Поўны даведнік па USB4: ад хуткасці 40 Гбіт/с, дынамічнай прапускной здольнасці да паўнафункцыянальнага падключэння адным кабелем
З моманту з'яўлення USB4 мы публікуем мноства артыкулаў і спасылак, каб падзяліцца адпаведнай інфармацыяй. Аднак папулярнасць USB была настолькі высокай, што людзі паўсюль пытаюцца пра рынак USB4. Пачынаючы з ранняй эры USB 1.0 і інтэрфейсу перадачы дадзеных 1,5 Мбіт/с, USB прайшоў праз некалькі пакаленняў. Існавала мноства спецыфікацый, такіх як USB 1.0, USB 2.0 і USB 3.0, а формы і схемы дызайну інтэрфейсаў уключалі USB Type-A, USB Type-B і найбольш распаўсюджаны ў цяперашні час USB Type-C і г.д. USB4 не толькі мае больш высокую хуткасць перадачы дадзеных, але і лепшую сумяшчальнасць (падтрымлівае зваротную сумяшчальнасць, гэта значыць сумяшчальнасць з больш старымі версіямі). Ён можа больш эфектыўна падключаць і зараджаць практычна ўсе прылады. Калі ваш тэлефон, камп'ютар, манітор, прынтар і г.д. падтрымліваюць USB4, то тэарэтычна вам патрэбен толькі кабель перадачы дадзеных, які падтрымлівае USB4, каб падключыць прылады, што робіць хатні офіс значна зручнейшым. Вам больш не трэба купляць розныя кабелі для пераўтварэння інтэрфейсаў. Такім чынам, USB4 можа зрабіць наш рэжым працы больш разнастайным і зручным. Акрамя таго, яшчэ адной выдатнай асаблівасцю USB4 з'яўляецца тое, што чакаецца яго прымяненне ў перыферыйных прыладах, якія падтрымліваюць вылічэнні штучнага інтэлекту.
01 USB4 супраць USB 3.2
USB 3.2 — гэта новы стандарт, выпушчаны арганізацыяй USB-IF. Ён быў прадстаўлены яшчэ ў верасні 2017 года. З тэхнічнага пункту гледжання, USB 3.2 з'яўляецца паляпшэннем і дадаткам да USB 3.1. Асноўнае змяненне заключаецца ў тым, што хуткасць перадачы дадзеных павялічана да 20 Гбіт/с, а інтэрфейс усё яшчэ адпавядае...Type-CСхема, створаная ў эпоху USB 3.1, больш не падтрымлівае інтэрфейсы тыпу A і тыпу B. Як USB4, так і USB 3.2 выкарыстоўваюць інтэрфейсы тыпу C, але USB 4 значна больш складаны. USB 4 падтрымлівае адначасовую перадачу і прыём дадзеных паміж хостамі, PCI Express® (PCIe®), аўдыё/відэа DisplayPort і USB праз адзін і той жа інтэрфейс тыпу C па адной і той жа лініі сувязі. Два хосты USB 4 могуць абменьвацца IP-пакетамі дадзеных праз тунэль паміж хостамі; перадача праз DisplayPort і USB азначае, што аўдыё, відэа, дадзеныя і харчаванне могуць перадавацца праз адзін і той жа інтэрфейс, што значна хутчэй, чым пры выкарыстанні USB 3.2. Акрамя таго, перадача праз тунэль PCIe можа забяспечыць высокую прапускную здольнасць, нізкую затрымку і дасягнуць высокай прапускной здольнасці для захоўвання вялікай ёмістасці, перыферыйнага штучнага інтэлекту і іншых выпадкаў выкарыстання.
USB4 аб'ядноўвае два каналы перадачы і прыёму ў адзін інтэрфейс USB-C са хуткасцю да 20 Гбіт/с і...40 Гбіт/с, і кожны канал можа мець хуткасць перадачы дадзеных прыблізна 10 Гбіт/с або 20 Гбіт/с. Для распрацоўшчыкаў чыпаў гэтыя дадзеныя вельмі важныя. Ім трэба ведаць, што ў рэжыме Thunderbolt3 хуткасць перадачы дадзеных на кожным канале перадачы і прыёму складае 10,3125 Гбіт/с або 20,625 Гбіт/с. У традыцыйным рэжыме USB толькі адзін канал перадачы/прыёму працуе з хуткасцю5 Гбіт/с (USB 3.0) or 10 Гбіт/с (USB 3.1), у той час як два каналы USB 3.2 працуюць са хуткасцю 10 Гбіт/с.
Што тычыцца трываласці, то асноўнымі кампанентамі інтэрфейсу Type-C з'яўляюцца знешні металічны корпус, які больш трывалы і менш схільны да пашкоджанняў. Цэнтральны канал перадачы дадзеных абаронены дугападобным пакрыццём, што ўскладняе яго пашкоджанне. Патрабаванні да канструкцыі паказваюць, штоUSB тыпу Cможа вытрымаць больш за 10 000 падключэнняў і адключэнняў без пашкоджанняў. Калі разлічыць зыходзячы з 3 падключэнняў і адключэнняў у дзень, інтэрфейс USB Type-C можна выкарыстоўваць не менш за 10 гадоў.
02 Паскоранае разгортванне USB4
Пасля афіцыйнага выпуску пратакола USB 3.2 арганізацыя USB хутка абвясціла спецыфікацыі USB 4. У адрозненне ад папярэдніх стандартаў, такіх якUSB 3.2, якія былі заснаваныя на ўласным пратаколе USB, USB 4 больш не выкарыстоўвае спецыфікацыі USB на фундаментальным узроўні, а замест гэтага выкарыстоўвае пратакол Thunderbolt 3, які Intel цалкам раскрыла. Гэта найбуйнейшае змяненне ў развіцці USB за апошнія некалькі дзесяцігоддзяў. Пры выкарыстанні раздыма Type-C для падключэння функцыі USB4 замяняюць функцыі USB 3.2, і USB 2.0 можа працаваць адначасова. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed застаецца базавай інфраструктурай для перадачы "дадзеных USB" па фізічнай лініі USB 4. Найбольшае адрозненне паміж USB4 і USB 3.2 заключаецца ў тым, што USB4 арыентаваны на падключэнне. USB4 распрацаваны з тунэлямі для сумеснай перадачы дадзеных з некалькіх пратаколаў па адным фізічным інтэрфейсе. Такім чынам, хуткасць і ёмістасць USB4 могуць дынамічна дзяліцца. USB4 можа падтрымліваць іншыя пратаколы дысплея або сувязь паміж хостамі падчас перадачы дадзеных. Акрамя таго, USB4 павялічыў хуткасць сувязі з 20 Гбіт/с (Gen2x2) USB 3.2 да40 Гбіт/с (Gen3x2)на той жа двухпалоснай, двухсімплекснай архітэктуры.
USB4 не толькі забяспечвае высокую хуткасць USB (на аснове USB3), але і вызначае тунэлі дысплея на аснове DisplayPort і тунэлі загрузкі/захавання на аснове PCIe.
Афармленне дысплея: пратакол тунэля дысплея USB4 заснаваны на DisplayPort 1.4a. Сам DP 1.4a падтрымлівае8k пры 60 Гц or 4k пры 120 ГцХост USB4 павінен падтрымліваць DisplayPort на ўсіх партах, якія накіроўваюцца ўніз. Калі вы выкарыстоўваеце порт USB 4 для адначасовай перадачы відэа і дадзеных, порт будзе размеркаваць прапускную здольнасць адпаведна. Такім чынам, калі відэа патрабуецца толькі 20% прапускной здольнасці для працы вашага манітора 1080p (які таксама з'яўляецца канцэнтратарам), то астатнія 80% відэа можна выкарыстоўваць для перадачы файлаў з знешняга SSD.
Што тычыцца тунэляў PCIe: падтрымка PCIe хостамі USB4 неабавязковая. Канцэнтратары USB4 павінны падтрымліваць тунэлі PCIe, і павінен прысутнічаць унутраны камутатар PCIe.
Важнай часткай спецыфікацыі USB 4 з'яўляецца магчымасць дынамічнай рэгулявання колькасці даступных рэсурсаў пры адпраўцы відэа і дадзеных праз адно і тое ж злучэнне. Такім чынам, дапусцім, у вас ёсць максімум40 Гбіт/с USB 4і капіююць вялікія файлы з вонкавага SSD-назапашвальніка і выводзяць іх на дысплей 4K. Выкажам здагадку, што крыніца відэа патрабуе прыкладна 12,5 Гбіт/с. У гэтым выпадку USB 4 выдзеліць астатнія 27,5 Мбіт/с рэзервоваму дыску.
USB-C прадстаўляе «альтэрнатыўны рэжым», які дазваляе перадаваць відэа DisplayPort/HDMI з порта Type-C. Аднак бягучая спецыфікацыя 3.x не забяспечвае добрага метаду падзелу рэсурсаў. Паводле слоў Сондэрса, альтэрнатыўны рэжым DisplayPort можа дакладна падзяліць прапускную здольнасць паміж дадзенымі USB і відэададзенымі ў прапорцыі 50/50, у той час як альтэрнатыўны рэжым HDMI не дазваляе адначасова выкарыстоўваць дадзеныя USB.
USB4 вызначае стандарт 40 Гбіт/с, што дазваляе дынамічнае размеркаванне прапускной здольнасці, каб адзін кабель перадачы дадзеных мог выконваць некалькі функцый. З дапамогай USB4 можна адначасова перадаваць і адлюстроўваць дадзеныя PCIe па адной лініі, а таксама выконваць традыцыйныя функцыі USB, і нават забяспечваць харчаванне (праз USB PD) вельмі зручным чынам. У будучыні большасць перыферыйных прылад, няхай гэта будзе высакахуткасныя сеткі, знешнія відэакарты, дысплеі высокай выразнасці, ёмістыя высакахуткасныя прылады захоўвання дадзеных або нават адна машына да іншай, можна будзе падключаць праз інтэрфейс Type-C. Больш за тое, калі гэтыя прылады рэалізуюць USB4 Hub, можна будзе падключаць больш прылад паслядоўна або адгаліноўваць іх ад гэтых прылад, што надзвычай зручна.
Час публікацыі: 20 кастрычніка 2025 г.
