USB 4 tutvustus
USB4 on USB-süsteem, mis on määratletud USB4 spetsifikatsioonis. USB Developers Forum avaldas selle versiooni 1.0 29. augustil 2019. USB4 täisnimi on Universal Serial Bus Generation 4. See põhineb Inteli ja Apple'i ühiselt väljatöötatud andmeedastustehnoloogial „Thunderbolt 3“. USB4 andmeedastuskiirus võib ulatuda kuni 40 Gbps-ni, mis on kaks korda kiirem kui viimasel väljaantud USB 3.2-l (Gen2×2).
Erinevalt varasematest USB-protokolli standarditest vajab USB4 USB-C pistikut ja toiteallikaks USB PD tuge. Võrreldes USB 3.2-ga võimaldab see luua DisplayPort ja PCI Express tunneleid. See arhitektuur määratleb meetodi ühe kiire lingi dünaamiliseks jagamiseks mitut tüüpi terminaliseadmetega, mis suudavad andmeedastust tüübi ja rakenduse järgi kõige paremini hallata. USB4 tooted peavad toetama läbilaskevõimet 20 Gbit/s ja võivad toetada läbilaskevõimet 40 Gbit/s. Tunneli edastuse tõttu võib segaandmete edastamisel tegelik andmeedastuskiirus olla aga isegi 20 Gbit/s kiirusel suurem kui USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) puhul.
USB4 jaguneb kaheks versiooniks: 20 Gbps ja 40 Gbps. Turul saadaolevad USB4 liidesega seadmed võivad pakkuda kas Thunderbolt 3 kiirust 40 Gbps või vähendatud versiooni 20 Gbps-st. Kui soovite osta seadet, millel on suurim edastuskiirus, st 40 Gbps, on enne ostmist kõige parem kontrollida tehnilisi andmeid. Kiiret edastust nõudvate stsenaariumide korral on sobiva USB 3.1 C TO C valimine ülioluline, kuna see on 40 Gbps kiiruse saavutamiseks võtmetähtsusega kandja.
Paljud inimesed ajavad USB4 ja Thunderbolt 4 vahelise seose segadusse. Tegelikult on nii Thunderbolt 4 kui ka USB4 loodud Thunderbolt 3 alusprotokolli põhjal. Need täiendavad teineteist ja on ühilduvad. Liidesed on kõik Type-C ja maksimaalne kiirus on mõlema puhul 40 Gbps.
Esiteks, USB4-kaabel, millele me viitame, on USB edastusstandard, mis on protokolli spetsifikatsioon, mis on seotud USB edastuse jõudluse ja tõhususega. USB4-d võib mõista kui selle spetsifikatsiooni "neljandat põlvkonda".
USB-edastusprotokolli pakkusid välja ja arendasid 1994. aastal ühiselt välja mitmed ettevõtted, sealhulgas Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC ja Nortel. See ilmus USB V0.7 versioonina 11. novembril 1994. Hiljem asutasid need ettevõtted 1995. aastal USB edendamiseks ja toetamiseks mittetulundusühingu nimega USB Implementers Forum, mis on tuttav USB-IF ja USB-IF on nüüd USB standardiseerimise organisatsioon.
1996. aastal pakkus USB-IF ametlikult välja USB 1.0 spetsifikatsiooni. USB 1.0 edastuskiirus oli aga vaid 1,5 Mbps, maksimaalne väljundvool oli 5 V/500 mA ja sel ajal oli väga vähe USB-d toetavaid välisseadmeid, seega kavandasid emaplaatide tootjad harva USB-liideseid otse emaplaadile.
▲USB 1.0
1998. aasta septembris avaldas USB-IF USB 1.1 spetsifikatsiooni. Seekord suurendati edastuskiirust 12 Mbps-ni ja parandati mõningaid USB 1.0 tehnilisi üksikasju. Maksimaalne väljundvool jäi 5 V/500 mA-ni.
2000. aasta aprillis võeti kasutusele USB 2.0 standard, mille edastuskiirus oli 480 Mbps ehk 60 MB/s. See on 40 korda kiirem kui USB 1.1-l. Maksimaalne väljundvool on 5 V / 500 mA ja see on 4-kontaktilise disainiga. USB 2.0 on tänaseni kasutusel ja seda võib pidada kõige kauem vastu pidanud USB-standardiks.
Alates USB 2.0-st näitas USB-IF oma "ainulaadset annet" ümbernimetamisel.
2003. aasta juunis nimetas USB-IF ümber USB spetsifikatsioonid ja standardid, muutes USB 1.0 versiooniks USB 2.0 Low-Speed, USB 1.1 versiooniks USB 2.0 Full-Speed ja USB 2.0 versiooniks USB 2.0 High-Speed.
Sellel muudatusel oli aga tolleaegsele olukorrale vähe mõju, sest USB 1.0 ja 1.1 on ajaloolisest etapist põhimõtteliselt lahkunud.
2008. aasta novembris viis USB 3.0 edendajate grupp, kuhu kuuluvad sellised tööstushiiglased nagu Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC ja ST-NXP, lõpule USB 3.0 standardi väljatöötamise ja avalikustamise. Ametlik nimi oli „SuperSpeed“. USB edendajate grupp vastutab peamiselt USB-seeria standardite väljatöötamise ja formuleerimise eest ning standardid antakse lõpuks haldamiseks üle USB-IF-ile.
USB 3.0 maksimaalne edastuskiirus on 5,0 Gbps ehk 640 MB/s. Maksimaalne väljundvool on 5 V/900 mA. See on täielikult ühilduv 2.0-ga ja toetab täisdupleksset andmeedastust (st see suudab andmeid samaaegselt vastu võtta ja saata, samas kui USB 2.0 on pooldupleks), lisaks on sellel paremad energiasäästuvõimalused ja muud funktsioonid.
USB 3.0 on 9-kontaktilise disainiga. Esimesed 4 kontakti on samad, mis USB 2.0-l, ülejäänud 5 kontakti on spetsiaalselt USB 3.0 jaoks loodud. Seega saate kontaktide järgi kindlaks teha, kas tegemist on USB 2.0 või USB 3.0-ga.
2013. aasta juulis ilmus USB 3.1, mille edastuskiirus oli 10 Gbps (1280 MB/s), väites end olevat SuperSpeed+, ning maksimaalset lubatud toitepinget tõsteti 20 V/5 A-ni, mis on 100 W.
USB 3.1 täiustamine võrreldes USB 3.0-ga oli samuti väga ilmne. Peagi pärast seda nimetas USB-IF USB 3.0 ümber USB 3.1 Gen1-ks ja USB 3.1 USB 3.1 Gen2-ks.
See nimevahetus tekitas tarbijatele probleeme, sest paljud ebaausad kaupmehed märkisid pakendil tooteid ainult USB 3.1 toetavatena, märkimata, kas tegemist on 1. või 2. põlvkonnaga. Tegelikult on nende kahe edastusjõudlus üsna erinev ja tarbijad võivad kogemata lõksu langeda. Seetõttu oli see nimevahetus enamiku tarbijate jaoks halb samm.
2017. aasta septembris ilmus USB 3.2. USB Type-C all toetab see andmeedastuseks kahte 10 Gbps kanalit kiirusega kuni 20 Gb/s (2500 MB/s) ja maksimaalne väljundvool on endiselt 20 V/5 A. Muudes aspektides on tehtud väiksemaid parandusi.
▲USB nime muutmise protsess
Kuid 2019. aastal tuli USB-IF välja uue nimemuutusega. Nad nimetasid USB 3.1 Gen1 (mis oli algne USB 3.0) ümber USB 3.2 Gen1-ks, USB 3.1 Gen2 (mis oli algne USB 3.1) USB 3.2 Gen2-ks ja USB 3.2 USB 3.2 Gen 2×2-ks.
Nüüd ja tulevik: USB4 hüpe edasi
Nüüd, kui oleme jõudnud USB4-ni, vaatame selle uue protokollistandardi täiendusi ja täiustusi. Esiteks ja kõige tähtsam on see, et kuna tegemist on põlvkondadeülese täiendusega "3"-lt "4"-le, peab edasiminek olema märkimisväärne.
Kogu kogutud teabe põhjal on USB4 uued funktsioonid kokku võetud järgmiselt:
1. Maksimaalne edastuskiirus 40 Gbps:
Kahekanalilise edastuse kaudu peaks USB4 teoreetiline maksimaalne edastuskiirus ulatuma 40 Gbps-ni, mis on sama mis Thunderbolt 3-l (edaspidi „Thunderbolt 3“).
Tegelikult on USB4-l kolm edastuskiirust: 10 Gbps, 20 Gbps ja 40 Gbps. Seega, kui soovite osta seadet, millel on suurim edastuskiirus, st 40 Gbps, peaksite enne ostmist kontrollima tehnilisi andmeid.
2. Ühildub Thunderbolt 3 liidestega:
Mõned (mitte kõik) USB4-seadmed võivad olla ühilduvad ka Thunderbolt 3 liidestega. See tähendab, et kui teie seadmel on USB4-liides, võib olla võimalik ühendada ka väliselt Thunderbolt 3 seade. See pole aga kohustuslik. Ühilduvus sõltub seadme tootja suhtumisest.
3. Dünaamilise ribalaiuse ressursside eraldamise võimalus:
Kui kasutate USB4-porti samal ajal kuvari ühendamiseks ja andmete edastamiseks, eraldab port vastava ribalaiuse vastavalt olukorrale. Näiteks kui video vajab 1080p kuvari käitamiseks ainult 20% ribalaiusest, saab ülejäänud 80% ribalaiusest kasutada muudeks ülesanneteks. See polnud USB 3.2 ja varasemate ajastute puhul võimalik. Enne seda oli USB töörežiim kordamööda.
4. Kõik USB4-seadmed toetavad USB PD-d
USB PD on USB Power Delivery (USB toiteülekanne), mis on üks praegustest peavoolu kiirlaadimise protokollidest. Selle töötas välja ka USB-IF organisatsioon. See spetsifikatsioon võimaldab saavutada kõrgemaid pingeid ja voolusid, maksimaalse võimsuse ülekandega kuni 100 W ja võimsuse ülekande suunda saab vabalt muuta.
USB-IF-i eeskirjade kohaselt peaks praeguse USB PD laadimisliidese standardvorm olema USB Type-C. USB Type-C liidesel on kaks tihvti, CC1 ja CC2, mida kasutatakse PD side konfiguratsioonikanalite jaoks.
5. Kasutada saab ainult USB Type-C liidest
Eeltoodud omadusega on loomulik, et me teame ka seda, et USB4 töötab ainult USB Type-C pistikute kaudu. Tegelikult kehtib see mitte ainult USB PD, vaid ka teiste uusimate USB-IF standardite puhul ainult Type-C kohta.
6. Võib olla tagasiühilduv varasemate protokollidega
USB4-d saab kasutada koos USB 3 ja USB 2 seadmete ja portidega. See tähendab, et see on tagasiühilduv varasemate protokollistandarditega. USB 1.0 ja 1.1 aga ei toetata. Praegu on seda protokolli kasutavad liidesed turult peaaegu kadunud.
Loomulikult ei saa USB4-seadme USB 3.2-porti ühendamisel edastada kiirust 40 Gbps. Ja vanamoodne USB 2-liides ei muutu kiiremaks ainult seetõttu, et see on ühendatud USB4-liidesega.
Postituse aeg: 21. juuli 2025
