Ultimativni vodič za USB4: od brzine od 40 Gbps, dinamičke propusnosti do potpuno funkcionalne veze jednim kabelom
Od pojave USB4 standarda objavljujemo brojne članke i poveznice kako bismo podijelili relevantne informacije. Međutim, popularnost je bila toliko visoka da se ljudi posvuda raspituju o tržištu USB4 standarda. Počevši od rane ere USB 1.0 i sučelja za prijenos podataka od 1,5 Mbps, USB je prošao kroz više generacija. Postojale su brojne specifikacije poput USB 1.0, USB 2.0 i USB 3.0, a oblici i sheme dizajna sučelja uključivali su USB Type-A, USB Type-B i trenutno najčešći USB Type-C itd. USB4 ne samo da ima veću brzinu prijenosa, već ima i bolju kompatibilnost (podržava unatrag kompatibilnost, odnosno kompatibilnost sa starijim verzijama). Može učinkovitije povezati gotovo sve uređaje i puniti ih. Ako vaš telefon, računalo, monitor, pisač itd. podržavaju USB4, tada vam je teoretski potreban samo podatkovni kabel koji podržava USB4 za povezivanje uređaja, što kućni ured čini mnogo praktičnijim. Više ne morate kupovati razne kabele za pretvorbu sučelja. Stoga, USB4 može učiniti naš način rada raznolikijim i praktičnijim. Osim toga, još jedna izvanredna značajka USB4 je ta što se očekuje njegova primjena u rubnim uređajima koji podržavaju računalstvo umjetne inteligencije.
01 USB4 u odnosu na USB 3.2
USB 3.2 je novi standard koji je objavila organizacija USB-IF. Zapravo je predstavljen već u rujnu 2017. S tehničke perspektive, USB 3.2 je poboljšanje i dodatak USB-u 3.1. Osnovna promjena je da je brzina prijenosa podataka povećana na 20 Gbps, a sučelje i dalje pratiTip-Cshema uspostavljena u eri USB 3.1, više ne podržava sučelja tipa A i tipa B. I USB4 i USB 3.2 koriste sučelja tipa C, ali USB 4 je mnogo složeniji. USB 4 podržava istovremeni prijenos i prijem podataka od host-to-host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort audio/video i USB podataka putem istog sučelja tipa C na istoj vezi. Dva USB 4 hosta mogu razmjenjivati IP podatkovne pakete putem tunela od host-to-host; prijenos putem DisplayPort i USB tunela znači da se zvuk, video, podaci i napajanje mogu prenositi putem istog sučelja, što je mnogo brže nego korištenje USB 3.2. Osim toga, prijenos putem PCIe tunela može osigurati veliku propusnost, nisku latenciju i postići visoku propusnost za pohranu velikog kapaciteta, umjetnu inteligenciju na rubu mreže i druge slučajeve upotrebe.
USB4 integrira dva kanala za prijenos i prijem u jedno USB-C sučelje, s brzinom do 20 Gbps i40 Gbps, a svaki kanal može imati brzinu prijenosa podataka od približno 10 Gbps ili 20 Gbps. Za razvojne programere čipova, ovi su podaci vrlo važni. Moraju znati da je u Thunderbolt3 načinu rada brzina prijenosa podataka na svakom kanalu za prijenos i prijem 10,3125 Gbps ili 20,625 Gbps. U tradicionalnom USB načinu rada, samo jedan kanal za prijenos/prijem radi brzinom od5 Gbps (USB 3.0) or 10 Gbps (USB 3.1), dok dva kanala USB 3.2 rade brzinom od 10 Gbps.
Što se tiče izdržljivosti, komponente Type-C sučelja koje nose silu uglavnom su vanjsko metalno kućište, koje je jače i manje sklono oštećenjima. Središnji podatkovni kanal zaštićen je poklopcem u obliku luka, što ga čini teškim za oštećenje. Zahtjevi dizajna ukazuju na to daUSB tipa CMože izdržati više od 10 000 uključivanja i isključivanja bez oštećenja. Ako se izračuna na temelju 3 uključivanja i isključivanja dnevno, USB Type-C sučelje može se koristiti najmanje 10 godina.
02 Ubrzano uvođenje USB4
Nakon službenog objavljivanja USB 3.2 protokola, USB organizacija je u kratkom roku objavila specifikacije USB 4. Za razliku od prethodnih standarda kao što suUSB 3.2, koji su se temeljili na vlastitom USB protokolu, USB 4 više ne prihvaća USB specifikacije na svojoj osnovnoj razini, već umjesto toga prihvaća Thunderbolt 3 protokol koji je Intel u potpunosti otkrio. Ovo je najveća promjena u razvoju USB-a u posljednjih nekoliko desetljeća. Kada se za spajanje koristi Type-C konektor, funkcije USB4 zamjenjuju one iz USB 3.2, a USB 2.0 može raditi istovremeno. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed ostaje osnovna infrastruktura za prijenos "USB podataka" na fizičkoj USB 4 liniji. Najveća razlika između USB4 i USB 3.2 leži u tome što je USB4 orijentiran na povezivanje. USB4 je dizajniran s tunelima za zajednički prijenos podataka iz više protokola na jednom fizičkom sučelju. Dakle, brzina i kapacitet USB4 mogu se dinamički dijeliti. USB4 može podržavati druge protokole prikaza ili komunikaciju između hostova dok je prijenos podataka u tijeku. Osim toga, USB4 je povećao brzinu komunikacije s 20 Gbps (Gen2x2) USB 3.2 na40 Gbps (Gen3x2)na istoj dvosmjernoj, dvostruko-simpleksnoj arhitekturi.
USB4 ne samo da postiže USB velike brzine (temeljen na USB3), već i definira tunele za prikaz temeljene na DisplayPortu i tunele za učitavanje/pohranu temeljene na PCIe.
Aspekt zaslona: Protokol tunela zaslona USB4 temelji se na DisplayPortu 1.4a. Sam DP 1.4a podržava8k pri 60Hz or 4k pri 120HzUSB4 host mora podržavati DisplayPort na svim nizvodnim priključcima. Ako koristite USB 4 priključak za istovremeni prijenos videa i podataka, priključak će u skladu s tim dodijeliti propusnost. Stoga, ako je za video potrebno samo 20% propusnosti za pogon vašeg 1080p monitora (koji je ujedno i čvorište), preostalih 80% videa može se koristiti za prijenos datoteka s vanjskog SSD-a.
Što se tiče PCIe tunela: Podrška za PCIe od strane USB4 hostova je opcionalna. USB4 hubovi trebaju podržavati PCIe tunele i treba biti prisutan interni PCIe prekidač.
Važan dio USB 4 specifikacije je mogućnost dinamičkog prilagođavanja količine dostupnih resursa prilikom slanja videa i podataka putem iste veze. Dakle, pretpostavimo da imate maksimalno40 Gbps USB 4i kopiraju velike datoteke s vanjskog SSD-a i prikazuju ih na 4K zaslonu. Pretpostavimo da video izvor zahtijeva približno 12,5 Gbps. U ovom slučaju, USB 4 će preostalih 27,5 Mbps dodijeliti sigurnosnom disku.
USB-C uvodi "alternativni način rada", što je mogućnost prijenosa DisplayPort/HDMI videa s Type-C priključka. Međutim, trenutna 3.x specifikacija ne pruža dobru metodu za podjelu resursa. Prema Saundersu, DisplayPort alt način rada može precizno podijeliti propusnost između USB podataka i video podataka u omjeru 50/50, dok HDMI alt način rada ne dopušta istovremenu upotrebu USB podataka.
USB4 definira standard od 40 Gbps, omogućujući dinamičko dijeljenje propusnosti tako da jedan podatkovni kabel može ispunjavati više funkcija. S USB4 je moguće istovremeno prenositi PCIe i prikazivati podatke preko jedne linije, uz tradicionalne USB funkcije, pa čak i napajati (putem USB PD) na vrlo praktičan način. U budućnosti će se većina perifernih uređaja, bilo da se radi o brzim mrežama, vanjskim grafičkim karticama, zaslonima visoke razlučivosti, uređajima za pohranu velikog kapaciteta velike brzine ili čak jednom računalu i drugom računalu, moći međusobno povezati putem Type-C sučelja. Štoviše, ako ovi uređaji implementiraju USB4 Hub, možete spojiti i više uređaja serijski ili u ogranke od tih uređaja, što je izuzetno praktično.
Vrijeme objave: 20. listopada 2025.
