Вовед во USB 4

Вовед во USB 4

USB4 е USB системот наведен во USB4 спецификацијата. Форумот на USB програмери ја објави неговата верзија 1.0 на 29 август 2019 година. Целосното име на USB4 е Universal Serial Bus Generation 4. Се базира на технологијата за пренос на податоци „Thunderbolt 3“ заеднички развиена од Intel и Apple. Брзината на пренос на податоци на USB4 може да достигне до 40 Gbps, што е двојно побрзо од најново издадениот USB 3.2 (Gen2×2).

За разлика од претходните стандарди за USB протокол, USB4 бара USB-C конектор и има потреба од поддршка од USB PD за напојување. Во споредба со USB 3.2, тој овозможува креирање на DisplayPort и PCI Express тунели. Оваа архитектура дефинира метод за динамичко споделување на една брза врска со повеќе типови терминални уреди, што најдобро може да се справи со преносот на податоци по тип и апликација. USB4 производите мора да поддржуваат пропусен опсег од 20 Gbit/s и можат да поддржат пропусен опсег од 40 Gbit/s. Сепак, поради тунелскиот пренос, при пренесување на мешани податоци, дури и ако податоците се пренесуваат со брзина од 20 Gbit/s, вистинската брзина на пренос на податоци може да биде поголема од онаа на USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).

USB4 е поделен на две верзии: 20Gbps и 40Gbps. Уредите со USB4 интерфејс достапни на пазарот може да понудат или брзина од 40Gbps на Thunderbolt 3 или намалена верзија од 20Gbps. Ако сакате да купите уред со највисока брзина на пренос, односно 40Gbps, најдобро е да ги проверите спецификациите пред да го направите купувањето. За сценарија што бараат брз пренос, изборот на соодветен USB 3.1 C TO C е клучен бидејќи тој е клучен носител за постигнување брзина од 40Gbps.

Многу луѓе се збунети околу врската помеѓу USB4 и Thunderbolt 4. Всушност, и Thunderbolt 4 и USB4 се изградени врз основа на основниот протокол на Thunderbolt 3. Тие се надополнуваат едни со други и се компатибилни. Сите интерфејси се од типот C, а максималната брзина е 40 Gbps за двата.

Прво на сите, USB4 кабелот на кој се повикуваме е стандардот за пренос на USB, што е спецификација на протокол поврзана со перформансите и ефикасноста на USB преносот. USB4 може да се разбере како „четврта генерација“ на оваа спецификација.

USB протоколот за пренос беше заеднички предложен и развиен од повеќе компании, вклучувајќи ги Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nortel во 1994 година. Беше издаден како USB V0.7 верзија на 11 ноември 1994 година. Подоцна, овие компании основаа непрофитна организација за промоција и поддршка на USB во 1995 година, наречена USB Implementers Forum, што е познатиот USB-IF, а USB-IF сега е организација за стандардизација на USB.

Во 1996 година, USB-IF официјално ја предложи спецификацијата USB1.0. Сепак, брзината на пренос на USB1.0 беше само 1,5 Mbps, максималната излезна струја беше 5V/500mA, а во тоа време имаше многу малку периферни уреди што поддржуваа USB, па затоа производителите на матични плочи ретко директно дизајнираа USB интерфејси на матичната плоча.

▲USB 1.0

Во септември 1998 година, USB-IF ја објави спецификацијата USB 1.1. Овој пат брзината на пренос беше зголемена на 12 Mbps, а некои технички детали во USB 1.0 беа корегирани. Максималната излезна струја остана 5V/500mA.

Во април 2000 година, беше воведен USB 2.0 стандардот, со брзина на пренос од 480 Mbps, што е 60MB/s. Тоа е 40 пати повеќе од USB 1.1. Максималната излезна струја е 5V/500mA и има 4-пински дизајн. USB 2.0 сè уште е во употреба до ден-денес и може да се каже дека е најдолготрајниот USB стандард.

Почнувајќи од USB 2.0, USB-IF го демонстрираа својот „уникатен талент“ во преименување.

Во јуни 2003 година, USB-IF ги преименува спецификациите и стандардите на USB, менувајќи го USB 1.0 во USB 2.0 Low-Speed верзија, USB 1.1 во USB 2.0 Full-Speed верзија и USB 2.0 во USB 2.0 High-Speed верзија.

Сепак, оваа промена имаше мало влијание врз сегашната ситуација во тоа време, бидејќи USB 1.0 и 1.1 во основа ја напуштија историската сцена.

Во ноември 2008 година, USB 3.0 Promoter Group, составена од индустриски гиганти како што се Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC и ST-NXP, го заврши USB 3.0 стандардот и го објави јавно. Официјалното име беше „SuperSpeed“. USB Promoter Group е главно одговорна за развојот и формулирањето на стандардите од серијата USB, а стандардите на крајот ќе бидат предадени на USB-IF за управување.

Максималната брзина на пренос на USB 3.0 достигнува 5,0 Gbps, што е 640MB/s. Максималната излезна струја е 5V/900mA. Тој е целосно компатибилен со 2.0 и поддржува целосен дуплекс пренос на податоци (т.е. може да прима и испраќа податоци истовремено, додека USB 2.0 е полудуплекс), а има и подобри можности за управување со енергијата и други функции.

USB 3.0 има дизајн од 9 пина. Првите 4 пина се исти како оние на USB 2.0, додека преостанатите 5 пина се специјално дизајнирани за USB 3.0. Затоа, можете да одредите дали е USB 2.0 или USB 3.0 според пиновите.

Во јули 2013 година, беше издаден USB 3.1, со брзина на пренос од 10 Gbps (1280 MB/s), тврдејќи дека е SuperSpeed+, а максималниот дозволен напон на напојувањето беше зголемен на 20V/5A, што е 100W.

Надградбата на USB 3.1 во споредба со USB 3.0 беше исто така многу очигледна. Сепак, не долго потоа, USB-IF го преименуваше USB 3.0 во USB 3.1 Gen1, а USB 3.1 во USB 3.1 Gen2.

Оваа промена на името предизвика проблеми за потрошувачите бидејќи многу несовесни трговци ги означија производите само како поддржувачи на USB 3.1 во пакувањето, без да наведат дали е Gen1 или Gen2. Всушност, перформансите на пренос на двата се доста различни, а потрошувачите може случајно да паднат во стапица. Затоа, оваа промена на името беше лош потег за повеќето потрошувачи.

Во септември 2017 година, беше издаден USB 3.2. Под USB Type-C, поддржува двојни канали од 10 Gbps за пренос на податоци, со брзина до 20 Gb/s (2500 MB/s), а максималната излезна струја е сè уште 20V/5A. Другите аспекти имаат мали подобрувања.

▲Процес на промена на името на USB

Сепак, во 2019 година, USB-IF излезе со друга промена на името. Тие го преименуваа USB 3.1 Gen1 (кој беше оригиналниот USB 3.0) во USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (кој беше оригиналниот USB 3.1) во USB 3.2 Gen2 и USB 3.2 во USB 3.2 Gen 2×2.

Сегашност и иднина: Скокот напред на USB4

Сега кога стигнавме до USB4, да ги разгледаме надградбите и подобрувањата на овој нов протоколски стандард. Прво и најважно, бидејќи станува збор за вкрстена генерациска надградба од „3“ на „4“, подобрувањето мора да биде значајно.

Врз основа на сите информации што ги собравме, новите функции на USB4 се сумирани на следниов начин:

1. Максимална брзина на пренос од 40 Gbps:

Преку двоканален пренос, теоретската максимална брзина на пренос на USB4 треба да достигне 40 Gbps, што е исто како и кај Thunderbolt 3 (наведен како „Thunderbolt 3“ подолу).

Всушност, USB4 ќе има три брзини на пренос: 10 Gbps, 20 Gbps и 40 Gbps. Значи, ако сакате да купите уред со највисока брзина на пренос, односно 40 Gbps, подобро е да ги проверите спецификациите пред да купите.

2. Компатибилен со интерфејсите Thunderbolt 3:

Некои (не сите) USB4 уреди можат да бидат компатибилни и со Thunderbolt 3 интерфејсите. Тоа значи дека ако вашиот уред има USB4 интерфејс, можеби е можно да поврзете и Thunderbolt 3 уред однадвор. Сепак, ова не е задолжително. Дали е компатибилен или не зависи од ставот на производителот на уредот.

3. Можност за динамичка алокација на ресурси за пропусен опсег:

Ако го користите USB4 портот додека го користите и за поврзување на дисплеј и пренос на податоци, портот ќе го додели соодветниот пропусен опсег според ситуацијата. На пример, ако видеото бара само 20% од пропусниот опсег за да се покрене 1080p дисплеј, тогаш преостанатите 80% од пропусниот опсег може да се користат за други задачи. Ова не беше можно во USB 3.2 и претходните епохи. Пред тоа, режимот на работа на USB беше да се менува.

4. Сите USB4 уреди ќе поддржуваат USB PD

USB PD е USB Power Delivery (USB пренос на енергија), што е еден од моменталните мејнстрим протоколи за брзо полнење. Исто така, беше формулиран од организацијата USB-IF. Оваа спецификација може да постигне повисоки напони и струи, при што максималниот пренос на енергија достигнува до 100 W, а насоката на пренос на енергија може слободно да се менува.

Според прописите на USB-IF, стандардната форма на тековниот USB PD интерфејс за полнење треба да биде USB Type-C. Во USB Type-C интерфејсот, постојат два пина, CC1 и CC2, кои се користат за PD комуникациски канали за конфигурација.

5. Може да се користи само USB Type-C интерфејс

Со горенаведената карактеристика, природно е да знаеме дека USB4 може да работи само преку USB Type-C конектори. Всушност, не само USB PD, туку и во другите најнови стандарди на USB-IF, тоа е применливо само за Type-C.

6. Може да биде компатибилен со претходните протоколи

USB4 може да се користи заедно со USB 3 и USB 2 уреди и порти. Тоа значи дека може да биде компатибилен со претходните протоколски стандарди. Сепак, USB 1.0 и 1.1 не се поддржани. Во моментов, интерфејсите што го користат овој протокол речиси исчезнаа од пазарот.

Секако, кога поврзувате USB4 уред со USB 3.2 порт, тој не може да пренесува со брзина од 40 Gbps. А старомодниот USB 2 интерфејс нема да стане побрз само затоа што е поврзан со USB4 интерфејс.