USB 4 Inleiding
USB4 is die USB-stelsel wat in die USB4-spesifikasie gespesifiseer word. Die USB Developers Forum het sy weergawe 1.0 op 29 Augustus 2019 vrygestel. Die volle naam van USB4 is Universal Serial Bus Generation 4. Dit is gebaseer op die data-oordragtegnologie "Thunderbolt 3" wat gesamentlik deur Intel en Apple ontwikkel is. Die data-oordragspoed van USB4 kan tot 40 Gbps bereik, wat twee keer die spoed van die nuutste vrygestelde USB 3.2 (Gen2×2) is.
Anders as vorige USB-protokolstandaarde, vereis USB4 'n USB-C-aansluiting en die ondersteuning van USB PD vir kragtoevoer. In vergelyking met USB 3.2, laat dit die skep van DisplayPort- en PCI Express-tonnels toe. Hierdie argitektuur definieer 'n metode vir die dinamies deel van 'n enkele hoëspoedskakel met verskeie terminale toesteltipes, wat data-oordrag die beste volgens tipe en toepassing kan hanteer. USB4-produkte moet 'n deurset van 20 Gbit/s ondersteun en kan 'n deurset van 40 Gbit/s ondersteun. As gevolg van tonnel-oordrag, wanneer gemengde data oorgedra word, selfs al word data teen 'n tempo van 20 Gbit/s oorgedra, kan die werklike data-oordragtempo egter hoër wees as dié van USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
USB4 word in twee weergawes verdeel: 20 Gbps en 40 Gbps. Die toestelle met USB4-koppelvlak wat op die mark beskikbaar is, kan óf die 40 Gbps-spoed van Thunderbolt 3 óf 'n verminderde weergawe van 20 Gbps bied. As jy 'n toestel met die hoogste oordragspoed wil koop, dit wil sê 40 Gbps, is dit die beste om die spesifikasies na te gaan voordat jy die aankoop doen. Vir scenario's wat hoëspoed-oordrag vereis, is die keuse van die toepaslike USB 3.1 C NA C van kardinale belang, aangesien dit die sleuteldraer is om 'n 40 Gbps-spoed te bereik.
Baie mense is verward oor die verhouding tussen USB4 en Thunderbolt 4. Trouens, beide Thunderbolt 4 en USB4 is gebou op grond van die onderliggende protokol van Thunderbolt 3. Hulle vul mekaar aan en is versoenbaar. Die koppelvlakke is almal Tipe-C, en die maksimum spoed is 40 Gbps vir beide.
Eerstens, die USB4-kabel waarna ons verwys, is die transmissiestandaard van USB, wat 'n protokolspesifikasie is wat verband hou met die werkverrigting en doeltreffendheid van USB-oordrag. USB4 kan verstaan word as die "vierde generasie" van hierdie spesifikasie.
Die USB-oordragprotokol is gesamentlik voorgestel en ontwikkel deur verskeie maatskappye, insluitend Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC en Nortel, in 1994. Dit is op 11 November 1994 as USB V0.7-weergawe vrygestel. Later het hierdie maatskappye in 1995 'n niewinsgewende organisasie gestig om USB te bevorder en te ondersteun, genaamd USB Implementers Forum, wat die bekende USB-IF is, en USB-IF is nou die USB-standaardiseringsorganisasie.
In 1996 het USB-IF amptelik die USB 1.0-spesifikasie voorgestel. Die oordragsnelheid van USB 1.0 was egter slegs 1.5 Mbps, die maksimum uitsetstroom was 5V/500mA, en destyds was daar baie min randapparatuur wat USB ondersteun het, daarom het moederbordvervaardigers selde direk USB-koppelvlakke op die moederbord ontwerp.
▲USB 1.0
In September 1998 het USB-IF die USB 1.1-spesifikasie vrygestel. Die oordragspoed is hierdie keer verhoog na 12 Mbps, en sommige tegniese besonderhede in USB 1.0 is reggestel. Die maksimum uitsetstroom het 5V/500mA gebly.
In April 2000 is die USB 2.0-standaard bekendgestel, met 'n oordragspoed van 480 Mbps, wat 60 MB/s is. Dit is 40 keer dié van USB 1.1. Die maksimum uitsetstroom is 5V/500mA, en dit gebruik 'n 4-pen-ontwerp. USB 2.0 word steeds vandag gebruik en kan beskou word as die langslewende USB-standaard.
Vanaf USB 2.0 het USB-IF hul "unieke talent" in herbenaming gedemonstreer.
In Junie 2003 het USB-IF die spesifikasies en standaarde van USB hernoem, en USB 1.0 na USB 2.0 Laespoed-weergawe, USB 1.1 na USB 2.0 Volspoed-weergawe, en USB 2.0 na USB 2.0 Hoëspoed-weergawe verander.
Hierdie verandering het egter min impak op die huidige situasie gehad, want USB 1.0 en 1.1 het basies die historiese stadium verlaat.
In November 2008 het die USB 3.0 Promoter Group, bestaande uit bedryfsreuse soos Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC en ST-NXP, die USB 3.0-standaard voltooi en publiek vrygestel. Die amptelike naam was "SuperSpeed". Die USB Promoter Group is hoofsaaklik verantwoordelik vir die ontwikkeling en formulering van USB-reeksstandaarde, en die standaarde sal uiteindelik aan USB-IF oorhandig word vir bestuur.
Die maksimum oordragsnelheid van USB 3.0 bereik 5.0 Gbps, wat 640MB/s is. Die maksimum uitsetstroom is 5V/900mA. Dit is ten volle versoenbaar met 2.0 en ondersteun voldupleks-data-oordrag (d.w.s. dit kan data gelyktydig ontvang en stuur, terwyl USB 2.0 halfdupleks is), asook beter kragbestuurvermoëns en ander kenmerke.
USB 3.0 gebruik 'n 9-pen-ontwerp. Die eerste 4 penne is dieselfde as dié van USB 2.0, terwyl die oorblywende 5 penne spesiaal vir USB 3.0 ontwerp is. Daarom kan jy bepaal of dit USB 2.0 of USB 3.0 is deur die penne.
In Julie 2013 is USB 3.1 vrygestel, met 'n oordragspoed van 10 Gbps (1280 MB/s), wat beweer het SuperSpeed+ te wees, en die maksimum toelaatbare kragtoevoerspanning is verhoog na 20V/5A, wat 100W is.
Die opgradering van USB 3.1 teenoor USB 3.0 was ook baie duidelik. Kort daarna het USB-IF egter USB 3.0 hernoem na USB 3.1 Gen1, en USB 3.1 na USB 3.1 Gen2.
Hierdie naamsverandering het probleme vir verbruikers veroorsaak, want baie gewetenlose handelaars het produkte slegs as USB 3.1-ondersteunend in die verpakking gemerk sonder om aan te dui of dit Gen1 of Gen2 was. Trouens, die oordragprestasie van die twee is heel anders, en verbruikers kan per ongeluk in 'n lokval trap. Daarom was hierdie naamsverandering 'n slegte skuif vir die meerderheid verbruikers.
In September 2017 is USB 3.2 vrygestel. Onder USB Tipe-C ondersteun dit dubbele 10 Gbps-kanale vir data-oordrag, met 'n spoed van tot 20 Gb/s (2500 MB/s), en die maksimum uitsetstroom is steeds 20V/5A. Ander aspekte het geringe verbeterings.
▲Die proses van USB-naamveranderinge
In 2019 het USB-IF egter met 'n ander naamsverandering vorendag gekom. Hulle het USB 3.1 Gen1 (wat die oorspronklike USB 3.0 was) hernoem na USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (wat die oorspronklike USB 3.1 was) na USB 3.2 Gen2, en USB 3.2 na USB 3.2 Gen 2×2.
Nou en die toekoms: Die sprong vorentoe van USB4
Noudat ons USB4 bereik het, kom ons kyk na die opgraderings en verbeterings van hierdie nuwe protokolstandaard. Eerstens, aangesien dit 'n kruisgenerasie-opgradering van "3" na "4" is, moet die verbetering beduidend wees.
Gebaseer op al die inligting wat ons ingesamel het, word die nuwe kenmerke van USB4 soos volg opgesom:
1. Maksimum oordragspoed van 40 Gbps:
Deur middel van dubbelkanaal-oordrag behoort die teoretiese maksimum oordragspoed van USB4 40 Gbps te kan bereik, wat dieselfde is as dié van Thunderbolt 3 (hieronder na verwys as "Thunderbolt 3").
Trouens, USB4 sal drie oordragspoed hê: 10 Gbps, 20 Gbps en 40 Gbps. Dus, as jy 'n toestel met die hoogste oordragspoed wil koop, dit wil sê 40 Gbps, moet jy die spesifikasies nagaan voordat jy koop.
2. Versoenbaar met Thunderbolt 3-koppelvlakke:
Sommige (nie alle) USB4-toestelle kan ook versoenbaar wees met Thunderbolt 3-koppelvlakke. Dit wil sê, as jou toestel 'n USB4-koppelvlak het, kan dit ook moontlik wees om 'n Thunderbolt 3-toestel ekstern te koppel. Dit is egter nie verpligtend nie. Of dit versoenbaar is of nie, hang af van die houding van die toestelvervaardiger.
3. Dinamiese bandwydte hulpbrontoewysingsvermoë:
As jy die USB4-poort gebruik terwyl jy dit ook gebruik om 'n skerm te koppel en data oor te dra, sal die poort die ooreenstemmende bandwydte volgens die situasie toeken. Byvoorbeeld, as die video slegs 20% van die bandwydte benodig om 'n 1080p-skerm aan te dryf, kan die oorblywende 80% van die bandwydte vir ander take gebruik word. Dit was nie moontlik in USB 3.2 en vorige eras nie. Voor dit was die USB se werkmodus om beurte te maak.
4. USB4-toestelle sal almal USB PD ondersteun
USB PD is USB Power Delivery (USB-kragoordrag), wat een van die huidige hoofstroom-snellaaiprotokolle is. Dit is ook deur die USB-IF-organisasie geformuleer. Hierdie spesifikasie kan hoër spannings en strome bereik, met die maksimum kragoordrag wat tot 100 W bereik, en die kragoordragrigting kan vrylik verander word.
Volgens die regulasies van USB-IF, moet die standaardvorm van die huidige USB PD-laai-koppelvlak USB Tipe-C wees. In die USB Tipe-C-koppelvlak is daar twee penne, CC1 en CC2, wat vir PD-kommunikasiekonfigurasiekanale gebruik word.
5. Slegs USB Tipe-C koppelvlak kan gebruik word
Met die bogenoemde kenmerk is dit natuurlik dat ons ook kan weet dat USB4 slegs deur USB Tipe-C-verbindings kan werk. Trouens, nie net USB PD nie, maar ook in ander nuutste standaarde van USB-IF, is dit slegs van toepassing op Tipe-C.
6. Kan agteruit versoenbaar wees met vorige protokolle
USB4 kan saam met USB 3- en USB 2-toestelle en -poorte gebruik word. Dit wil sê, dit kan agteruit versoenbaar wees met vorige protokolstandaarde. USB 1.0 en 1.1 word egter nie ondersteun nie. Tans het die koppelvlakke wat hierdie protokol gebruik, amper van die mark verdwyn.
Natuurlik, wanneer 'n USB4-toestel aan 'n USB 3.2-poort gekoppel word, kan dit nie teen 'n spoed van 40 Gbps oordra nie. En die outydse USB 2-koppelvlak sal nie vinniger word net omdat dit aan 'n USB4-koppelvlak gekoppel is nie.
Plasingstyd: 21 Julie 2025
