki 1994-ben. Az USB V0.7 verzió 1994. november 11-én jelent meg. Később ezek a vállalatok 1995-ben létrehoztak egy nonprofit szervezetet az USB népszerűsítésére és támogatására, amely USB Implementers Forum néven fut, és a jól ismert USB-IF, az USB-IF pedig ma az USB szabványosítási szervezet.
1996-ban az USB-IF hivatalosan is javasolta az USB 1.0 specifikációt. Az USB 1.0 átviteli sebessége azonban csak 1,5 Mbps volt, a maximális kimeneti áram 5V/500mA, és akkoriban nagyon kevés periféria támogatta az USB-t, így az alaplapgyártók ritkán terveztek USB interfészeket közvetlenül az alaplapra.
▲USB 1.0
1998 szeptemberében az USB-IF kiadta az USB 1.1 specifikációt. Az átviteli sebességet ezúttal 12 Mbps-ra növelték, és az USB 1.0 néhány technikai részletét is korrigálták. A maximális kimeneti áram továbbra is 5V/500mA maradt.
2000 áprilisában bevezették az USB 2.0 szabványt, 480 Mbps átviteli sebességgel, ami 60 MB/s. Ez negyvenszerese az USB 1.1-nek. A maximális kimeneti áram 5V/500mA, és 4 tűs kialakítású. Az USB 2.0 a mai napig használatban van, és elmondható, hogy ez a leghosszabb ideje fennálló USB szabvány.
Az USB 2.0-tól kezdve az USB-IF bemutatta „egyedi tehetségét” az átnevezésben.
2003 júniusában az USB-IF átnevezte az USB specifikációit és szabványait, az USB 1.0-t USB 2.0 Low-Speed verzióra, az USB 1.1-et USB 2.0 Full-Speed verzióra, az USB 2.0-t pedig USB 2.0 High-Speed verzióra változtatva.
Ez a változás azonban akkoriban kevés hatással volt a jelenlegi helyzetre, mivel az USB 1.0 és 1.1 lényegében elhagyta a történelmi szakaszt.
2008 novemberében az Intel, a Microsoft, a HP, a Texas Instruments, az NEC és az ST-NXP ipari óriásokból álló USB 3.0 Promoter Group elkészítette és nyilvánosan közzétette az USB 3.0 szabványt. A hivatalos név „SuperSpeed” volt. Az USB Promoter Group elsősorban az USB sorozatú szabványok kidolgozásáért és megfogalmazásáért felelős, és a szabványokat végül az USB-IF fogja átadni kezelésre.
Az USB 3.0 maximális átviteli sebessége eléri az 5,0 Gbps-ot, ami 640 MB/s-nak felel meg. A maximális kimeneti áram 5V/900mA. Teljes mértékben kompatibilis a 2.0-val, és támogatja a full-duplex adatátvitelt (azaz egyszerre képes adatokat fogadni és küldeni, míg az USB 2.0 fél-duplex), valamint jobb energiagazdálkodási képességekkel és egyéb funkciókkal rendelkezik.
Az USB 3.0 9 tűs kialakítású. Az első 4 tű megegyezik az USB 2.0-éval, míg a fennmaradó 5 tűt kifejezetten az USB 3.0-hoz tervezték. Ezért a tűk alapján megállapíthatja, hogy USB 2.0 vagy USB 3.0-ról van szó.
2013 júliusában jelent meg az USB 3.1, 10 Gbps (1280 MB/s) átviteli sebességgel, SuperSpeed+-nak kiáltva ki, és a maximálisan megengedett tápfeszültséget 20V/5A-ra emelték, ami 100W-ot jelent.
Az USB 3.1 fejlesztése az USB 3.0-hoz képest szintén nagyon nyilvánvaló volt. Nem sokkal később azonban az USB-IF átnevezte az USB 3.0-t USB 3.1 Gen1-re, az USB 3.1-et pedig USB 3.1 Gen2-re.
Ez a névváltoztatás gondot okozott a fogyasztóknak, mivel sok gátlástalan kereskedő csak a csomagoláson jelölte meg a termékeket USB 3.1-et támogatóként, anélkül, hogy feltüntette volna, hogy Gen1-ről vagy Gen2-ről van-e szó. Valójában a kettő átviteli teljesítménye meglehetősen eltérő, és a fogyasztók véletlenül csapdába eshetnek. Ezért ez a névváltoztatás a legtöbb fogyasztó számára rossz lépés volt.
2017 szeptemberében jelent meg az USB 3.2. Az USB Type-C szabvány kettős 10 Gbps sebességű adatátvitelt támogat, akár 20 Gbps (2500 MB/s) sebességgel, a maximális kimeneti áram pedig továbbra is 20V/5A. Más területeken kisebb fejlesztések történtek.
▲Az USB-eszközök névváltoztatási folyamata
2019-ben azonban az USB-IF újabb névváltoztatással állt elő. Átnevezték az USB 3.1 Gen1-et (ami az eredeti USB 3.0 volt) USB 3.2 Gen1-re, az USB 3.1 Gen2-t (ami az eredeti USB 3.1 volt) USB 3.2 Gen2-re, az USB 3.2-t pedig USB 3.2 Gen 2×2-re.
Most és jövő: Az USB4 előrelépése
Most, hogy elértük az USB4-et, vessünk egy pillantást az új protokollszabvány frissítéseire és fejlesztéseire. Először is, mivel ez egy generációkon átívelő frissítés „3”-ról „4”-re, a fejlesztésnek jelentősnek kell lennie.
Az összegyűjtött információk alapján az USB4 új funkcióit a következőképpen foglalhatjuk össze:
1. Maximális átviteli sebesség 40 Gbps:
A kétcsatornás átvitel révén az USB4 elméleti maximális átviteli sebessége elérheti a 40 Gbps-ot, ami megegyezik a Thunderbolt 3 (a továbbiakban „Thunderbolt 3”) sebességével.
Valójában az USB4 három átviteli sebességgel rendelkezik: 10 Gbps, 20 Gbps és 40 Gbps. Tehát, ha a legnagyobb átviteli sebességű, azaz 40 Gbps-os eszközt szeretnéd vásárolni, érdemes vásárlás előtt ellenőrizned a specifikációkat.
2. Kompatibilis a Thunderbolt 3 interfészekkel:
Néhány (nem minden) USB4-es eszköz kompatibilis lehet a Thunderbolt 3 interfészekkel is. Ez azt jelenti, hogy ha az eszközöd rendelkezik USB4-es interfésszel, akkor külsőleg is csatlakoztathatsz hozzá egy Thunderbolt 3-as eszközt. Ez azonban nem kötelező. Az, hogy kompatibilis-e vagy sem, az eszköz gyártójának hozzáállásától függ.
3. Dinamikus sávszélesség-erőforrás-elosztási képesség:
Ha az USB4 portot kijelző csatlakoztatása és adatátvitel közben is használod, a port a helyzetnek megfelelően osztja ki a megfelelő sávszélességet. Például, ha a videónak csak a sávszélesség 20%-ára van szüksége egy 1080p kijelző meghajtásához, akkor a fennmaradó 80%-ot más feladatokra lehet felhasználni. Ez az USB 3.2-ben és a korábbi korszakokban nem volt lehetséges. Korábban az USB üzemmódja a felváltva működött.
4. Az USB4 eszközök mind támogatni fogják az USB PD-t
Az USB PD az USB Power Delivery (USB power transmission) rövidítése, és az egyik jelenlegi mainstream gyorstöltési protokoll. Szintén az USB-IF szervezet fogalmazta meg. Ez a specifikáció nagyobb feszültségek és áramok elérésére képes, a maximális teljesítményátvitel elérheti a 100 W-ot, és az energiaátvitel iránya szabadon változtatható.
Az USB-IF előírásai szerint a jelenlegi USB PD töltőinterfész szabványos formájának USB Type-C-nek kell lennie. Az USB Type-C interfészben két láb található, a CC1 és a CC2, amelyeket a PD kommunikációs konfigurációs csatornákhoz használnak.
5. Csak USB Type-C interfész használható
A fenti tulajdonsággal természetes, hogy azt is tudjuk, hogy az USB4 csak USB Type-C csatlakozókon keresztül működik. Valójában nemcsak az USB PD, hanem az USB-IF legújabb szabványai is csak Type-C-re vonatkoznak.
6. Visszafelé kompatibilis a korábbi protokollokkal
Az USB4 használható USB 3 és USB 2 eszközökkel és portokkal együtt. Ez azt jelenti, hogy visszafelé kompatibilis a korábbi protokollszabványokkal. Az USB 1.0 és 1.1 azonban nem támogatott. Jelenleg az ezt a protokollt használó interfészek szinte teljesen eltűntek a piacról.
Természetesen, ha egy USB4-es eszközt USB 3.2-es porthoz csatlakoztatunk, az nem tud 40 Gbps sebességgel továbbítani. És a régimódi USB 2-es interfész sem lesz gyorsabb csak azért, mert egy USB4-es interfészhez csatlakoztatjuk.
Közzététel ideje: 2025. július 21.
