Ultimativni vodič za USB4: od brzine od 40 Gbps, dinamičke propusnosti do potpuno funkcionalne veze jednim kablom
Od pojave USB4, objavljujemo brojne članke i linkove kako bismo podijelili relevantne informacije. Međutim, popularnost je bila toliko visoka da se ljudi svugdje raspituju o tržištu USB4. Počevši od rane ere USB 1.0 i interfejsa za prijenos podataka od 1,5 Mbps, USB je prošao kroz više generacija. Postojale su brojne specifikacije kao što su USB 1.0, USB 2.0 i USB 3.0, a oblici i sheme dizajna interfejsa uključivali su USB Type-A, USB Type-B i trenutno najčešći USB Type-C, itd. USB4 ne samo da ima veću brzinu prijenosa, već ima i bolju kompatibilnost (podržava unatrag kompatibilnost, odnosno kompatibilnost sa starijim verzijama). Može efikasnije povezati gotovo sve uređaje i puniti ih. Ako vaš telefon, računar, monitor, štampač itd. podržavaju USB4, onda vam je teoretski potreban samo podatkovni kabel koji podržava USB4 za povezivanje uređaja, što kućnu kancelariju čini mnogo praktičnijom. Više ne morate kupovati razne kablove za konverziju interfejsa. Stoga, USB4 može učiniti naš način rada raznovrsnijim i praktičnijim. Pored toga, još jedna izvanredna karakteristika USB4 je ta što se očekuje njegova primjena u edge uređajima koji podržavaju računarstvo zasnovano na vještačkoj inteligenciji.
01 USB4 u odnosu na USB 3.2
USB 3.2 je novi standard koji je objavila organizacija USB-IF. Zapravo je predstavljen još u septembru 2017. godine. Sa tehničke perspektive, USB 3.2 je poboljšanje i dodatak USB 3.1. Osnovna promjena je da je brzina prijenosa podataka povećana na 20 Gbps, a interfejs i dalje pratiTip-CŠema uspostavljena u eri USB 3.1, više ne podržava Type-A i Type-B interfejse. I USB4 i USB 3.2 koriste Type-C interfejse, ali USB 4 je mnogo složeniji. USB 4 podržava istovremeni prijenos i prijem podataka od host-to-host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort audio/video i USB podataka putem istog Type-C interfejsa na istoj vezi. Dva USB 4 hosta mogu razmjenjivati IP pakete podataka putem tunela od host-to-host; DisplayPort i USB tunelski prijenos znači da se audio, video, podaci i napajanje mogu prenositi putem istog interfejsa, što je mnogo brže nego korištenje USB 3.2. Osim toga, PCIe tunelski prijenos može osigurati veliku propusnost, nisku latenciju i postići veliku propusnost za pohranu velikog kapaciteta, vještačku inteligenciju na rubu mreže i druge slučajeve upotrebe.
USB4 integriše dva kanala za prenos i prijem u jedan USB-C interfejs, sa brzinom do 20 Gbps i...40 Gbps, a svaki kanal može imati brzinu prijenosa podataka od približno 10 Gbps ili 20 Gbps. Za programere čipova, ovi podaci su veoma važni. Moraju znati da je u Thunderbolt3 režimu brzina prijenosa podataka na svakom kanalu za prijenos i prijem 10,3125 Gbps ili 20,625 Gbps. U tradicionalnom USB režimu, samo jedan kanal za prijenos/prijem radi brzinom od5 Gbps (USB 3.0) or 10 Gbps (USB 3.1), dok dva kanala USB 3.2 rade brzinom od 10 Gbps.
Što se tiče izdržljivosti, komponente Type-C interfejsa koje nose silu su uglavnom vanjsko metalno kućište, koje je jače i manje sklono oštećenjima. Centralni podatkovni kanal zaštićen je poklopcem u obliku luka, što ga čini teškim za oštećenje. Zahtjevi dizajna ukazuju na to daUSB tip-CMože izdržati više od 10.000 uključivanja i isključivanja bez oštećenja. Ako se izračuna na osnovu 3 uključivanja i isključivanja dnevno, USB Type-C interfejs se može koristiti najmanje 10 godina.
02 Ubrzano uvođenje USB4
Nakon službenog objavljivanja USB 3.2 protokola, USB organizacija je brzo objavila specifikacije USB 4 u kratkom vremenskom periodu. Za razliku od prethodnih standarda kao što suUSB 3.2, koji su bili zasnovani na vlastitom USB protokolu, USB 4 više ne usvaja USB specifikacije na svom osnovnom nivou, već umjesto toga usvaja Thunderbolt 3 protokol koji je Intel u potpunosti otkrio. Ovo je najveća promjena u razvoju USB-a u posljednjih nekoliko decenija. Kada se za povezivanje koristi Type-C konektor, funkcije USB4 zamjenjuju one iz USB 3.2, a USB 2.0 može raditi istovremeno. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed ostaje osnovna infrastruktura za prijenos "USB podataka" na fizičkoj USB 4 liniji. Najveća razlika između USB4 i USB 3.2 leži u tome što je USB4 orijentisan na konekciju. USB4 je dizajniran s tunelima za zajednički prijenos podataka iz više protokola na jednom fizičkom interfejsu. Dakle, brzina i kapacitet USB4 mogu se dinamički dijeliti. USB4 može podržavati druge protokole za prikaz ili komunikaciju između hostova dok je prijenos podataka u toku. Osim toga, USB4 je povećao brzinu komunikacije sa 20 Gbps (Gen2x2) USB 3.2 na...40 Gbps (Gen3x2)na istoj arhitekturi s dvije trake i dvije simpleksne linije.
USB4 ne samo da postiže USB velike brzine (baziran na USB3), već i definira tunele za prikaz bazirane na DisplayPortu i tunele za učitavanje/pohranjivanje bazirane na PCIe.
Aspekt ekrana: Protokol tunela ekrana USB4 zasnovan je na DisplayPort 1.4a. Sam DP 1.4a podržava8k na 60Hz or 4k na 120HzUSB4 host mora podržavati DisplayPort na svim nizvodnim portovima. Ako koristite USB 4 port za istovremeni prijenos videa i podataka, port će shodno tome dodijeliti propusni opseg. Stoga, ako je videu potrebno samo 20% propusnog opsega za pokretanje vašeg 1080p monitora (koji je ujedno i hub), preostalih 80% videa može se koristiti za prijenos datoteka s eksternog SSD-a.
Što se tiče PCIe tunela: Podrška za PCIe od strane USB4 hostova je opcionalna. USB4 hubovi bi trebali podržavati PCIe tunele i trebao bi biti prisutan interni PCIe prekidač.
Važan dio USB 4 specifikacije je mogućnost dinamičkog podešavanja količine dostupnih resursa prilikom slanja videa i podataka putem iste veze. Dakle, pretpostavimo da imate maksimalno40 Gbps USB 4i kopiraju velike datoteke sa eksternog SSD-a i prikazuju ih na 4K ekranu. Pretpostavimo da video izvor zahtijeva približno 12,5 Gbps. U ovom slučaju, USB 4 će preostalih 27,5 Mbps dodijeliti rezervnom disku.
USB-C uvodi "alternativni način rada", što je mogućnost prijenosa DisplayPort/HDMI videa s Type-C porta. Međutim, trenutna 3.x specifikacija ne pruža dobru metodu za podjelu resursa. Prema Saundersu, DisplayPort alt način rada može precizno podijeliti propusni opseg između USB podataka i video podataka u omjeru 50/50, dok HDMI alt način rada ne dozvoljava istovremeno korištenje USB podataka.
USB4 definira standard od 40 Gbps, omogućavajući dinamičko dijeljenje propusnog opsega tako da jedan podatkovni kabel može ispunjavati više funkcija. S USB4 je moguće istovremeno prenositi PCIe i prikazivati podatke preko jedne linije, zajedno s tradicionalnim USB funkcijama, pa čak i osigurati napajanje (putem USB PD) na vrlo praktičan način. U budućnosti će se većina perifernih uređaja, bilo da se radi o brzim mrežama, vanjskim grafičkim karticama, ekranima visoke definicije, uređajima za pohranu velikog kapaciteta velike brzine ili čak jednoj mašini i drugoj, moći međusobno povezati putem Type-C interfejsa. Štaviše, ako ovi uređaji implementiraju USB4 Hub, možete povezati i više uređaja u seriju ili grane od ovih uređaja, što je izuzetno praktično.
Vrijeme objave: 20. oktobar 2025.
