La guia definitiva de l'USB4: des de la velocitat de 40 Gbps i l'ample de banda dinàmic fins a la connexió amb un sol cable amb totes les funcions.
Des de l'aparició de l'USB4, hem publicat nombrosos articles i enllaços per compartir informació rellevant. Tanmateix, la popularitat ha estat tan alta que gent de tot arreu pregunta sobre el mercat de l'USB4. Des dels inicis de l'era de l'USB 1.0 i la interfície de transmissió de dades d'1.5 Mbps, l'USB ha passat per múltiples generacions. Hi ha hagut múltiples especificacions com ara USB 1.0, USB 2.0 i USB 3.0, i les formes i els esquemes de disseny de la interfície han inclòs USB tipus A, USB tipus B i l'USB tipus C més comú actualment, etc. L'USB4 no només té una velocitat de transmissió més ràpida, sinó que també té una millor compatibilitat (admet compatibilitat amb versions anteriors, és a dir, compatibilitat amb versions inferiors). Pot connectar gairebé tots els dispositius de manera més eficient i carregar-los. Si el vostre telèfon, ordinador, monitor, impressora, etc. admeten USB4, teòricament, només necessiteu un cable de dades que admeti USB4 per connectar els dispositius, cosa que fa que l'oficina a casa sigui molt més convenient. Ja no cal comprar diversos cables de conversió d'interfície. Per tant, l'USB4 pot fer que el nostre mode de treball sigui més divers i convenient. A més, una altra característica destacable de l'USB4 és que s'espera que s'apliqui en dispositius perimetrals que admeten la computació amb intel·ligència artificial.
01 USB4 vs. USB3.2
L'USB 3.2 és un nou estàndard publicat per l'organització USB-IF. De fet, es va introduir ja al setembre de 2017. Des d'una perspectiva tècnica, l'USB 3.2 és una millora i un complement de l'USB 3.1. El canvi principal és que la velocitat de transmissió de dades s'ha augmentat a 20 Gbps, i la interfície encara segueix el...Tipus Cesquema establert a l'era USB 3.1, que ja no admet interfícies de tipus A i tipus B. Tant USB4 com USB3.2 utilitzen interfícies de tipus C, però USB4 és molt més complex. USB4 admet la transmissió i recepció simultànies d'àudio/vídeo host-to-host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort i dades USB a través de la mateixa interfície de tipus C en el mateix enllaç. Dos hosts USB4 poden intercanviar paquets de dades IP a través del túnel host-to-host; la transmissió de túnel DisplayPort i USB significa que l'àudio, el vídeo, les dades i l'alimentació es poden transmetre a través de la mateixa interfície, cosa que és molt més ràpida que l'ús d'USB3.2. A més, la transmissió de túnel PCIe pot proporcionar un ample de banda elevat, una latència baixa i aconseguir un alt rendiment per a emmagatzematge de gran capacitat, intel·ligència artificial de vora i altres casos d'ús.
L'USB4 integra dos canals de transmissió i recepció en una sola interfície USB-C, amb una velocitat de fins a 20 Gbps.40 Gbps, i cada canal pot tenir una velocitat de dades d'aproximadament 10 Gbps o 20 Gbps. Per als desenvolupadors de xips, aquesta dada és molt important. Han de saber que en el mode Thunderbolt3, la velocitat de dades a cada canal de transmissió i recepció és de 10,3125 Gbps o 20,625 Gbps. En el mode USB tradicional, només un canal de transmissió/recepció funciona a una velocitat de5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), mentre que els dos canals d'USB3.2 funcionen a una velocitat de 10 Gbps.
Pel que fa a la durabilitat, els components que suporten la força de la interfície Type-C són principalment la carcassa metàl·lica externa, que és més resistent i menys propensa a patir danys. El canal de dades central està protegit per una coberta en forma d'arc, cosa que dificulta que es faci malbé. Els requisits de disseny indiquen que...USB tipus CPot suportar més de 10.000 connexions i desconnectaments sense patir danys. Si es calcula en funció de 3 connexions i desconnectaments al dia, la interfície USB tipus C es pot utilitzar durant almenys 10 anys.
02 Implementació accelerada d'USB4
Després del llançament oficial del protocol USB 3.2, l'organització USB va anunciar ràpidament les especificacions de l'USB 4 en un curt període de temps. A diferència dels estàndards anteriors com araUSB 3.2, que es basaven en el protocol propi de l'USB, l'USB 4 ja no adopta les especificacions USB al seu nivell fonamental, sinó que adopta el protocol Thunderbolt 3 que Intel ha revelat completament. Aquest és el canvi més gran en el desenvolupament de l'USB durant les últimes dècades. Quan s'utilitza un connector tipus C per a la connexió, les funcions de l'USB 4 substitueixen les de l'USB 3.2, i l'USB 2.0 pot funcionar simultàniament. L'USB 3.2 Enhanced SuperSpeed continua sent la infraestructura bàsica per a la transmissió de "dades USB" a la línia física de l'USB 4. La diferència més gran entre l'USB 4 i l'USB 3.2 rau en el fet que l'USB 4 està orientat a la connexió. L'USB 4 està dissenyat amb túnels per transmetre conjuntament dades de múltiples protocols en una sola interfície física. Així, la velocitat i la capacitat de l'USB 4 es poden compartir dinàmicament. L'USB 4 pot admetre altres protocols de visualització o comunicació host-to-host mentre la transmissió de dades està en curs. A més, l'USB 4 ha augmentat la velocitat de comunicació de 20 Gbps (Gen2x2) de l'USB 3.2 a40 Gbps (Gen3x2)sobre la mateixa arquitectura de doble carril i doble simplex.
L'USB4 no només aconsegueix USB d'alta velocitat (basat en USB3), sinó que també defineix túnels de visualització basats en DisplayPort i túnels de càrrega/emmagatzematge basats en PCIe.
Aspecte de la pantalla: El protocol del túnel de pantalla de l'USB4 es basa en DisplayPort 1.4a. El mateix DP 1.4a és compatible.8k a 60Hz or 4k a 120 HzL'amfitrió USB4 ha de ser compatible amb DisplayPort en tots els ports de baixada. Si feu servir el port USB4 per transmetre vídeo i dades simultàniament, el port assignarà l'ample de banda en conseqüència. Per tant, si el vídeo només requereix el 20% de l'ample de banda per alimentar el vostre monitor de 1080p (que també és un concentrador), el 80% restant del vídeo es pot utilitzar per transferir fitxers des d'un SSD extern.
Pel que fa als túnels PCIe: la compatibilitat amb PCIe per part dels hosts USB4 és opcional. Els concentradors USB4 haurien de ser compatibles amb túnels PCIe i hi hauria d'haver un commutador PCIe intern.
Una part important de l'especificació USB 4 és la capacitat d'ajustar dinàmicament la quantitat de recursos disponibles en enviar vídeo i dades a través de la mateixa connexió. Per tant, suposem que teniu un màxim deUSB 4 de 40 Gbpsi copien fitxers grans des d'un SSD extern i els envien a una pantalla 4K. Suposem que la font de vídeo requereix aproximadament 12,5 Gbps. En aquest cas, l'USB 4 assignarà els 27,5 Mbps restants a la unitat de còpia de seguretat.
L'USB-C introdueix el "mode alternatiu", que és la capacitat de transmetre vídeo DisplayPort/HDMI des d'un port Type-C. Tanmateix, l'especificació 3.x actual no proporciona un bon mètode per dividir els recursos. Segons Saunders, el mode alternatiu de DisplayPort pot dividir amb precisió l'ample de banda entre dades USB i dades de vídeo al 50/50, mentre que el mode alternatiu HDMI no permet l'ús simultani de dades USB.
L'USB4 defineix un estàndard de 40 Gbps, que permet compartir dinàmicament l'amplada de banda de manera que un sol cable de dades pot complir múltiples funcions. Amb l'USB4, és possible transmetre simultàniament dades PCIe i visualitzar-les a través d'una sola línia, juntament amb les funcions USB tradicionals, i fins i tot proporcionar alimentació (mitjançant USB PD) d'una manera molt convenient. En el futur, la majoria de dispositius perifèrics, ja siguin xarxes d'alta velocitat, targetes gràfiques externes, pantalles d'alta definició, dispositius d'emmagatzematge d'alta capacitat i alta velocitat o fins i tot una màquina i una altra, es podran interconnectar a través d'una interfície de tipus C. A més, si aquests dispositius implementen un concentrador USB4, també podreu connectar més dispositius en sèrie o en branques des d'aquests dispositius, cosa que és extremadament convenient.
Data de publicació: 20 d'octubre de 2025
