Ο απόλυτος οδηγός για USB4 Από ταχύτητα 40Gbps, δυναμικό εύρος ζώνης έως πλήρη λειτουργία σύνδεσης με ένα καλώδιο
Από την εμφάνιση του USB4, έχουμε δημοσιεύσει πολλά άρθρα και συνδέσμους για να μοιραστούμε σχετικές πληροφορίες. Ωστόσο, η δημοτικότητά του είναι τόσο υψηλή που οι άνθρωποι παντού ρωτούν για την αγορά USB4. Ξεκινώντας από την πρώιμη εποχή του USB 1.0 και τη διεπαφή μετάδοσης δεδομένων 1,5Mbps, το USB έχει περάσει από πολλές γενιές. Έχουν υπάρξει πολλαπλές προδιαγραφές όπως USB 1.0, USB 2.0 και USB 3.0, και τα σχήματα και τα σχέδια διεπαφής περιλαμβάνουν USB Type-A, USB Type-B και το πιο συνηθισμένο USB Type-C, κ.λπ. Το USB4 όχι μόνο έχει μεγαλύτερη ταχύτητα μετάδοσης αλλά έχει και καλύτερη συμβατότητα (υποστηρίζοντας συμβατότητα με παλαιότερες εκδόσεις, δηλαδή συμβατότητα με παλαιότερες εκδόσεις). Μπορεί να συνδέσει σχεδόν όλες τις συσκευές πιο αποτελεσματικά και να τις φορτίσει. Εάν το τηλέφωνό σας, ο υπολογιστής, η οθόνη, ο εκτυπωτής κ.λπ. υποστηρίζουν όλα USB4, τότε θεωρητικά, χρειάζεστε μόνο ένα καλώδιο δεδομένων που υποστηρίζει USB4 για να συνδέσετε τις συσκευές, καθιστώντας το γραφείο στο σπίτι πολύ πιο βολικό. Δεν χρειάζεται πλέον να αγοράζετε διάφορα καλώδια μετατροπής διεπαφής. Επομένως, το USB4 μπορεί να κάνει τον τρόπο εργασίας μας πιο ποικίλο και βολικό. Επιπλέον, ένα άλλο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό του USB4 είναι ότι αναμένεται να εφαρμοστεί σε συσκευές edge που υποστηρίζουν υπολογιστική τεχνητή νοημοσύνη.
01 USB4 έναντι USB3.2
Το USB 3.2 είναι ένα νέο πρότυπο που κυκλοφόρησε από τον οργανισμό USB-IF. Στην πραγματικότητα, παρουσιάστηκε ήδη από τον Σεπτέμβριο του 2017. Από τεχνικής άποψης, το USB 3.2 αποτελεί βελτίωση και συμπλήρωμα του USB 3.1. Η βασική αλλαγή είναι ότι η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων έχει αυξηθεί στα 20 Gbps και η διεπαφή εξακολουθεί να ακολουθεί το πρότυπο.Τύπος-CΤο σχήμα που καθιερώθηκε στην εποχή του USB 3.1, δεν υποστηρίζει πλέον διεπαφές Type-A και Type-B. Τόσο το USB4 όσο και το USB3.2 χρησιμοποιούν διεπαφές Type-C, αλλά το USB4 είναι πολύ πιο περίπλοκο. Το USB4 υποστηρίζει ταυτόχρονη μετάδοση και λήψη δεδομένων host-to-host, PCI Express® (PCIe®), ήχου/βίντεο DisplayPort και USB μέσω της ίδιας διεπαφής Type-C στον ίδιο σύνδεσμο. Δύο κεντρικοί υπολογιστές USB4 μπορούν να ανταλλάσσουν πακέτα δεδομένων IP μέσω της σήραγγας host-to-host. Η μετάδοση μέσω σήραγγας DisplayPort και USB σημαίνει ότι ο ήχος, το βίντεο, τα δεδομένα και η ισχύς μπορούν να μεταδοθούν μέσω της ίδιας διεπαφής, η οποία είναι πολύ πιο γρήγορη από τη χρήση USB3.2. Επιπλέον, η μετάδοση μέσω σήραγγας PCIe μπορεί να παρέχει υψηλό εύρος ζώνης, χαμηλή καθυστέρηση και να επιτύχει υψηλή απόδοση για αποθήκευση μεγάλης χωρητικότητας, τεχνητή νοημοσύνη edge και άλλες περιπτώσεις χρήσης.
Το USB4 ενσωματώνει δύο κανάλια μετάδοσης και λήψης σε μία μόνο διεπαφή USB-C, με ρυθμό έως και 20 Gbps και40 Gbps, και κάθε κανάλι μπορεί να έχει ρυθμό δεδομένων περίπου 10 Gbps ή 20 Gbps. Για τους προγραμματιστές τσιπ, αυτά τα δεδομένα είναι πολύ σημαντικά. Πρέπει να γνωρίζουν ότι στη λειτουργία Thunderbolt3, ο ρυθμός δεδομένων σε κάθε κανάλι μετάδοσης και λήψης είναι 10,3125 Gbps ή 20,625 Gbps. Στην παραδοσιακή λειτουργία USB, μόνο ένα κανάλι μετάδοσης/λήψης εκτελείται με ρυθμό5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), ενώ τα δύο κανάλια του USB3.2 λειτουργούν με ρυθμό 10 Gbps.
Όσον αφορά την ανθεκτικότητα, τα εξαρτήματα που φέρουν δυνάμεις της διεπαφής Type-C είναι κυρίως το εξωτερικό μεταλλικό περίβλημα, το οποίο είναι ισχυρότερο και λιγότερο επιρρεπές σε ζημιές. Το κεντρικό κανάλι δεδομένων προστατεύεται από ένα κάλυμμα σε σχήμα τόξου, καθιστώντας δύσκολη την πρόκληση ζημιών. Οι απαιτήσεις σχεδιασμού υποδεικνύουν ότι τοUSB τύπου CΜπορεί να αντέξει περισσότερες από 10.000 συνδέσεις και αποσυνδέσεις χωρίς να υποστεί ζημιά. Εάν υπολογιστεί με βάση 3 συνδέσεις και αποσυνδέσεις ανά ημέρα, η διεπαφή USB Type-C μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τουλάχιστον 10 χρόνια.
02 Επιταχυνόμενη ανάπτυξη του USB4
Μετά την επίσημη κυκλοφορία του πρωτοκόλλου USB 3.2, ο οργανισμός USB ανακοίνωσε άμεσα τις προδιαγραφές του USB 4 σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε αντίθεση με προηγούμενα πρότυπα όπωςUSB 3.2, τα οποία βασίζονταν στο πρωτόκολλο του USB, το USB 4 δεν υιοθετεί πλέον τις προδιαγραφές USB στο βασικό του επίπεδο, αλλά υιοθετεί το πρωτόκολλο Thunderbolt 3 που η Intel έχει αποκαλύψει πλήρως. Αυτή είναι η μεγαλύτερη αλλαγή στην ανάπτυξη του USB τις τελευταίες δεκαετίες. Όταν χρησιμοποιείται μια υποδοχή Type-C για σύνδεση, οι λειτουργίες του USB4 αντικαθιστούν εκείνες του USB 3.2 και το USB 2.0 μπορεί να εκτελείται ταυτόχρονα. Το USB 3.2 Enhanced SuperSpeed παραμένει η βασική υποδομή για τη μετάδοση "δεδομένων USB" στη φυσική γραμμή USB 4. Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ USB4 και USB 3.2 έγκειται στο ότι το USB4 είναι προσανατολισμένο στη σύνδεση. Το USB4 έχει σχεδιαστεί με σήραγγες για την κοινή μετάδοση δεδομένων από πολλά πρωτόκολλα σε μία μόνο φυσική διεπαφή. Έτσι, η ταχύτητα και η χωρητικότητα του USB4 μπορούν να μοιραστούν δυναμικά. Το USB4 μπορεί να υποστηρίξει άλλα πρωτόκολλα οθόνης ή επικοινωνία μεταξύ κεντρικών υπολογιστών ενώ η μετάδοση δεδομένων βρίσκεται σε εξέλιξη. Επιπλέον, το USB4 έχει αυξήσει την ταχύτητα επικοινωνίας από 20 Gbps (Gen2x2) του USB 3.2 σε40 Gbps (Γενιά 3x2)στην ίδια αρχιτεκτονική διπλής λωρίδας, διπλού simplex.
Το USB4 όχι μόνο επιτυγχάνει USB υψηλής ταχύτητας (βασισμένο στο USB3), αλλά ορίζει επίσης σήραγγες οθόνης με βάση το DisplayPort και σήραγγες φόρτωσης/αποθήκευσης με βάση το PCIe.
Όψη οθόνης: Το πρωτόκολλο σήραγγας οθόνης του USB4 βασίζεται στο DisplayPort 1.4a. Το ίδιο το DP 1.4a υποστηρίζει8k στα 60Hz or 4k στα 120HzΟ κεντρικός υπολογιστής USB4 πρέπει να υποστηρίζει DisplayPort σε όλες τις θύρες λήψης. Εάν χρησιμοποιείτε τη θύρα USB 4 για ταυτόχρονη μετάδοση βίντεο και δεδομένων, η θύρα θα κατανείμει το εύρος ζώνης ανάλογα. Επομένως, εάν το βίντεο απαιτεί μόνο το 20% του εύρους ζώνης για να οδηγήσει την οθόνη 1080p (η οποία είναι επίσης κόμβος), τότε το υπόλοιπο 80% του βίντεο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά αρχείων από εξωτερικό SSD.
Όσον αφορά τις σήραγγες PCIe: Η υποστήριξη για PCIe από κεντρικούς υπολογιστές USB4 είναι προαιρετική. Οι κόμβοι USB4 θα πρέπει να υποστηρίζουν σήραγγες PCIe και θα πρέπει να υπάρχει εσωτερικός διακόπτης PCIe.
Ένα σημαντικό μέρος της προδιαγραφής USB 4 είναι η δυνατότητα δυναμικής προσαρμογής της ποσότητας των διαθέσιμων πόρων κατά την αποστολή βίντεο και δεδομένων μέσω της ίδιας σύνδεσης. Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι έχετε μέγιστο40 Gbps USB 4και αντιγράφουν μεγάλα αρχεία από εξωτερικό SSD και τα εξάγουν σε οθόνη 4K. Ας υποθέσουμε ότι η πηγή βίντεο απαιτεί περίπου 12,5 Gbps. Σε αυτήν την περίπτωση, το USB 4 θα εκχωρήσει τα υπόλοιπα 27,5 Mbps στη μονάδα δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας.
Το USB-C εισάγει την «εναλλακτική λειτουργία», η οποία είναι η δυνατότητα μετάδοσης βίντεο DisplayPort/HDMI από μια θύρα Type-C. Ωστόσο, η τρέχουσα προδιαγραφή 3.x δεν παρέχει μια καλή μέθοδο για τον διαχωρισμό πόρων. Σύμφωνα με τον Saunders, η εναλλακτική λειτουργία DisplayPort μπορεί να διαιρέσει με ακρίβεια το εύρος ζώνης μεταξύ δεδομένων USB και δεδομένων βίντεο σε 50/50, ενώ η εναλλακτική λειτουργία HDMI δεν επιτρέπει την ταυτόχρονη χρήση δεδομένων USB.
Το USB4 ορίζει ένα πρότυπο 40Gbps, επιτρέποντας τη δυναμική κοινή χρήση εύρους ζώνης, έτσι ώστε ένα μόνο καλώδιο δεδομένων να μπορεί να εκπληρώσει πολλαπλές λειτουργίες. Με το USB4, είναι δυνατή η ταυτόχρονη μετάδοση PCIe και η εμφάνιση δεδομένων μέσω μίας μόνο γραμμής, μαζί με τις παραδοσιακές λειτουργίες USB, ακόμη και η παροχή ρεύματος (μέσω USB PD) με πολύ βολικό τρόπο. Στο μέλλον, οι περισσότερες περιφερειακές συσκευές, είτε πρόκειται για δίκτυα υψηλής ταχύτητας, εξωτερικές κάρτες γραφικών, οθόνες υψηλής ευκρίνειας, συσκευές αποθήκευσης υψηλής ταχύτητας μεγάλης χωρητικότητας ή ακόμα και ένα μηχάνημα με ένα άλλο μηχάνημα, θα μπορούν να διασυνδέονται μέσω μιας διεπαφής Type-C. Επιπλέον, εάν αυτές οι συσκευές ενσωματώνουν USB4 Hub, μπορείτε επίσης να συνδέσετε περισσότερες συσκευές σε σειρά ή σε διακλαδώσεις από αυτές τις συσκευές, κάτι που είναι εξαιρετικά βολικό.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Οκτωβρίου 2025
