Introducció a l'USB 4
USB4 és el sistema USB especificat a l'especificació USB4. L'USB Developers Forum va publicar la seva versió 1.0 el 29 d'agost de 2019. El nom complet d'USB4 és Universal Serial Bus Generation 4. Es basa en la tecnologia de transmissió de dades "Thunderbolt 3" desenvolupada conjuntament per Intel i Apple. La velocitat de transmissió de dades d'USB4 pot arribar fins als 40 Gbps, que és el doble de la velocitat de l'últim USB 3.2 (Gen2×2) llançat.
A diferència dels estàndards de protocol USB anteriors, l'USB4 requereix un connector USB-C i necessita la compatibilitat amb USB PD per a l'alimentació. En comparació amb l'USB 3.2, permet la creació de túnels DisplayPort i PCI Express. Aquesta arquitectura defineix un mètode per compartir dinàmicament un únic enllaç d'alta velocitat amb diversos tipus de dispositius terminals, que poden gestionar millor la transmissió de dades per tipus i aplicació. Els productes USB4 han de suportar un rendiment de 20 Gbit/s i poden suportar un rendiment de 40 Gbit/s. Tanmateix, a causa de la transmissió per túnel, quan es transmeten dades mixtes, fins i tot si les dades es transmeten a una velocitat de 20 Gbit/s, la velocitat de transmissió de dades real pot ser superior a la de l'USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
L'USB4 es divideix en dues versions: 20 Gbps i 40 Gbps. Els dispositius amb interfície USB4 disponibles al mercat poden oferir la velocitat de 40 Gbps de Thunderbolt 3 o una versió reduïda de 20 Gbps. Si voleu comprar un dispositiu amb la velocitat de transmissió més alta, és a dir, 40 Gbps, és millor comprovar les especificacions abans de fer la compra. Per a escenaris que requereixen una transmissió d'alta velocitat, triar l'USB 3.1 C TO C adequat és crucial, ja que és el portador clau per aconseguir una velocitat de 40 Gbps.
Molta gent està confosa sobre la relació entre USB4 i Thunderbolt 4. De fet, tant Thunderbolt 4 com USB4 estan construïts sobre la base del protocol subjacent de Thunderbolt 3. Es complementen entre si i són compatibles. Les interfícies són totes de tipus C, i la velocitat màxima és de 40 Gbps per a tots dos.
En primer lloc, el cable USB4 al qual ens referim és l'estàndard de transmissió d'USB, que és una especificació de protocol relacionada amb el rendiment i l'eficiència de la transmissió USB. L'USB4 es pot entendre com la "quarta generació" d'aquesta especificació.
El protocol de transmissió USB va ser proposat i desenvolupat conjuntament per diverses empreses, com ara Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC i Nortel, el 1994. Es va publicar com a versió USB V0.7 l'11 de novembre de 1994. Més tard, aquestes empreses van establir una organització sense ànim de lucre per promoure i donar suport a l'USB el 1995, anomenada USB Implementers Forum, que és el conegut USB-IF, i USB-IF és ara l'organització d'estandardització USB.
El 1996, USB-IF va proposar oficialment l'especificació USB 1.0. Tanmateix, la velocitat de transmissió de l'USB 1.0 era només d'1,5 Mbps, el corrent de sortida màxim era de 5 V/500 mA i, en aquell moment, hi havia molt pocs dispositius perifèrics que admetien USB, per la qual cosa els fabricants de plaques base poques vegades dissenyaven directament interfícies USB a la placa base.
▲USB 1.0
El setembre de 1998, USB-IF va publicar l'especificació USB 1.1. Aquesta vegada, la velocitat de transmissió es va augmentar a 12 Mbps i es van corregir alguns detalls tècnics de l'USB 1.0. El corrent de sortida màxim es va mantenir en 5V/500mA.
L'abril del 2000 es va introduir l'estàndard USB 2.0, amb una velocitat de transmissió de 480 Mbps, que és de 60 MB/s. És 40 vegades superior a la de l'USB 1.1. El corrent de sortida màxim és de 5 V/500 mA i adopta un disseny de 4 pins. L'USB 2.0 encara s'utilitza avui dia i es pot dir que és l'estàndard USB més durador.
A partir de l'USB 2.0, l'USB-IF va demostrar el seu "talent únic" en el canvi de nom.
El juny de 2003, USB-IF va canviar el nom de les especificacions i els estàndards de l'USB, canviant l'USB 1.0 a la versió USB 2.0 de baixa velocitat, l'USB 1.1 a la versió USB 2.0 de velocitat completa i l'USB 2.0 a la versió USB 2.0 d'alta velocitat.
Tanmateix, aquest canvi va tenir poc impacte en la situació actual en aquell moment, perquè l'USB 1.0 i l'1.1 bàsicament han abandonat l'escenari històric.
El novembre de 2008, el Grup Promotor de l'USB 3.0, format per gegants de la indústria com Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC i ST-NXP, va completar l'estàndard USB 3.0 i el va publicar. El nom oficial que se li va donar va ser "SuperSpeed". El Grup Promotor de l'USB és el principal responsable del desenvolupament i la formulació dels estàndards de la sèrie USB, i els estàndards finalment es lliuraran a USB-IF per a la seva gestió.
La velocitat de transmissió màxima de l'USB 3.0 arriba als 5.0 Gbps, que són 640 MB/s. El corrent de sortida màxim és de 5 V/900 mA. És totalment compatible amb l'USB 2.0 i admet la transmissió de dades full-duplex (és a dir, pot rebre i enviar dades simultàniament, mentre que l'USB 2.0 és half-duplex), a més de tenir millors capacitats de gestió d'energia i altres funcions.
L'USB 3.0 adopta un disseny de 9 pins. Els primers 4 pins són els mateixos que els de l'USB 2.0, mentre que els 5 pins restants estan especialment dissenyats per a USB 3.0. Per tant, podeu determinar si és USB 2.0 o USB 3.0 pels pins.
El juliol de 2013 es va llançar l'USB 3.1, amb una velocitat de transmissió de 10 Gbps (1280 MB/s), afirmant ser SuperSpeed+, i el voltatge d'alimentació màxim permès es va augmentar a 20V/5A, que són 100W.
La millora de l'USB 3.1 en comparació amb l'USB 3.0 també va ser molt òbvia. Tanmateix, poc després, USB-IF va canviar el nom d'USB 3.0 a USB 3.1 Gen1 i l'USB 3.1 a USB 3.1 Gen2.
Aquest canvi de nom va causar problemes als consumidors perquè molts comerciants sense escrúpols només marcaven els productes com a compatibles amb USB 3.1 a l'embalatge sense indicar si era Gen1 o Gen2. De fet, el rendiment de transmissió dels dos és força diferent i els consumidors podrien caure accidentalment en un parany. Per tant, aquest canvi de nom va ser una mala decisió per a la majoria dels consumidors.
El setembre de 2017 es va llançar l'USB 3.2. Sota l'USB Type-C, admet canals duals de 10 Gbps per a la transmissió de dades, amb una velocitat de fins a 20 Gb/s (2500 MB/s), i el corrent de sortida màxim continua sent de 20V/5A. Altres aspectes tenen petites millores.
▲El procés de canvi de nom d'USB
Tanmateix, el 2019, USB-IF va proposar un altre canvi de nom. Van canviar el nom de l'USB 3.1 Gen1 (que era l'USB 3.0 original) a USB 3.2 Gen1, l'USB 3.1 Gen2 (que era l'USB 3.1 original) a USB 3.2 Gen2 i l'USB 3.2 a USB 3.2 Gen 2×2.
Ara i futur: el salt endavant de l'USB4
Ara que hem arribat a l'USB4, fem una ullada a les actualitzacions i millores d'aquest nou estàndard de protocol. En primer lloc, com que és una actualització intergeneracional de "3" a "4", la millora ha de ser significativa.
A partir de tota la informació que hem recopilat, les noves característiques de l'USB4 es resumeixen de la manera següent:
1. Velocitat màxima de transmissió de 40 Gbps:
Mitjançant la transmissió de doble canal, la velocitat de transmissió màxima teòrica de l'USB4 hauria de poder arribar als 40 Gbps, que és la mateixa que la del Thunderbolt 3 (anomenat "Thunderbolt 3" a continuació).
De fet, l'USB4 tindrà tres velocitats de transmissió: 10 Gbps, 20 Gbps i 40 Gbps. Per tant, si voleu comprar un dispositiu amb la velocitat de transmissió més alta, és a dir, 40 Gbps, és millor que comproveu les especificacions abans de comprar-lo.
2. Compatible amb les interfícies Thunderbolt 3:
Alguns dispositius USB4 (no tots) també poden ser compatibles amb les interfícies Thunderbolt 3. És a dir, si el vostre dispositiu té una interfície USB4, també és possible connectar-hi un dispositiu Thunderbolt 3 externament. Tanmateix, això no és obligatori. Que sigui compatible o no depèn de l'actitud del fabricant del dispositiu.
3. Capacitat d'assignació dinàmica de recursos d'amplada de banda:
Si feu servir el port USB4 mentre també el feu servir per connectar una pantalla i transferir dades, el port assignarà l'amplada de banda corresponent segons la situació. Per exemple, si el vídeo només requereix el 20% de l'amplada de banda per alimentar una pantalla de 1080p, el 80% restant de l'amplada de banda es pot utilitzar per a altres tasques. Això no era possible amb l'USB 3.2 ni en èpoques anteriors. Abans d'això, el mode de funcionament de l'USB era per torns.
4. Tots els dispositius USB4 seran compatibles amb USB PD
USB PD és USB Power Delivery (transmissió d'energia USB), que és un dels protocols de càrrega ràpida més populars actualment. També va ser formulat per l'organització USB-IF. Aquesta especificació pot aconseguir voltatges i corrents més alts, amb una transmissió de potència màxima que arriba fins a 100 W, i la direcció de transmissió de potència es pot canviar lliurement.
Segons les regulacions d'USB-IF, la forma estàndard de la interfície de càrrega USB PD actual hauria de ser USB tipus C. A la interfície USB tipus C, hi ha dos pins, CC1 i CC2, que s'utilitzen per als canals de configuració de comunicació PD.
5. Només es pot utilitzar la interfície USB tipus C
Amb la característica anterior, és natural que també puguem saber que l'USB4 només pot funcionar a través de connectors USB tipus C. De fet, no només l'USB PD, sinó també altres estàndards més recents d'USB-IF, només és aplicable al tipus C.
6. Pot ser compatible amb versions anteriors de protocols anteriors
L'USB4 es pot utilitzar juntament amb dispositius i ports USB 3 i USB 2. És a dir, pot ser compatible amb versions anteriors dels estàndards de protocol. Tanmateix, l'USB 1.0 i l'1.1 no són compatibles. Actualment, les interfícies que utilitzen aquest protocol gairebé han desaparegut del mercat.
Per descomptat, quan es connecta un dispositiu USB4 a un port USB 3.2, no es pot transmetre a una velocitat de 40 Gbps. I la interfície USB 2 tradicional no esdevindrà més ràpida només perquè estigui connectada a una interfície USB4.
Data de publicació: 21 de juliol de 2025
