Врхунски водич за USB4: од брзине од 40 Gbps, динамичког пропусног опсега до потпуно функционалне везе једним каблом
Од појаве USB4, објављујемо бројне чланке и линкове како бисмо поделили релевантне информације. Међутим, популарност је била толико велика да људи свуда питају о тржишту USB4. Почевши од ране ере USB 1.0 и интерфејса за пренос података од 1,5 Mbps, USB је прошао кроз више генерација. Постојале су бројне спецификације као што су USB 1.0, USB 2.0 и USB 3.0, а облици и шеме дизајна интерфејса укључивали су USB Type-A, USB Type-B и тренутно најчешћи USB Type-C, итд. USB4 не само да има већу брзину преноса, већ има и бољу компатибилност (подржава компатибилност уназад, односно компатибилност са старијим верзијама). Може ефикасније да повеже скоро све уређаје и да их пуни. Ако ваш телефон, рачунар, монитор, штампач итд. подржавају USB4, онда вам је теоретски потребан само кабл за пренос података који подржава USB4 да бисте повезали уређаје, што кућну канцеларију чини много практичнијом. Више не морате да купујете разне каблове за конверзију интерфејса. Стога, USB4 може учинити наш начин рада разноврснијим и практичнијим. Поред тога, још једна изванредна карактеристика USB4 је то што се очекује да ће се примењивати у edge уређајима који подржавају рачунарство вештачке интелигенције.
01 USB4 наспрам USB3.2
USB 3.2 је нови стандард који је објавила организација USB-IF. Заправо је представљен већ у септембру 2017. године. Са техничке перспективе, USB 3.2 је побољшање и допуна USB 3.1. Основна промена је у томе што је брзина преноса података повећана на 20 Gbps, а интерфејс и даље пратиТип-ЦШема успостављена у ери USB 3.1, више не подржава интерфејсе типа A и типа B. И USB4 и USB 3.2 користе интерфејсе типа C, али је USB4 много сложенији. USB4 подржава истовремени пренос и пријем података типа C, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort аудио/видео и USB података преко истог Type-C интерфејса на истој вези. Два USB4 хоста могу размењивати IP пакете података преко тунела типа C; DisplayPort и USB тунелски пренос значи да се аудио, видео, подаци и напајање могу преносити преко истог интерфејса, што је много брже него коришћење USB 3.2. Поред тога, PCIe тунелски пренос може да обезбеди велики пропусни опсег, малу латенцију и постигне велики проток за складиштење великог капацитета, вештачку интелигенцију на рубу мреже и друге случајеве употребе.
USB4 интегрише два канала за пренос и пријем у један USB-C интерфејс, са брзином до 20 Gbps и40 Gbps, а сваки канал може имати брзину преноса података од приближно 10 Gbps или 20 Gbps. За програмере чипова, ови подаци су веома важни. Потребно је да знају да је у Thunderbolt3 режиму брзина преноса података на сваком каналу за пренос и пријем 10,3125 Gbps или 20,625 Gbps. У традиционалном USB режиму, само један канал за пренос/пријем ради брзином од5 Gbps (USB 3.0) or 10 Gbps (USB 3.1), док два канала USB3.2 раде брзином од 10 Gbps.
Што се тиче издржљивости, компоненте које носе снагу код Type-C интерфејса су углавном спољашње метално кућиште, које је јаче и мање подложно оштећењима. Централни канал за пренос података је заштићен поклопцем у облику лука, што га чини тешким за оштећење. Захтеви дизајна указују на то да...USB типа CМоже да издржи више од 10.000 укључивања и искључивања без оштећења. Ако се израчуна на основу 3 укључивања и искључивања дневно, USB Type-C интерфејс може се користити најмање 10 година.
02 Убрзано примењивање USB4
Након званичног објављивања USB 3.2 протокола, USB организација је брзо објавила спецификације USB 4 у кратком временском периоду. За разлику од претходних стандарда као што суUSB 3.2, који су били засновани на сопственом протоколу USB-а, USB 4 више не усваја USB спецификације на свом основном нивоу, већ уместо тога усваја Thunderbolt 3 протокол који је Intel у потпуности открио. Ово је највећа промена у развоју USB-а у последњих неколико деценија. Када се за повезивање користи Type-C конектор, функције USB4 замењују оне из USB 3.2, а USB 2.0 може да ради истовремено. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed остаје основна инфраструктура за пренос „USB података“ на физичкој USB 4 линији. Највећа разлика између USB4 и USB 3.2 лежи у томе што је USB4 оријентисан на конекцију. USB4 је дизајниран са тунелима за заједнички пренос података из више протокола на једном физичком интерфејсу. Стога се брзина и капацитет USB4 могу динамички делити. USB4 може да подржи друге протоколе за приказ или комуникацију између хостова док је пренос података у току. Поред тога, USB4 је повећао брзину комуникације са 20 Gbps (Gen2x2) USB 3.2 на40 Gbps (Gen3x2)на истој двотрачној, двоструко-симплекс архитектури.
USB4 не само да постиже USB велике брзине (базиран на USB3), већ и дефинише тунеле за приказивање засноване на DisplayPort-у и тунеле за учитавање/складиштење засноване на PCIe-у.
Аспект дисплеја: Протокол тунела дисплеја код USB4 је базиран на DisplayPort 1.4a. Сам DP 1.4a подржава8k на 60Hz or 4k на 120HzUSB4 хост мора да подржава DisplayPort на свим низводним портовима. Ако користите USB 4 порт за истовремени пренос видеа и података, порт ће сходно томе доделити пропусни опсег. Стога, ако је видеу потребно само 20% пропусног опсега за покретање вашег 1080p монитора (који је такође чвориште), онда се преосталих 80% видеа може користити за пренос датотека са екстерног SSD-а.
Што се тиче PCIe тунела: Подршка за PCIe од стране USB4 хостова је опционална. USB4 хабови треба да подржавају PCIe тунеле и треба да буде присутан интерни PCIe прекидач.
Важан део USB 4 спецификације је могућност динамичког подешавања количине доступних ресурса приликом слања видеа и података преко исте везе. Дакле, претпоставимо да имате највише40 Gbps USB 4и копирају велике датотеке са екстерног SSD-а и приказују их на 4K екрану. Претпоставимо да видео извор захтева приближно 12,5 Gbps. У овом случају, USB 4 ће доделити преосталих 27,5 Mbps резервном диску.
USB-C уводи „алтернативни режим“, што је могућност преноса DisplayPort/HDMI видеа са Type-C порта. Међутим, тренутна 3.x спецификација не пружа добар метод за поделу ресурса. Према Сондерсу, DisplayPort алт режим може прецизно поделити пропусни опсег између USB података и видео података на 50/50, док HDMI алт режим не дозвољава истовремену употребу USB података.
USB4 дефинише стандард од 40 Gbps, омогућавајући динамичко дељење пропусног опсега тако да један кабл за пренос података може да испуни више функција. Са USB4 је могуће истовремено преносити PCIe и приказивати податке преко једне линије, заједно са традиционалним USB функцијама, па чак и обезбедити напајање (преко USB PD) на веома практичан начин. У будућности, већина периферних уређаја, било да су у питању брзе мреже, екстерне графичке картице, екрани високе дефиниције, уређаји за складиштење великог капацитета велике брзине или чак једна машина и друга машина, могу се међусобно повезати путем Type-C интерфејса. Штавише, ако ови уређаји имплементирају USB4 Hub, можете повезати и више уређаја серијски или гранати се од ових уређаја, што је изузетно згодно.
Време објаве: 20. октобар 2025.
