Introducere la USB 4
USB4 este sistemul USB specificat în specificația USB4. Forumul Dezvoltatorilor USB a lansat versiunea 1.0 pe 29 august 2019. Numele complet al USB4 este Universal Serial Bus Generation 4. Se bazează pe tehnologia de transmisie a datelor „Thunderbolt 3”, dezvoltată în comun de Intel și Apple. Viteza de transmisie a datelor prin USB4 poate ajunge până la 40 Gbps, ceea ce reprezintă dublul vitezei celei mai recente versiuni USB 3.2 (Gen2×2) lansate.
Spre deosebire de standardele anterioare de protocol USB, USB4 necesită un conector USB-C și are nevoie de suport pentru USB PD pentru alimentare. Comparativ cu USB 3.2, acesta permite crearea de tuneluri DisplayPort și PCI Express. Această arhitectură definește o metodă de partajare dinamică a unei singure legături de mare viteză cu mai multe tipuri de dispozitive terminale, care pot gestiona cel mai bine transmisia de date în funcție de tip și aplicație. Produsele USB4 trebuie să suporte un debit de 20 Gbit/s și pot suporta un debit de 40 Gbit/s. Cu toate acestea, din cauza transmisiei prin tunel, la transmiterea de date mixte, chiar dacă datele sunt transmise cu o rată de 20 Gbit/s, rata reală de transmisie a datelor poate fi mai mare decât cea a USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
USB4 este împărțit în două versiuni: 20 Gbps și 40 Gbps. Dispozitivele cu interfață USB4 disponibile pe piață pot oferi fie viteza de 40 Gbps a Thunderbolt 3, fie o versiune redusă de 20 Gbps. Dacă doriți să achiziționați un dispozitiv cu cea mai mare viteză de transmisie, adică 40 Gbps, este recomandat să verificați specificațiile înainte de a face achiziția. Pentru scenariile care necesită transmisie de mare viteză, alegerea adaptorului USB 3.1 C LA C adecvat este crucială, deoarece acesta este principalul suport pentru atingerea unei rate de 40 Gbps.
Mulți oameni sunt confuzi în legătură cu relația dintre USB4 și Thunderbolt 4. De fapt, atât Thunderbolt 4, cât și USB4 sunt construite pe baza protocolului de bază al Thunderbolt 3. Se completează reciproc și sunt compatibile. Interfețele sunt toate de tip C, iar viteza maximă este de 40 Gbps pentru ambele.
În primul rând, cablul USB4 la care ne referim reprezintă standardul de transmisie USB, o specificație de protocol legată de performanța și eficiența transmisiei USB. USB4 poate fi înțeles ca „a patra generație” a acestei specificații.
Protocolul de transmisie USB a fost propus și dezvoltat în comun de mai multe companii, inclusiv Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC și Nortel, în 1994. A fost lansat ca versiune USB V0.7 pe 11 noiembrie 1994. Ulterior, aceste companii au înființat o organizație non-profit pentru a promova și sprijini USB în 1995, numită USB Implementers Forum, care este cunoscutul USB-IF, iar USB-IF este acum organizația de standardizare USB.
În 1996, USB-IF a propus oficial specificația USB 1.0. Cu toate acestea, rata de transmisie a USB 1.0 era de doar 1,5 Mbps, curentul maxim de ieșire era de 5V/500mA, iar la acea vreme existau foarte puține dispozitive periferice care suportau USB, așa că producătorii de plăci de bază rareori proiectau direct interfețe USB pe placa de bază.
▲USB 1.0
În septembrie 1998, USB-IF a lansat specificația USB 1.1. Rata de transmisie a fost crescută la 12 Mbps de data aceasta, iar unele detalii tehnice din USB 1.0 au fost corectate. Curentul maxim de ieșire a rămas 5V/500mA.
În aprilie 2000, a fost introdus standardul USB 2.0, cu o rată de transmisie de 480 Mbps, adică 60 MB/s. Aceasta este de 40 de ori mai mare decât cea a USB 1.1. Curentul maxim de ieșire este de 5V/500mA și adoptă un design cu 4 pini. USB 2.0 este încă utilizat și în prezent și se poate spune că este standardul USB cu cea mai lungă durată.
Pornind de la USB 2.0, USB-IF și-a demonstrat „talentul unic” în redenumire.
În iunie 2003, USB-IF a redenumit specificațiile și standardele USB, schimbând USB 1.0 în versiunea USB 2.0 Low-Speed, USB 1.1 în versiunea USB 2.0 Full-Speed și USB 2.0 în versiunea USB 2.0 High-Speed.
Totuși, această schimbare a avut un impact redus asupra situației actuale de la acea vreme, deoarece USB 1.0 și 1.1 practic au părăsit stadiul istoric.
În noiembrie 2008, Grupul de Promotori USB 3.0, format din giganți din industrie precum Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC și ST-NXP, a finalizat standardul USB 3.0 și l-a lansat public. Numele oficial dat a fost „SuperSpeed”. Grupul de Promotori USB este responsabil în principal pentru dezvoltarea și formularea standardelor din seria USB, iar standardele vor fi în cele din urmă predate către USB-IF pentru gestionare.
Rata maximă de transmisie a USB 3.0 atinge 5,0 Gbps, adică 640 MB/s. Curentul maxim de ieșire este de 5 V/900 mA. Este complet compatibil cu 2.0 și acceptă transmisia de date full-duplex (adică poate primi și trimite date simultan, în timp ce USB 2.0 este half-duplex), având totodată capacități îmbunătățite de gestionare a energiei și alte caracteristici.
USB 3.0 adoptă un design cu 9 pini. Primii 4 pini sunt aceiași cu cei ai USB 2.0, în timp ce ceilalți 5 pini sunt special concepuți pentru USB 3.0. Prin urmare, puteți determina dacă este vorba de USB 2.0 sau USB 3.0 după pini.
În iulie 2013, a fost lansat USB 3.1, cu o viteză de transmisie de 10 Gbps (1280 MB/s), pretinzând că este SuperSpeed+, iar tensiunea maximă admisă de alimentare a fost ridicată la 20V/5A, adică 100W.
Îmbunătățirea USB 3.1 față de USB 3.0 a fost, de asemenea, foarte evidentă. Cu toate acestea, la scurt timp după aceea, USB-IF a redenumit USB 3.0 ca USB 3.1 Gen1, iar USB 3.1 ca USB 3.1 Gen2.
Această schimbare de nume a cauzat probleme consumatorilor, deoarece mulți comercianți fără scrupule au marcat produsele doar ca fiind compatibile cu USB 3.1 în ambalaj, fără a indica dacă este vorba de Gen1 sau Gen2. De fapt, performanța de transmisie a celor două este destul de diferită, iar consumatorii ar putea cădea accidental într-o capcană. Prin urmare, această schimbare de nume a fost o mișcare proastă pentru majoritatea consumatorilor.
În septembrie 2017, a fost lansat USB 3.2. Sub USB Type-C, acesta acceptă canale duale de 10 Gbps pentru transmisia de date, cu o viteză de până la 20 Gb/s (2500 MB/s), iar curentul maxim de ieșire este în continuare de 20V/5A. Alte aspecte au îmbunătățiri minore.
▲Procesul de schimbare a numelui USB
Totuși, în 2019, USB-IF a venit cu o altă schimbare de nume. Au redenumit USB 3.1 Gen1 (care a fost USB 3.0 original) ca USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (care a fost USB 3.1 original) ca USB 3.2 Gen2 și USB 3.2 ca USB 3.2 Gen 2×2.
Acum și viitor: Saltul înainte al USB4
Acum că am ajuns la USB4, haideți să aruncăm o privire la upgrade-urile și îmbunătățirile acestui nou standard de protocol. În primul rând, deoarece este un upgrade intergenerațional de la „3″ la „4″, îmbunătățirea trebuie să fie semnificativă.
Pe baza tuturor informațiilor pe care le-am adunat, noile caracteristici ale USB4 sunt rezumate după cum urmează:
1. Viteză maximă de transmisie de 40 Gbps:
Prin transmisie pe două canale, viteza maximă teoretică de transmisie a USB4 ar trebui să poată atinge 40 Gbps, aceeași cu cea a Thunderbolt 3 (denumit „Thunderbolt 3” mai jos).
De fapt, USB4 va avea trei viteze de transmisie: 10 Gbps, 20 Gbps și 40 Gbps. Așadar, dacă doriți să cumpărați un dispozitiv cu cea mai mare viteză de transmisie, adică 40 Gbps, ar fi bine să verificați specificațiile înainte de a cumpăra.
2. Compatibil cu interfețele Thunderbolt 3:
Unele dispozitive USB4 (nu toate) pot fi compatibile și cu interfețele Thunderbolt 3. Adică, dacă dispozitivul dvs. are o interfață USB4, este posibil să conectați și un dispozitiv Thunderbolt 3 extern. Totuși, acest lucru nu este obligatoriu. Compatibilitatea acestuia depinde sau nu de atitudinea producătorului dispozitivului.
3. Capacitate de alocare dinamică a resurselor de lățime de bandă:
Dacă utilizați portul USB4 în timp ce îl utilizați și pentru a conecta un afișaj și a transfera date, portul va aloca lățimea de bandă corespunzătoare în funcție de situație. De exemplu, dacă videoclipul necesită doar 20% din lățimea de bandă pentru a alimenta un afișaj 1080p, atunci restul de 80% din lățimea de bandă poate fi utilizat pentru alte sarcini. Acest lucru nu era posibil în USB 3.2 și în erele anterioare. Înainte de aceasta, modul de funcționare al USB-ului era pe rând.
4. Toate dispozitivele USB4 vor accepta USB PD
USB PD este USB Power Delivery (transmisie de energie USB), unul dintre protocoalele de încărcare rapidă utilizate în prezent. A fost formulat și de organizația USB-IF. Această specificație permite atingerea unor tensiuni și curenți mai mari, cu o transmisie maximă de putere de până la 100 W, iar direcția de transmisie a puterii poate fi schimbată liber.
Conform reglementărilor USB-IF, forma standard a interfeței actuale de încărcare USB PD ar trebui să fie USB Type-C. În interfața USB Type-C, există doi pini, CC1 și CC2, care sunt utilizați pentru canalele de configurare a comunicării PD.
5. Se poate utiliza doar interfața USB Type-C
Având în vedere caracteristica de mai sus, este firesc să știm și că USB4 poate funcționa doar prin conectori USB Type-C. De fapt, nu numai USB PD, ci și alte standarde recente de USB-IF, este aplicabil doar pentru Type-C.
6. Poate fi compatibil cu protocoalele anterioare
USB4 poate fi utilizat împreună cu dispozitive și porturi USB 3 și USB 2. Adică, poate fi compatibil cu standardele de protocoale anterioare. Cu toate acestea, USB 1.0 și 1.1 nu sunt acceptate. În prezent, interfețele care utilizează acest protocol aproape au dispărut de pe piață.
Desigur, atunci când conectați un dispozitiv USB4 la un port USB 3.2, acesta nu poate transmite cu o viteză de 40 Gbps. Și interfața USB 2 de modă veche nu va deveni mai rapidă doar pentru că este conectată la o interfață USB4.
Data publicării: 21 iulie 2025
