USB4 ülim juhend alates 40 Gbps kiirusest ja dünaamilisest ribalaiusest kuni täisfunktsionaalse ühe kaabliühenduseni
Alates USB4 tulekust oleme avaldanud arvukalt artikleid ja linke asjakohase teabe jagamiseks. Populaarsus on aga olnud nii suur, et inimesed kõikjal küsivad USB4 turu kohta. Alates varajasest USB 1.0 ajastust ja 1,5 Mbps andmeedastusliidesest on USB läbinud mitu põlvkonda. On olnud mitu spetsifikatsiooni, näiteks USB 1.0, USB 2.0 ja USB 3.0, ning liideste kuju ja disainiskeemide hulka on kuulunud USB Type-A, USB Type-B ja praegu kõige levinum USB Type-C jne. USB4-l pole mitte ainult kiirem edastuskiirus, vaid ka parem ühilduvus (toetab tagasiühilduvust ehk ühilduvust vanemate versioonidega). See võimaldab peaaegu kõiki seadmeid tõhusamalt ühendada ja laadida. Kui teie telefon, arvuti, monitor, printer jne toetavad kõik USB4-d, siis teoreetiliselt vajate seadmete ühendamiseks ainult USB4-d toetavat andmesidekaablit, mis muudab kodukontori palju mugavamaks. Te ei pea enam ostma erinevaid liidese konversioonikaableid. Seega saab USB4 muuta meie töörežiimi mitmekesisemaks ja mugavamaks. Lisaks on USB4 veel üks tähelepanuväärne omadus see, et seda eeldatavasti rakendatakse servaseadmetes, mis toetavad tehisintellekti arvutamist.
01 USB4 vs. USB3.2
USB 3.2 on USB-IF organisatsiooni poolt välja antud uus standard. See võeti tegelikult kasutusele juba 2017. aasta septembris. Tehnilisest vaatenurgast on USB 3.2 USB 3.1 täiustus ja täiendus. Peamine muudatus seisneb selles, et andmeedastuskiirust on suurendatud 20 Gbps-ni ja liides järgib endiselt standardit.C-tüüpiUSB 3.1 ajastul loodud skeem, mis enam ei toeta A- ja B-tüüpi liideseid. Nii USB4 kui ka USB 3.2 kasutavad C-tüüpi liideseid, kuid USB4 on palju keerulisem. USB4 toetab samaaegset host-host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort heli/video ja USB andmete edastamist ja vastuvõtmist sama C-tüüpi liidese kaudu samal lingil. Kaks USB4 hosti saavad vahetada IP-andmepakette host-host tunneli kaudu; DisplayPort ja USB tunneli edastus tähendab, et heli, video, andmed ja toide saab edastada sama liidese kaudu, mis on palju kiirem kui USB 3.2 kasutamine. Lisaks saab PCIe tunneli edastus pakkuda suurt ribalaiust, väikest latentsust ja saavutada suure läbilaskevõime suure mahutavusega salvestusruumi, serva tehisintellekti ja muude kasutusjuhtude jaoks.
USB4 ühendab kaks edastus- ja vastuvõtukanalit ühte USB-C liidesesse kiirusega kuni 20 Gbps ja40 Gbpsja iga kanali andmeedastuskiirus võib olla ligikaudu 10 Gbps või 20 Gbps. Kiibiarendajate jaoks on see teave väga oluline. Nad peavad teadma, et Thunderbolt3 režiimis on iga edastus- ja vastuvõtukanali andmeedastuskiirus 10,3125 Gbps või 20,625 Gbps. Traditsioonilises USB-režiimis töötab ainult üks edastus-/vastuvõtukanal kiirusega5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), samas kui USB 3.2 kaks kanalit töötavad kiirusega 10 Gbps.
Vastupidavuse osas on C-tüüpi liidese jõukandvateks komponentideks peamiselt väline metallkorpus, mis on tugevam ja vähem altid kahjustustele. Keskne andmekanal on kaitstud kaarekujulise kattega, mis muudab selle kahjustamise raskeks. Projekteerimisnõuded näitavad, etUSB-C-tüüptalub kahjustusteta üle 10 000 pistiku ja lahtiühendamise. Kui arvutada 3 pistiku ja lahtiühendamise põhjal päevas, saab USB Type-C liidest kasutada vähemalt 10 aastat.
02 USB4 kiirendatud juurutamine
Pärast USB 3.2 protokolli ametlikku avaldamist teatas USB organisatsioon kiiresti USB 4 spetsifikatsioonid lühikese aja jooksul. Erinevalt varasematest standarditest, naguUSB 3.2..., mis põhinesid USB enda protokollil, ei võta USB 4 enam USB spetsifikatsioone põhitasandil omaks, vaid võtab kasutusele Thunderbolt 3 protokolli, mille Intel on täielikult avalikustanud. See on suurim muutus USB arengus viimaste aastakümnete jooksul. C-tüüpi pistiku kasutamisel asendavad USB4 funktsioonid USB 3.2 omad ja USB 2.0 saab töötada samaaegselt. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed jääb USB 4 füüsilisel liinil "USB andmeedastuse" põhiliseks infrastruktuuriks. Suurim erinevus USB4 ja USB 3.2 vahel seisneb selles, et USB4 on ühendusele orienteeritud. USB4 on loodud tunnelitega, et edastada andmeid ühiselt mitmest protokollist ühel füüsilisel liidesel. Seega saab USB4 kiirust ja mahtu dünaamiliselt jagada. USB4 saab toetada teisi kuvaprotokolle või host-host suhtlust andmeedastuse ajal. Lisaks on USB4 suurendanud suhtluskiirust USB 3.2 20 Gbps-lt (Gen2x2) ...40 Gbps (3. põlvkond x 2)samal kaherealisel, kahesimplekssel arhitektuuril.
USB4 mitte ainult ei saavuta kiiret USB-d (USB3-l põhinev), vaid defineerib ka DisplayPort-põhised kuvatunnelid ja PCIe-põhised laadimis-/salvestustunnelid.
Ekraani kuvasuhe: USB4 kuvatunneli protokoll põhineb DisplayPort 1.4a-l. DP 1.4a ise toetab8k sagedusel 60Hz or 4k sagedusel 120HzUSB4-host peab toetama DisplayPorti kõigis allavooluportides. Kui kasutate USB 4-porti video ja andmete samaaegseks edastamiseks, jaotab port ribalaiust vastavalt. Seega, kui video vajab teie 1080p monitori (mis on ka jaotur) käitamiseks ainult 20% ribalaiusest, saab ülejäänud 80% videost kasutada failide edastamiseks väliselt SSD-lt.
PCIe tunnelite osas: USB4 hostide PCIe tugi on valikuline. USB4 jaoturid peaksid toetama PCIe tunneleid ja olemas peaks olema sisemine PCIe lüliti.
USB 4 spetsifikatsiooni oluline osa on võimalus dünaamiliselt reguleerida sama ühenduse kaudu video ja andmete saatmisel saadaolevate ressursside hulka. Oletame, et teil on maksimaalselt40 Gbps USB 4ja kopeerivad suuri faile väliselt SSD-lt ning väljastavad need 4K-ekraanile. Oletame, et videoallikas vajab umbes 12,5 Gbps. Sellisel juhul eraldab USB 4 ülejäänud 27,5 Mbps varunduskettale.
USB-C tutvustab "alternatiivrežiimi", mis võimaldab edastada DisplayPort/HDMI-videot C-tüüpi pordist. Praegune 3.x spetsifikatsioon ei paku aga head meetodit ressursside jagamiseks. Saundersi sõnul suudab DisplayPort alt-režiim ribalaiuse USB-andmete ja videoandmete vahel täpselt 50/50 jagada, samas kui HDMI alt-režiim ei võimalda USB-andmete samaaegset kasutamist.
USB4 määratleb 40 Gbps standardi, mis võimaldab ribalaiuse dünaamilist jagamist, nii et üks andmesidekaabel saab täita mitut funktsiooni. USB4 abil on võimalik samaaegselt edastada PCIe ja kuvada andmeid ühe liini kaudu koos traditsiooniliste USB-funktsioonidega ning isegi pakkuda toidet (USB PD kaudu) väga mugaval viisil. Tulevikus saab enamikku välisseadmeid, olgu selleks kiired võrgud, välised graafikakaardid, kõrglahutusega ekraanid, suure mahutavusega kiired salvestusseadmed või isegi üks masin ja teine masin, omavahel ühendada C-tüüpi liidese kaudu. Lisaks, kui need seadmed rakendavad USB4 jaoturit, saate nende seadmetega ühendada ka rohkem seadmeid järjestikku või hargnedes, mis on äärmiselt mugav.
Postituse aeg: 20. okt 2025
