A guía definitiva do USB4: desde unha velocidade de 40 Gbps e un ancho de banda dinámico ata unha conexión con todas as funcións cun só cable
Desde a aparición do USB4, publicamos numerosos artigos e ligazóns para compartir información relevante. Non obstante, a súa popularidade foi tan alta que a xente de todo o mundo pregunta sobre o mercado do USB4. Desde os inicios da era do USB 1.0 e a interface de transmisión de datos de 1,5 Mbps, o USB pasou por múltiples xeracións. Houbo múltiples especificacións como USB 1.0, USB 2.0 e USB 3.0, e as formas e os esquemas de deseño da interface inclúen USB tipo A, USB tipo B e o USB tipo C, que é o máis común na actualidade, etc. O USB4 non só ten unha velocidade de transmisión máis rápida, senón que tamén ten unha mellor compatibilidade (compatibilidade con versións anteriores, é dicir, compatibilidade con versións inferiores). Pode conectar case todos os dispositivos de forma máis eficiente e cargalos. Se o teu teléfono, ordenador, monitor, impresora, etc. admiten USB4, entón, en teoría, só necesitas un cable de datos compatible con USB4 para conectar os dispositivos, o que fai que a oficina na casa sexa moito máis cómoda. Xa non necesitas mercar varios cables de conversión de interface. Polo tanto, o USB4 pode facer que o noso modo de traballo sexa máis diverso e cómodo. Ademais, outra característica destacable do USB4 é que se espera que se aplique en dispositivos periféricos que admitan a computación con intelixencia artificial.
01 USB4 fronte a USB3.2
O USB 3.2 é un novo estándar lanzado pola organización USB-IF. De feito, foi introducido xa en setembro de 2017. Desde unha perspectiva técnica, o USB 3.2 é unha mellora e un suplemento do USB 3.1. O cambio principal é que a velocidade de transmisión de datos aumentou a 20 Gbps e a interface segue o...Tipo Cesquema establecido na era USB 3.1, que xa non admite interfaces de tipo A e tipo B. Tanto USB4 como USB3.2 usan interfaces de tipo C, pero USB4 é moito máis complexo. USB4 admite a transmisión e recepción simultáneas de audio/vídeo de host a host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort e datos USB a través da mesma interface de tipo C na mesma ligazón. Dous hosts USB4 poden intercambiar paquetes de datos IP a través do túnel de host a host; a transmisión por túnel DisplayPort e USB significa que o audio, o vídeo, os datos e a enerxía pódense transmitir a través da mesma interface, o que é moito máis rápido que usar USB3.2. Ademais, a transmisión por túnel PCIe pode proporcionar un ancho de banda elevado, baixa latencia e lograr un alto rendemento para almacenamento de gran capacidade, intelixencia artificial perimetral e outros casos de uso.
O USB4 integra dous canais de transmisión e recepción nunha única interface USB-C, cunha velocidade de ata 20 Gbps e40 Gbps, e cada canle pode ter unha velocidade de datos de aproximadamente 10 Gbps ou 20 Gbps. Para os desenvolvedores de chips, estes datos son moi importantes. Necesitan saber que no modo Thunderbolt3, a velocidade de datos en cada canle de transmisión e recepción é de 10,3125 Gbps ou 20,625 Gbps. No modo USB tradicional, só unha canle de transmisión/recepción funciona a unha velocidade de5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), mentres que os dous canais de USB 3.2 funcionan a unha velocidade de 10 Gbps.
En termos de durabilidade, os compoñentes que soportan a forza da interface tipo C son principalmente a carcasa metálica externa, que é máis resistente e menos propensa a danos. A canle de datos central está protexida por unha cuberta en forma de arco, o que dificulta que se dane. Os requisitos de deseño indican queUSB tipo CPode soportar máis de 10 000 conexións e desconexións sen sufrir danos. Se se calcula en función de 3 conexións e desconexións ao día, a interface USB tipo C pode usarse durante polo menos 10 anos.
02 Implementación acelerada de USB4
Despois do lanzamento oficial do protocolo USB 3.2, a organización USB anunciou axiña as especificacións do USB 4 nun curto período de tempo. A diferenza dos estándares anteriores comoUSB 3.2, que se baseaban no protocolo propio do USB, o USB 4 xa non adopta as especificacións USB no seu nivel fundamental, senón que adopta o protocolo Thunderbolt 3 que Intel revelou completamente. Este é o maior cambio no desenvolvemento do USB nas últimas décadas. Ao usar un conector tipo C para a conexión, as funcións do USB 4 substitúen as do USB 3.2, e o USB 2.0 pode executarse simultaneamente. O USB 3.2 Enhanced SuperSpeed segue sendo a infraestrutura básica para a transmisión de "datos USB" na liña física do USB 4. A maior diferenza entre o USB 4 e o USB 3.2 reside en que o USB 4 está orientado á conexión. O USB 4 está deseñado con túneles para transmitir conxuntamente datos de varios protocolos nunha única interface física. Así, a velocidade e a capacidade do USB 4 pódense compartir dinamicamente. O USB 4 pode admitir outros protocolos de visualización ou comunicación de host a host mentres a transmisión de datos está en curso. Ademais, o USB 4 aumentou a velocidade de comunicación de 20 Gbps (Gen2x2) do USB 3.2 a40 Gbps (Xen. 3x2)na mesma arquitectura de dobre carril e dobre simplex.
O USB4 non só consegue USB de alta velocidade (baseado en USB3), senón que tamén define túneles de visualización baseados en DisplayPort e túneles de carga/almacenamento baseados en PCIe.
Aspecto da pantalla: O protocolo do túnel de pantalla de USB4 baséase en DisplayPort 1.4a. O propio DP 1.4a admite8k a 60 Hz or 4k a 120 HzO servidor USB4 debe ser compatible con DisplayPort en todos os portos de saída. Se usas o porto USB4 para transmitir vídeo e datos simultaneamente, o porto asignará o ancho de banda en consecuencia. Polo tanto, se o vídeo só require o 20 % do ancho de banda para alimentar o teu monitor de 1080p (que tamén é un concentrador), o 80 % restante do vídeo pódese usar para transferir ficheiros desde un SSD externo.
En canto aos túneles PCIe: a compatibilidade con PCIe por parte dos hosts USB4 é opcional. Os concentradores USB4 deberían ser compatibles con túneles PCIe e debería haber un conmutador PCIe interno.
Unha parte importante da especificación USB 4 é a capacidade de axustar dinamicamente a cantidade de recursos dispoñibles ao enviar vídeo e datos a través da mesma conexión. Entón, supoñamos que tes un máximo deUSB 4 de 40 Gbpse están a copiar ficheiros grandes desde un SSD externo e a envialos a unha pantalla 4K. Supoñamos que a fonte de vídeo require aproximadamente 12,5 Gbps. Neste caso, o USB 4 asignará os 27,5 Mbps restantes á unidade de copia de seguridade.
O USB-C introduce o "modo alternativo", que é a capacidade de transmitir vídeo DisplayPort/HDMI desde un porto tipo C. Non obstante, a especificación 3.x actual non ofrece un bo método para dividir os recursos. Segundo Saunders, o modo alternativo de DisplayPort pode dividir con precisión o ancho de banda entre os datos USB e os datos de vídeo en 50/50, mentres que o modo alternativo HDMI non permite o uso simultáneo de datos USB.
O USB4 define un estándar de 40 Gbps, o que permite compartir dinámicamente o ancho de banda para que un único cable de datos poida cumprir varias funcións. Co USB4, é posible transmitir datos PCIe e visualizar simultaneamente a través dunha única liña, xunto coas funcións USB tradicionais, e mesmo proporcionar alimentación (a través de USB PD) dun xeito moi cómodo. No futuro, a maioría dos dispositivos periféricos, xa sexan redes de alta velocidade, tarxetas gráficas externas, pantallas de alta definición, dispositivos de almacenamento de alta velocidade de gran capacidade ou mesmo unha máquina e outra máquina, poderán interconectarse a través dunha interface de tipo C. Ademais, se estes dispositivos implementan un concentrador USB4, tamén se poden conectar máis dispositivos en serie ou ramificacións desde estes dispositivos, o que é extremadamente cómodo.
Data de publicación: 20 de outubro de 2025
