Popoln vodnik po USB4: od hitrosti 40 Gbps in dinamične pasovne širine do polno funkcionalne povezave z enim kablom
Od pojava USB4 objavljamo številne članke in povezave za deljenje ustreznih informacij. Vendar je bila priljubljenost tako visoka, da ljudje povsod sprašujejo o trgu USB4. Od zgodnje dobe USB 1.0 in vmesnika za prenos podatkov s hitrostjo 1,5 Mbps je USB doživel več generacij. Obstajalo je več specifikacij, kot so USB 1.0, USB 2.0 in USB 3.0, oblike in zasnove vmesnikov pa so vključevale USB Type-A, USB Type-B in trenutno najpogostejši USB Type-C itd. USB4 ima ne le hitrejšo hitrost prenosa, ampak ima tudi boljšo združljivost (podpira združljivost s prejšnjimi različicami). Učinkoviteje lahko poveže skoraj vse naprave in jih polni. Če vaš telefon, računalnik, monitor, tiskalnik itd. podpirajo USB4, potem teoretično potrebujete le podatkovni kabel, ki podpira USB4, da povežete naprave, kar naredi domačo pisarno veliko bolj priročno. Ni vam več treba kupovati različnih kablov za pretvorbo vmesnikov. Zato lahko USB4 naredi naš način dela bolj raznolik in priročen. Poleg tega je še ena izjemna lastnost USB4 ta, da naj bi se uporabljal v robnih napravah, ki podpirajo računalništvo z umetno inteligenco.
01 USB4 v primerjavi z USB 3.2
USB 3.2 je nov standard, ki ga je izdala organizacija USB-IF. Pravzaprav je bil predstavljen že septembra 2017. S tehničnega vidika je USB 3.2 izboljšava in dopolnitev USB 3.1. Bistvena sprememba je, da se je hitrost prenosa podatkov povečala na 20 Gbps, vmesnik pa še vedno sledi standardu.Tip-CShema, vzpostavljena v dobi USB 3.1, ne podpira več vmesnikov tipa A in tipa B. Tako USB4 kot USB 3.2 uporabljata vmesnika tipa C, vendar je USB 4 veliko bolj zapleten. USB 4 podpira hkraten prenos in sprejem podatkov med gostitelji, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort avdio/video in USB podatkov prek istega vmesnika tipa C na isti povezavi. Dva gostitelja USB 4 lahko izmenjujeta podatkovne pakete IP prek tunela med gostitelji; prenos prek DisplayPort in USB tunela pomeni, da se lahko zvok, video, podatki in napajanje prenašajo prek istega vmesnika, kar je veliko hitreje kot pri uporabi USB 3.2. Poleg tega lahko prenos prek tunela PCIe zagotovi visoko pasovno širino, nizko zakasnitev in doseže visoko prepustnost za shranjevanje velike zmogljivosti, umetno inteligenco na robu in druge primere uporabe.
USB4 združuje dva oddajna in sprejemna kanala v en sam vmesnik USB-C s hitrostjo do 20 Gbps in40 Gb/s, vsak kanal pa ima lahko hitrost prenosa podatkov približno 10 Gbps ali 20 Gbps. Za razvijalce čipov so ti podatki zelo pomembni. Vedeti morajo, da je v načinu Thunderbolt3 hitrost prenosa podatkov na vsakem oddajnem in sprejemnem kanalu 10,3125 Gbps ali 20,625 Gbps. V tradicionalnem načinu USB deluje samo en oddajni/sprejemni kanal s hitrostjo5 Gb/s (USB 3.0) or 10 Gb/s (USB 3.1), medtem ko dva kanala USB 3.2 delujeta s hitrostjo 10 Gbps.
Kar zadeva vzdržljivost, so komponente vmesnika Type-C, ki prenašajo obremenitve, predvsem zunanje kovinsko ohišje, ki je močnejše in manj nagnjeno k poškodbam. Osrednji podatkovni kanal je zaščiten z lokastim pokrovom, zaradi česar ga je težko poškodovati. Zahteve zasnove kažejo, daUSB tipa CLahko prenese več kot 10.000 vklopov in izklopov brez poškodb. Če izračunamo na podlagi 3 vklopov in izklopov na dan, lahko vmesnik USB Type-C uporabljate vsaj 10 let.
02 Pospešena uvedba USB4
Po uradni izdaji protokola USB 3.2 je organizacija USB v kratkem času objavila specifikacije USB 4. Za razliko od prejšnjih standardov, kot je bilUSB 3.2, ki so temeljili na lastnem protokolu USB, USB 4 ne uporablja več specifikacij USB na osnovni ravni, temveč protokol Thunderbolt 3, ki ga je Intel v celoti razkril. To je največja sprememba v razvoju USB v zadnjih nekaj desetletjih. Pri uporabi priključka tipa C funkcije USB4 nadomestijo funkcije USB 3.2, USB 2.0 pa lahko deluje hkrati. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed ostaja osnovna infrastruktura za prenos "USB podatkov" na fizični liniji USB 4. Največja razlika med USB4 in USB 3.2 je v tem, da je USB4 usmerjen v povezavo. USB4 je zasnovan s tuneli za skupni prenos podatkov iz več protokolov na enem fizičnem vmesniku. Tako je mogoče hitrost in zmogljivost USB4 dinamično deliti. USB4 lahko podpira druge protokole za prikaz ali komunikacijo med gostitelji, medtem ko poteka prenos podatkov. Poleg tega je USB4 povečal hitrost komunikacije z 20 Gbps (Gen2x2) USB 3.2 na40 Gb/s (Gen3x2)na isti dvopasovni, dvojno-simpleksni arhitekturi.
USB4 ne dosega le visoke hitrosti USB (na osnovi USB3), temveč tudi definira prikazovalne tunele na osnovi DisplayPorta in tunele za nalaganje/shranjevanje na osnovi PCIe.
Vidik zaslona: Protokol tunela zaslona USB4 temelji na DisplayPortu 1.4a. DP 1.4a sam podpira8k pri 60Hz or 4k pri 120 HzGostitelj USB4 mora podpirati DisplayPort na vseh vhodih za prenos v smeri navzdol. Če uporabljate vrata USB 4 za hkratni prenos videa in podatkov, bodo vrata ustrezno dodelila pasovno širino. Če torej video za napajanje vašega monitorja 1080p (ki je tudi vozlišče) potrebuje le 20 % pasovne širine, se preostalih 80 % videa lahko uporabi za prenos datotek z zunanjega SSD-ja.
Kar zadeva tunele PCIe: Podpora za PCIe s strani gostiteljev USB4 je neobvezna. Zvezdišča USB4 morajo podpirati tunele PCIe in prisotno mora biti notranje stikalo PCIe.
Pomemben del specifikacije USB 4 je možnost dinamičnega prilagajanja količine virov, ki so na voljo pri pošiljanju videa in podatkov prek iste povezave. Recimo torej, da imate največ40 Gb/s USB 4in kopirate velike datoteke z zunanjega SSD-ja in jih prikazujete na 4K zaslonu. Predpostavimo, da video vir zahteva približno 12,5 Gbps. V tem primeru bo USB 4 preostalih 27,5 Mbps dodelil rezervnemu disku.
USB-C uvaja »alternativni način«, ki omogoča prenos videa DisplayPort/HDMI iz vrat Type-C. Vendar pa trenutna specifikacija 3.x ne zagotavlja dobre metode za delitev virov. Po Saundersovih besedah lahko alternativni način DisplayPort natančno razdeli pasovno širino med podatki USB in video podatki v razmerju 50/50, medtem ko alternativni način HDMI ne omogoča hkratne uporabe podatkov USB.
USB4 definira standard 40 Gbps, kar omogoča dinamično deljenje pasovne širine, tako da lahko en sam podatkovni kabel izpolnjuje več funkcij. Z USB4 je mogoče hkrati prenašati podatke PCIe in prikazovati podatke prek ene linije, skupaj s tradicionalnimi funkcijami USB, in celo zagotavljati napajanje (prek USB PD) na zelo priročen način. V prihodnosti bo mogoče večino perifernih naprav, pa naj gre za visokohitrostna omrežja, zunanje grafične kartice, visokoločljivostne zaslone, visokohitrostne pomnilniške naprave z veliko kapaciteto ali celo en računalnik z drugim, medsebojno povezati prek vmesnika Type-C. Poleg tega, če te naprave izvajajo USB4 Hub, lahko zaporedno ali veje povežete tudi več naprav iz teh naprav, kar je izjemno priročno.
Čas objave: 20. oktober 2025
