Pilnīgs USB4 ceļvedis no 40 Gb/s ātruma, dinamiska joslas platuma līdz pilnfunkcionālam viena kabeļa savienojumam
Kopš USB4 parādīšanās mēs esam publicējuši daudzus rakstus un saites, lai dalītos ar atbilstošu informāciju. Tomēr popularitāte ir bijusi tik liela, ka cilvēki visur jautā par USB4 tirgu. Sākot ar agrīno USB 1.0 ēru un 1,5 Mb/s datu pārraides saskarni, USB ir piedzīvojis vairākas paaudzes. Ir bijušas vairākas specifikācijas, piemēram, USB 1.0, USB 2.0 un USB 3.0, un saskarņu formas un dizaina shēmas ir ietvērušas USB A tipa, USB B tipa un pašlaik visizplatītāko USB C tipa utt. USB4 ir ne tikai lielāks pārraides ātrums, bet arī labāka saderība (atbalsta atpakaļsaderību, t. i., saderību ar vecākām versijām). Tas var efektīvāk savienot un uzlādēt gandrīz visas ierīces. Ja jūsu tālrunis, dators, monitors, printeris utt. atbalsta USB4, tad teorētiski ierīču savienošanai ir nepieciešams tikai datu kabelis, kas atbalsta USB4, padarot mājas biroju daudz ērtāku. Jums vairs nav jāiegādājas dažādi saskarnes pārveidošanas kabeļi. Tāpēc USB4 var padarīt mūsu darba režīmu daudzveidīgāku un ērtāku. Turklāt vēl viena ievērojama USB4 iezīme ir tā, ka to paredzēts izmantot perifērijas ierīcēs, kas atbalsta mākslīgā intelekta skaitļošanu.
01 USB4 pret USB3.2
USB 3.2 ir jauns standarts, ko izlaidusi USB-IF organizācija. Tas faktiski tika ieviests jau 2017. gada septembrī. No tehniskā viedokļa USB 3.2 ir USB 3.1 uzlabojums un papildinājums. Galvenā izmaiņa ir tāda, ka datu pārraides ātrums ir palielināts līdz 20 Gbps, un saskarne joprojām atbilstC tipsshēma, kas izveidota USB 3.1 laikmetā, vairs neatbalstot A tipa un B tipa saskarnes. Gan USB4, gan USB 3.2 izmanto C tipa saskarnes, bet USB4 ir daudz sarežģītāks. USB4 atbalsta vienlaicīgu saimniekdatora, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort audio/video un USB datu pārraidi un uztveršanu, izmantojot vienu un to pašu C tipa saskarni vienā un tajā pašā saitē. Divi USB4 saimniekdatori var apmainīties ar IP datu paketēm, izmantojot saimniekdatora tuneli; DisplayPort un USB tuneļa pārraide nozīmē, ka audio, video, datus un barošanu var pārraidīt, izmantojot vienu un to pašu saskarni, kas ir daudz ātrāk nekā izmantojot USB 3.2. Turklāt PCIe tuneļa pārraide var nodrošināt lielu joslas platumu, zemu latentumu un sasniegt augstu caurlaidspēju lielas ietilpības krātuvei, perifērijas mākslīgajam intelektam un citiem lietošanas gadījumiem.
USB4 apvieno divus pārraides un uztveršanas kanālus vienā USB-C saskarnē ar ātrumu līdz 20 Gbps.40 Gb/s, un katra kanāla datu pārraides ātrums var būt aptuveni 10 Gbps vai 20 Gbps. Mikroshēmu izstrādātājiem šie dati ir ļoti svarīgi. Viņiem jāzina, ka Thunderbolt3 režīmā datu pārraides ātrums katrā pārraides un uztveršanas kanālā ir 10,3125 Gbps vai 20,625 Gbps. Tradicionālajā USB režīmā tikai viens pārraides/uztveršanas kanāls darbojas ar ātrumu5 Gb/s (USB3.0) or 10 Gb/s (USB3.1), savukārt divi USB3.2 kanāli darbojas ar ātrumu 10 Gbps.
Runājot par izturību, C tipa saskarnes spēku nesošās sastāvdaļas galvenokārt ir ārējais metāla korpuss, kas ir izturīgāks un mazāk pakļauts bojājumiem. Centrālo datu kanālu aizsargā loka formas pārsegs, kas apgrūtina tā bojāšanu. Projektēšanas prasības norāda, kaUSB C tipavar izturēt vairāk nekā 10 000 pieslēgšanas un atvienošanas reižu, neradot bojājumus. Ja aprēķina, pamatojoties uz 3 pieslēgšanas un atvienošanas reizēm dienā, USB C tipa saskarni var izmantot vismaz 10 gadus.
02 Paātrināta USB4 ieviešana
Pēc USB 3.2 protokola oficiālās izlaišanas USB organizācija īsā laikā paziņoja par USB 4 specifikācijām. Atšķirībā no iepriekšējiem standartiem, piemēram,USB 3.2, kas bija balstīti uz USB paša protokolu, USB 4 vairs neizmanto USB specifikācijas pamatlīmenī, bet gan izmanto Thunderbolt 3 protokolu, ko Intel ir pilnībā atklājis. Šīs ir lielākās izmaiņas USB attīstībā pēdējo desmitgažu laikā. Izmantojot C tipa savienotāju savienojumam, USB4 funkcijas aizstāj USB 3.2 funkcijas, un USB 2.0 var darboties vienlaicīgi. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed joprojām ir pamata infrastruktūra "USB datu" pārraidei USB 4 fiziskajā līnijā. Lielākā atšķirība starp USB4 un USB 3.2 ir tā, ka USB4 ir orientēts uz savienojumu. USB4 ir izstrādāts ar tuneļiem, lai kopīgi pārsūtītu datus no vairākiem protokoliem vienā fiziskā saskarnē. Tādējādi USB4 ātrumu un ietilpību var dinamiski koplietot. USB4 var atbalstīt citus displeja protokolus vai resursdatora saziņu, kamēr notiek datu pārraide. Turklāt USB4 ir palielinājis saziņas ātrumu no 20 Gbps (Gen2x2) USB 3.2 līdz40 Gb/s (3. paaudze x 2)uz tās pašas divjoslu, divkāršā simpleksa arhitektūras.
USB4 ne tikai nodrošina ātrdarbīgu USB (pamatojoties uz USB3), bet arī definē displeja tuneļus, kuru pamatā ir DisplayPort, un ielādes/saglabāšanas tuneļus, kuru pamatā ir PCIe.
Displeja formāts: USB4 displeja tuneļa protokols ir balstīts uz DisplayPort 1.4a. Pats DP 1.4a atbalsta8k pie 60Hz or 4k pie 120HzUSB4 resursdatoram ir jāatbalsta DisplayPort visās lejupējās pieslēgvietās. Ja vienlaikus izmantojat USB 4 pieslēgvietu video un datu pārraidei, pieslēgvieta attiecīgi piešķirs joslas platumu. Tādēļ, ja video signālam 1080p monitora (kas ir arī centrmezgls) darbināšanai nepieciešami tikai 20% no joslas platuma, atlikušos 80% video var izmantot failu pārsūtīšanai no ārējā SSD diska.
Runājot par PCIe tuneļiem: USB4 resursdatoru atbalsts PCIe ir neobligāts. USB4 centrmezgliem ir jāatbalsta PCIe tuneļi, un jābūt iekšējam PCIe slēdzim.
Svarīga USB 4 specifikācijas daļa ir iespēja dinamiski pielāgot pieejamo resursu apjomu, nosūtot video un datus, izmantojot vienu un to pašu savienojumu. Pieņemsim, ka jums ir ne vairāk kā40 Gb/s USB 4un kopē lielus failus no ārējā SSD diska un izvada tos uz 4K displeju. Pieņemsim, ka video avotam nepieciešami aptuveni 12,5 Gb/s. Šajā gadījumā USB 4 atlikušos 27,5 Mb/s piešķirs rezerves kopēšanas diskam.
USB-C ievieš "alternatīvo režīmu", kas ir iespēja pārraidīt DisplayPort/HDMI video no C tipa porta. Tomēr pašreizējā 3.x specifikācija nenodrošina labu resursu sadalīšanas metodi. Pēc Saundersa teiktā, DisplayPort alt režīms var precīzi sadalīt joslas platumu starp USB datiem un video datiem 50/50, savukārt HDMI alt režīms neļauj vienlaikus izmantot USB datus.
USB4 definē 40 Gb/s standartu, kas nodrošina dinamisku joslas platuma koplietošanu, lai viens datu kabelis varētu pildīt vairākas funkcijas. Izmantojot USB4, ir iespējams vienlaikus pārsūtīt PCIe un attēlot datus pa vienu līniju, kā arī veikt tradicionālās USB funkcijas, un pat ļoti ērtā veidā nodrošināt barošanu (izmantojot USB PD). Nākotnē lielāko daļu perifērijas ierīču, neatkarīgi no tā, vai tie ir ātrgaitas tīkli, ārējās grafikas kartes, augstas izšķirtspējas displeji, lielas ietilpības ātrgaitas atmiņas ierīces vai pat viena ierīce un otra, varēs savienot, izmantojot C tipa saskarni. Turklāt, ja šīs ierīces ievieš USB4 centrmezglu, var arī pievienot vairākas ierīces virknē vai atzaros no šīm ierīcēm, kas ir ārkārtīgi ērti.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 20. oktobris
