USB 4 Ynlieding

USB 4 Ynlieding

USB4 is it USB-systeem dat spesifisearre is yn 'e USB4-spesifikaasje. It USB Developers Forum hat ferzje 1.0 útbrocht op 29 augustus 2019. De folsleine namme fan USB4 is Universal Serial Bus Generation 4. It is basearre op 'e gegevensoerdrachttechnology "Thunderbolt 3" dy't mienskiplik ûntwikkele is troch Intel en Apple. De gegevensoerdrachtsnelheid fan USB4 kin oant 40 Gbps berikke, wat twa kear de snelheid is fan 'e nijste útbrochte USB 3.2 (Gen2×2).

Oars as eardere USB-protokolstanderts fereasket USB4 in USB-C-ferbining en hat de stipe fan USB PD nedich foar stroomfoarsjenning. Yn ferliking mei USB 3.2 makket it it meitsjen fan DisplayPort- en PCI Express-tunnels mooglik. Dizze arsjitektuer definiearret in metoade foar it dynamysk dielen fan ien hege-snelheidsferbining mei meardere terminalapparatuertypen, dy't gegevensoerdracht it bêste kinne behannelje per type en tapassing. USB4-produkten moatte in trochfier fan 20 Gbit/s stypje en kinne in trochfier fan 40 Gbit/s stypje. Fanwegen tunneloerdracht kin by it oerdragen fan mingde gegevens, sels as gegevens wurde oerdroegen mei in snelheid fan 20 Gbit/s, de werklike gegevensoerdrachtsnelheid lykwols heger wêze as dy fan USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).

USB4 is ferdield yn twa ferzjes: 20Gbps en 40Gbps. De apparaten mei USB4-ynterface dy't op 'e merk te krijen binne, kinne de 40Gbps-snelheid fan Thunderbolt 3 of in fermindere ferzje fan 20Gbps oanbiede. As jo in apparaat wolle keapje mei de heechste oerdrachtsnelheid, dat is 40Gbps, is it it bêste om de spesifikaasjes te kontrolearjen foardat jo de oankeap dogge. Foar senario's dy't hege-snelheidsoerdracht fereaskje, is it kiezen fan 'e juste USB 3.1 C TO C krúsjaal, om't it de wichtichste drager is foar it berikken fan in snelheid fan 40Gbps.

In protte minsken binne betize oer de relaasje tusken USB4 en Thunderbolt 4. Eins binne sawol Thunderbolt 4 as USB4 boud op basis fan it ûnderlizzende protokol fan Thunderbolt 3. Se komplementearje elkoar en binne kompatibel. De ynterfaces binne allegear Type-C, en de maksimale snelheid is 40 Gbps foar beide.

Earst fan alles, de USB4-kabel dêr't wy it oer hawwe is de oerdrachtstandert fan USB, dat is in protokolspesifikaasje dy't relatearre is oan de prestaasjes en effisjinsje fan USB-oerdracht. USB4 kin begrepen wurde as de "fjirde generaasje" fan dizze spesifikaasje.

It USB-oerdrachtprotokol waard mienskiplik foarsteld en ûntwikkele troch meardere bedriuwen, wêrûnder Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, en Nortel yn 1994. It waard útbrocht as USB V0.7-ferzje op 11 novimber 1994. Letter hawwe dizze bedriuwen yn 1995 in non-profit organisaasje oprjochte om USB te befoarderjen en te stypjen, mei de namme USB Implementers Forum, de bekende USB-IF, en USB-IF is no de USB-standerdisaasje-organisaasje.

Yn 1996 stelde USB-IF offisjeel de USB 1.0-spesifikaasje foar. De oerdrachtsnelheid fan USB 1.0 wie lykwols mar 1,5 Mbps, de maksimale útfierstroom wie 5V/500mA, en yn dy tiid wiene der mar in pear perifeare apparaten dy't USB stipen, sadat moederbordfabrikanten selden direkt USB-ynterfaces op it moederbord ûntworpen.

▲USB 1.0

Yn septimber 1998 hat USB-IF de USB 1.1-spesifikaasje útbrocht. De oerdrachtsnelheid waard dizze kear ferhege nei 12 Mbps, en guon technyske details yn USB 1.0 waarden korrizjeare. De maksimale útfierstroom bleau 5V/500mA.

Yn april 2000 waard de USB 2.0-standert yntrodusearre, mei in oerdrachtsnelheid fan 480 Mbps, dat is 60 MB/s. It is 40 kear dy fan USB 1.1. De maksimale útfierstroom is 5V/500mA, en it brûkt in 4-pins ûntwerp. USB 2.0 wurdt noch altyd brûkt oant hjoed de dei en kin sein wurde dat it de langstduorjende USB-standert is.

Begjinnende fan USB 2.0, demonstrearre USB-IF har "unike talint" yn it omneamen.

Yn juny 2003 hat USB-IF de spesifikaasjes en noarmen fan USB feroare, wêrby't USB 1.0 feroare waard nei USB 2.0 Low-Speed-ferzje, USB 1.1 nei USB 2.0 Full-Speed-ferzje, en USB 2.0 nei USB 2.0 High-Speed-ferzje.

Dizze feroaring hie lykwols net folle ynfloed op 'e hjoeddeiske situaasje op dat stuit, om't USB 1.0 en 1.1 yn prinsipe it histoaryske poadium ferlitten hawwe.

Yn novimber 2008 foltôge de USB 3.0 Promoter Group, besteande út yndustrygiganten lykas Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC, en ST-NXP, de USB 3.0-standert en publisearre dy iepenbier. De offisjele namme dy't jûn waard wie "SuperSpeed". De USB Promoter Group is benammen ferantwurdlik foar de ûntwikkeling en formulearring fan USB-searjestanderts, en de standerts sille úteinlik oerdroegen wurde oan USB-IF foar behear.

De maksimale oerdrachtsnelheid fan USB 3.0 berikt 5.0 Gbps, dat is 640MB/s. De maksimale útfierstroom is 5V/900mA. It is folslein kompatibel mei 2.0 en stipet full-duplex gegevensoerdracht (d.w.s. it kin tagelyk gegevens ûntfange en ferstjoere, wylst USB 2.0 heal-duplex is), en hat ek bettere enerzjybehearmooglikheden en oare funksjes.

USB 3.0 brûkt in ûntwerp mei 9 pins. De earste 4 pinnen binne itselde as dy fan USB 2.0, wylst de oerbleaune 5 pinnen spesjaal ûntworpen binne foar USB 3.0. Dêrom kinne jo oan de pinnen bepale oft it USB 2.0 of USB 3.0 is.

Yn july 2013 waard USB 3.1 útbrocht, mei in oerdrachtsnelheid fan 10 Gbps (1280 MB/s), dy't beweart SuperSpeed+ te wêzen, en de maksimaal tastiene stroomfoarsjenningsspanning waard ferhege nei 20V/5A, dat is 100W.

De opwurdearring fan USB 3.1 yn ferliking mei USB 3.0 wie ek tige dúdlik. Net lang dêrnei omneamde USB-IF lykwols USB 3.0 ta USB 3.1 Gen1, en USB 3.1 ta USB 3.1 Gen2.

Dizze nammeferoaring soarge foar problemen foar konsuminten, om't in protte gewetenleaze keaplju allinich produkten markearren as stipe foar USB 3.1 yn 'e ferpakking sûnder oan te jaan oft it Gen1 of Gen2 wie. Eins binne de oerdrachtprestaasjes fan 'e twa hiel oars, en konsuminten kinne per ongelok yn in fal falle. Dêrom wie dizze nammeferoaring in minne set foar de mearderheid fan 'e konsuminten.

Yn septimber 2017 waard USB 3.2 útbrocht. Under USB Type-C stipet it dûbele 10 Gbps-kanalen foar gegevensoerdracht, mei in snelheid oant 20 Gb/s (2500 MB/s), en de maksimale útfierstroom is noch altyd 20V/5A. Oare aspekten hawwe lytse ferbetteringen.

▲It proses fan USB-nammeferoarings

Yn 2019 kaam USB-IF lykwols mei in oare nammeferoaring. Se feroaren de namme fan USB 3.1 Gen1 (dat wie de orizjinele USB 3.0) nei USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (dat wie de orizjinele USB 3.1) nei USB 3.2 Gen2, en USB 3.2 nei USB 3.2 Gen 2×2.

No en de takomst: De sprong foarút fan USB4

No't wy USB4 berikt hawwe, litte wy ris sjen nei de upgrades en ferbetteringen fan dizze nije protokolstandert. Earst en foaral, om't it in upgrade oer generaasjes is fan "3" nei "4", moat de ferbettering signifikant wêze.

Op basis fan alle ynformaasje dy't wy sammele hawwe, wurde de nije funksjes fan USB4 as folget gearfette:

1. Maksimale oerdrachtsnelheid fan 40 Gbps:

Troch dûbelkanaals oerdracht moat de teoretyske maksimale oerdrachtsnelheid fan USB4 40 Gbps berikke kinne, wat itselde is as dy fan Thunderbolt 3 (hjirûnder oantsjutten as "Thunderbolt 3").

Eins sil USB4 trije oerdrachtsnelheden hawwe: 10 Gbps, 20 Gbps en 40 Gbps. Dus as jo in apparaat wolle keapje mei de heechste oerdrachtsnelheid, dat is 40 Gbps, kinne jo de spesifikaasjes better kontrolearje foardat jo it keapje.

2. Kompatibel mei Thunderbolt 3-ynterfaces:

Guon (net alle) USB4-apparaten kinne ek kompatibel wêze mei Thunderbolt 3-ynterfaces. Dat wol sizze, as jo apparaat in USB4-ynterface hat, kin it ek mooglik wêze om in Thunderbolt 3-apparaat ekstern oan te sluten. Dit is lykwols net ferplicht. Oft it kompatibel is of net hinget ôf fan 'e hâlding fan' e apparaatfabrikant.

3. Dynamyske bânbreedte-boarne-tawizingsmooglikheden:

As jo de USB4-poarte brûke wylst jo dy ek brûke om in skerm oan te sluten en gegevens oer te dragen, sil de poarte de oerienkommende bânbreedte tawize neffens de situaasje. Bygelyks, as de fideo mar 20% fan 'e bânbreedte nedich hat om in 1080p-skerm oan te driuwen, dan kin de oerbleaune 80% fan 'e bânbreedte brûkt wurde foar oare taken. Dit wie net mooglik yn USB 3.2 en foargeande tiden. Dêrfoar wie de wurkmodus fan 'e USB om beurten te wikseljen.

4. USB4-apparaten sille allegear USB PD stypje

USB PD is USB Power Delivery (USB-stroomoerdracht), ien fan 'e hjoeddeiske mainstream snelle oplaadprotokollen. It is ek formulearre troch de USB-IF-organisaasje. Dizze spesifikaasje kin hegere spanningen en streamingen berikke, mei in maksimale stroomoerdracht oant 100W, en de rjochting fan 'e stroomoerdracht kin frij feroare wurde.

Neffens de regeljouwing fan USB-IF moat de standertfoarm fan 'e hjoeddeiske USB PD-oplaadynterface USB Type-C wêze. Yn 'e USB Type-C-ynterface binne d'r twa pinnen, CC1 en CC2, dy't brûkt wurde foar PD-kommunikaasjekonfiguraasjekanalen.

5. Allinnich USB Type-C-ynterface kin brûkt wurde

Mei de boppesteande funksje is it natuerlik dat wy ek witte kinne dat USB4 allinich kin wurkje fia USB Type-C-ferbiningen. Eins is it net allinich fan tapassing op USB PD, mar ek yn oare lêste noarmen fan USB-IF, allinich op Type-C.

6. Kin efterút kompatibel wêze mei protokollen út it ferline

USB4 kin tegearre mei USB 3- en USB 2-apparaten en -poarten brûkt wurde. Dat wol sizze, it kin efterút kompatibel wêze mei eardere protokolstanderts. USB 1.0 en 1.1 wurde lykwols net stipe. Op it stuit binne de ynterfaces dy't dit protokol brûke hast fan 'e merk ferdwûn.

Fansels, as in USB4-apparaat ferbûn wurdt mei in USB 3.2-poarte, kin it net oerdrage mei in snelheid fan 40 Gbps. En de âlderwetske USB 2-ynterface sil net rapper wurde, allinich om't it ferbûn is mei in USB4-ynterface.