Pengenalan USB 4

Pengenalan USB 4

USB4 ialah sistem USB yang dinyatakan dalam spesifikasi USB4. Forum Pembangun USB mengeluarkan versi 1.0 pada 29 Ogos 2019. Nama penuh USB4 ialah Generasi Bas Bersiri Universal 4. Ia berdasarkan teknologi penghantaran data “Thunderbolt 3″ yang dibangunkan bersama oleh Intel dan Apple. Kelajuan penghantaran data USB4 boleh mencapai sehingga 40 Gbps, iaitu dua kali ganda kelajuan daripada USB 23.2 yang dikeluarkan terbaharu).

Tidak seperti piawaian protokol USB sebelumnya, USB4 memerlukan penyambung USB-C dan memerlukan sokongan PD USB untuk bekalan kuasa. Berbanding dengan USB 3.2, ia membolehkan penciptaan terowong DisplayPort dan PCI Express. Seni bina ini mentakrifkan kaedah untuk berkongsi satu pautan berkelajuan tinggi secara dinamik dengan berbilang jenis peranti terminal, yang terbaik boleh mengendalikan penghantaran data mengikut jenis dan aplikasi. Produk USB4 mesti menyokong daya pemprosesan 20 Gbit/s dan boleh menyokong daya pemprosesan 40 Gbit/s. Walau bagaimanapun, disebabkan penghantaran terowong, apabila menghantar data bercampur, walaupun data dihantar pada kadar 20 Gbit/s, kadar penghantaran data sebenar mungkin lebih tinggi daripada USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).

USB4 dibahagikan kepada dua versi: 20Gbps dan 40Gbps. Peranti dengan antara muka USB4 yang tersedia di pasaran mungkin menawarkan sama ada kelajuan 40Gbps Thunderbolt 3 atau versi 20Gbps yang dikurangkan. Jika anda ingin membeli peranti dengan kelajuan penghantaran tertinggi, iaitu 40Gbps, sebaiknya semak spesifikasi sebelum membuat pembelian. Untuk senario yang memerlukan transmisi berkelajuan tinggi, memilih USB 3.1 C TO C yang sesuai adalah penting kerana ia merupakan pembawa utama untuk mencapai kadar 40Gbps.

Ramai orang keliru tentang hubungan antara USB4 dan Thunderbolt 4. Malah, kedua-dua Thunderbolt 4 dan USB4 dibina berdasarkan protokol asas Thunderbolt 3. Mereka saling melengkapi dan serasi. Antara muka adalah semua Jenis-C, dan kelajuan maksimum ialah 40 Gbps untuk kedua-duanya.

Pertama sekali, Kabel USB4 yang kami maksudkan ialah standard penghantaran USB, iaitu spesifikasi protokol yang berkaitan dengan prestasi dan kecekapan penghantaran USB. USB4 boleh difahami sebagai "generasi keempat" spesifikasi ini.

Protokol penghantaran USB telah dicadangkan dan dibangunkan secara bersama oleh beberapa syarikat termasuk Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC dan Nortel pada tahun 1994. Ia dikeluarkan sebagai versi USB V0.7 pada 11 November 1994. Kemudian, syarikat-syarikat ini telah menubuhkan organisasi bukan untung untuk mempromosikan dan menyokong USB pada tahun 1995, dinamakan USB Implementers Forum-IF, yang kini dikenali sebagai USB Implementers Forum-IF, yang kini dikenali sebagai USB Implementers Forum-IF, yang kini merupakan USB Implementers Forum

Pada tahun 1996, USB-IF secara rasmi mencadangkan spesifikasi USB1.0. Walau bagaimanapun, kadar penghantaran USB1.0 hanya 1.5 Mbps, arus keluaran maksimum ialah 5V/500mA, dan pada masa itu, terdapat sangat sedikit peranti persisian yang menyokong USB, jadi pengeluar papan induk jarang mereka secara langsung antara muka USB pada papan induk.

▲USB 1.0

Pada September 1998, USB-IF mengeluarkan spesifikasi USB 1.1. Kadar penghantaran dinaikkan kepada 12 Mbps kali ini, dan beberapa butiran teknikal dalam USB 1.0 telah diperbetulkan. Arus keluaran maksimum kekal 5V/500mA.

Pada April 2000, standard USB 2.0 telah diperkenalkan, dengan kadar penghantaran 480 Mbps, iaitu 60MB/s. Ia adalah 40 kali ganda daripada USB 1.1. Arus keluaran maksimum ialah 5V/500mA, dan ia menggunakan reka bentuk 4-pin. USB 2.0 masih digunakan sehingga hari ini dan boleh dikatakan sebagai standard USB yang paling tahan lama.

Bermula dari USB 2.0, USB-IF menunjukkan "bakat unik" mereka dalam menamakan semula.

Pada Jun 2003, USB-IF menamakan semula spesifikasi dan piawaian USB, menukar USB 1.0 kepada USB 2.0 versi Kelajuan Rendah, USB 1.1 kepada USB 2.0 versi Kelajuan Penuh dan USB 2.0 kepada USB 2.0 versi Kelajuan Tinggi.

Walau bagaimanapun, perubahan ini mempunyai sedikit kesan kepada keadaan semasa pada masa itu, kerana USB 1.0 dan 1.1 pada asasnya telah meninggalkan peringkat sejarah.

Pada November 2008, Kumpulan Promoter USB 3.0, yang terdiri daripada gergasi industri seperti Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC, dan ST-NXP, melengkapkan standard USB 3.0 dan mengeluarkannya secara terbuka. Nama rasmi yang diberikan ialah "SuperSpeed". Kumpulan Promoter USB bertanggungjawab terutamanya untuk pembangunan dan penggubalan piawaian siri USB, dan piawaian itu akhirnya akan diserahkan kepada USB-IF untuk pengurusan.

Kadar penghantaran maksimum USB 3.0 mencapai 5.0 Gbps, iaitu 640MB/s. Arus keluaran maksimum ialah 5V/900mA. Ia serasi sepenuhnya dengan 2.0 dan menyokong penghantaran data dupleks penuh (iaitu, ia boleh menerima dan menghantar data serentak, manakala USB 2.0 adalah separuh dupleks), serta mempunyai keupayaan pengurusan kuasa yang lebih baik dan ciri-ciri lain.

USB 3.0 menggunakan reka bentuk 9-pin. 4 pin pertama adalah sama dengan USB 2.0, manakala baki 5 pin direka khas untuk USB 3.0. Oleh itu, anda boleh menentukan sama ada ia adalah USB 2.0 atau USB 3.0 dengan pin.

Pada Julai 2013, USB 3.1 telah dikeluarkan, dengan kelajuan penghantaran 10 Gbps (1280 MB/s), mendakwa sebagai SuperSpeed+, dan voltan bekalan kuasa maksimum yang dibenarkan dinaikkan kepada 20V/5A, iaitu 100W.

Peningkatan USB 3.1 berbanding USB 3.0 juga sangat jelas. Walau bagaimanapun, tidak lama kemudian, USB-IF menamakan semula USB 3.0 sebagai USB 3.1 Gen1, dan USB 3.1 sebagai USB 3.1 Gen2.

Perubahan nama ini menyebabkan masalah kepada pengguna kerana ramai peniaga yang tidak bertanggungjawab hanya menandai produk sebagai menyokong USB 3.1 dalam pembungkusan tanpa menunjukkan sama ada ia Gen1 atau Gen2. Malah, prestasi penghantaran kedua-duanya agak berbeza, dan pengguna mungkin terperangkap secara tidak sengaja. Oleh itu, pertukaran nama ini merupakan langkah yang tidak baik bagi majoriti pengguna.

Pada September 2017, USB 3.2 telah dikeluarkan. Di bawah USB Type-C, ia menyokong saluran dwi 10 Gbps untuk penghantaran data, dengan kelajuan sehingga 20 Gb/s (2500 MB/s), dan arus keluaran maksimum masih 20V/5A. Aspek lain mempunyai peningkatan kecil.

▲Proses pertukaran nama USB

Walau bagaimanapun, pada tahun 2019, USB-IF tampil dengan perubahan nama lain. Mereka menamakan semula USB 3.1 Gen1 (yang merupakan USB 3.0 asal) sebagai USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (yang merupakan USB 3.1 asal) sebagai USB 3.2 Gen2, dan USB 3.2 sebagai USB 3.2 Gen 2×2.

Kini dan Masa Depan: Lonjakan Ke Hadapan USB4

Memandangkan kita telah mencapai USB4, mari kita lihat pada peningkatan dan penambahbaikan standard protokol baharu ini. Pertama sekali, kerana ia adalah peningkatan generasi silang daripada "3" kepada "4", penambahbaikan mestilah ketara.

Berdasarkan semua maklumat yang kami kumpulkan, ciri baharu USB4 diringkaskan seperti berikut:

1. Kelajuan penghantaran maksimum 40 Gbps:

Melalui penghantaran dwi-saluran, kelajuan penghantaran maksimum teori USB4 seharusnya boleh mencapai 40 Gbps, yang sama seperti Thunderbolt 3 (dirujuk sebagai "Thunderbolt 3" di bawah).

Malah, USB4 akan mempunyai tiga kelajuan penghantaran: 10 Gbps, 20 Gbps dan 40 Gbps. Jadi jika anda ingin membeli peranti dengan kelajuan penghantaran yang paling tinggi, iaitu 40 Gbps, lebih baik anda menyemak spesifikasi sebelum membeli.

2. Serasi dengan antara muka Thunderbolt 3:

Sesetengah (bukan semua) peranti USB4 juga boleh serasi dengan antara muka Thunderbolt 3. Maksudnya, jika peranti anda mempunyai antara muka USB4, mungkin juga boleh menyambungkan peranti Thunderbolt 3 secara luaran. Walau bagaimanapun, ini tidak wajib. Sama ada ia serasi atau tidak bergantung pada sikap pengeluar peranti.

3. Keupayaan peruntukan sumber jalur lebar dinamik:

Jika anda menggunakan port USB4 semasa juga menggunakannya untuk menyambung paparan dan memindahkan data, port akan memperuntukkan lebar jalur yang sepadan mengikut situasi. Sebagai contoh, jika video hanya memerlukan 20% lebar jalur untuk memacu paparan 1080p, maka baki 80% lebar jalur boleh digunakan untuk tugas lain. Ini tidak boleh dilakukan dalam USB 3.2 dan era sebelumnya. Sebelum itu, mod kerja USB adalah bergilir-gilir.

4. Peranti USB4 semuanya akan menyokong USB PD

PD USB ialah Penghantaran Kuasa USB (transmisi kuasa USB), yang merupakan salah satu protokol pengecasan pantas arus perdana semasa. Ia juga dirumuskan oleh organisasi USB-IF. Spesifikasi ini boleh mencapai voltan dan arus yang lebih tinggi, dengan penghantaran kuasa maksimum mencapai sehingga 100W, dan arah penghantaran kuasa boleh diubah secara bebas.

Menurut peraturan USB-IF, bentuk standard antara muka pengecasan USB PD semasa mestilah USB Type-C. Dalam antara muka USB Type-C, terdapat dua pin, CC1 dan CC2, yang digunakan untuk saluran konfigurasi komunikasi PD.

5. Hanya antara muka USB Type-C boleh digunakan

Dengan ciri di atas, adalah wajar bahawa kita juga boleh mengetahui bahawa USB4 hanya boleh beroperasi melalui penyambung USB Type-C. Malah, bukan sahaja USB PD, tetapi juga dalam piawaian terkini USB-IF yang lain, ia hanya terpakai untuk Jenis-C.

6. Boleh serasi ke belakang dengan protokol yang lalu

USB4 boleh digunakan bersama-sama dengan peranti dan port USB 3 dan USB 2. Maksudnya, ia boleh serasi dengan piawaian protokol sebelumnya. Walau bagaimanapun, USB 1.0 dan 1.1 tidak disokong. Pada masa ini, antara muka yang menggunakan protokol ini hampir hilang dari pasaran.

Sudah tentu, apabila menyambungkan peranti USB4 ke port USB 3.2, ia tidak boleh menghantar pada kelajuan 40 Gbps. Dan antara muka USB 2 yang lama tidak akan menjadi lebih pantas hanya kerana ia disambungkan ke antara muka USB4.