USB 4 белән таныштыру

USB 4 белән таныштыру

USB4 - USB4 спецификациясендә күрсәтелгән USB системасы. USB Developers Forum аның 1.0 версиясен 2019 елның 29 августында чыгарды. USB4нең тулы исеме - Universal Serial Bus Generation 4. Ул Intel һәм Apple тарафыннан бергәләп эшләнгән "Thunderbolt 3" мәгълүмат тапшыру технологиясенә нигезләнгән. USB4 мәгълүмат тапшыру тизлеге 40 Гбит/с кадәр җитәргә мөмкин, бу соңгы чыгарылган USB 3.2 (Gen2×2) тизлегеннән ике тапкыр артыграк.

Элеккеге USB протокол стандартларыннан аермалы буларак, USB4 өчен USB-C тоташтыргычы кирәк һәм ул электр белән тәэмин итү өчен USB PD ярдәменә мохтаҗ. USB 3.2 белән чагыштырганда, ул DisplayPort һәм PCI Express туннельләрен булдырырга мөмкинлек бирә. Бу архитектура берничә терминал җайланмасы төрләре белән бер югары тизлекле элемтәне динамик рәвештә уртаклашу ысулын билгели, ул төр һәм кушымта буенча мәгълүмат тапшыруны иң яхшы башкара ала. USB4 продуктлары 20 Гбит/с үткәрүчәнлекне хупларга тиеш һәм 40 Гбит/с үткәрүчәнлекне хупларга мөмкин. Ләкин, туннель тапшыруы аркасында, катнаш мәгълүмат тапшырганда, хәтта мәгълүмат 20 Гбит/с тизлектә тапшырылса да, чын мәгълүмат тапшыру тизлеге USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) тизлегеннән югарырак булырга мөмкин.

USB4 ике версиягә бүленә: 20 Гбит/с һәм 40 Гбит/с. Базарда бар булган USB4 интерфейсы булган җайланмалар Thunderbolt 3'нең 40 Гбит/с тизлеген яки 20 Гбит/с'ның киметелгән версиясен тәкъдим итә ала. Әгәр дә сез иң югары тапшыру тизлегенә, ягъни 40 Гбит/с'ка ия ​​җайланма сатып алырга телисез икән, сатып алу алдыннан аның характеристикаларын тикшереп карау яхшырак. Югары тизлекле тапшыру таләп иткән очраклар өчен, тиешле USB 3.1 C TO C'ны сайлау бик мөһим, чөнки ул 40 Гбит/с тизлегенә ирешү өчен төп оператор булып тора.

Күп кеше USB4 һәм Thunderbolt 4 арасындагы мөнәсәбәт турында аптырашта. Чынлыкта, Thunderbolt 4 һәм USB4 икесе дә Thunderbolt 3 протоколы нигезендә эшләнгән. Алар бер-берсен тулыландыра һәм туры килә. Интерфейслар барысы да Type-C, һәм икесе өчен дә максималь тизлек 40 Гбит/с.

Беренчедән, без искә алган USB4 кабеле - USB тапшыру стандарты, ул USB тапшыруның нәтиҗәлелеге һәм нәтиҗәлелеге белән бәйле протокол спецификациясе. USB4 бу спецификациянең "дүртенче буыны" дип аңларга мөмкин.

USB тапшыру протоколы 1994 елда Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC һәм Nortel кебек берничә компания тарафыннан бергәләп тәкъдим ителде һәм эшләнде. Ул 1994 елның 11 ноябрендә USB V0.7 версиясе буларак чыгарылды. Соңрак бу компанияләр 1995 елда USB-ны алга этәрү һәм аңа ярдәм итү өчен USB Implementers Forum дип аталган коммерциячел булмаган оешма төзеделәр, ул таныш USB-IF, һәм USB-IF хәзер USB стандартлаштыру оешмасы.

1996 елда USB-IF рәсми рәвештә USB1.0 спецификациясен тәкъдим итте. Ләкин USB1.0 тапшыру тизлеге нибары 1,5 Мбит/с иде, максималь чыгу тогы 5В/500мА иде, һәм ул вакытта USBны хуплый торган периферия җайланмалары бик аз иде, шуңа күрә ана плата җитештерүчеләре USB интерфейсларын ана платада турыдан-туры эшләмәделәр.

▲USB 1.0

1998 елның сентябрендә USB-IF USB 1.1 спецификациясен чыгарды. Бу юлы тапшыру тизлеге 12 Мбит/с кадәр арттырылды, һәм USB 1.0'дагы кайбер техник детальләр төзәтелде. Максималь чыгу тогы 5В/500мА булып калды.

2000 елның апрелендә USB 2.0 стандарты кертелде, аның тапшыру тизлеге 480 Мбит/с, бу 60 Мбит/с тәшкил итә. Бу USB 1.1 стандартыннан 40 тапкыр артыграк. Максималь чыгыш тогы 5В/500мА тәшкил итә, һәм ул 4 пинлы дизайнны куллана. USB 2.0 бүгенге көнгә кадәр кулланыла һәм аны иң озак хезмәт итүче USB стандарты дип әйтергә мөмкин.

USB 2.0'дан башлап, USB-IF исем үзгәртүдә үзенең "уникаль талантын" күрсәтте.

2003 елның июнендә USB-IF USB спецификацияләрен һәм стандартларын үзгәртте, USB 1.0ны USB 2.0 түбән тизлекле версиясенә, USB 1.1не USB 2.0 тулы тизлекле версиясенә, ә USB 2.0ны USB 2.0 югары тизлекле версиясенә үзгәртте.

Ләкин бу үзгәреш ул вакыттагы хәзерге хәлгә аз гына йогынты ясады, чөнки USB 1.0 һәм 1.1, нигездә, тарихи сәхнәдән китте.

2008 елның ноябрендә Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC һәм ST-NXP кебек тармак гигантларыннан торган USB 3.0 Promoter Group USB 3.0 стандартын тәмамлады һәм аны җәмәгатьчелеккә чыгарды. Рәсми исеме "SuperSpeed" иде. USB Promoter Group, нигездә, USB сериясе стандартларын эшләү һәм формалаштыру өчен җаваплы, һәм стандартлар ахыр чиктә идарә итү өчен USB-IFка тапшырылачак.

USB 3.0 максималь тапшыру тизлеге 5,0 Гбит/с га җитә, бу 640 МБ/с тәшкил итә. Максималь чыгу тогы 5В/900мА. Ул 2.0 белән тулысынча туры килә һәм тулы дуплекслы мәгълүмат тапшыруны хуплый (ягъни, ул бер үк вакытта мәгълүматларны кабул итә һәм җибәрә ала, ә USB 2.0 ярты дуплекслы), шулай ук ​​яхшырак энергия белән идарә итү мөмкинлекләренә һәм башка функцияләргә ия.

USB 3.0 9 контактлы конструкцияне куллана. Беренче 4 контакт USB 2.0 контакты белән бер үк, ә калган 5 контакт USB 3.0 өчен махсус эшләнгән. Шуңа күрә, контактлар буенча аның USB 2.0 яки USB 3.0 булуын билгеләргә мөмкин.

2013 елның июлендә USB 3.1 чыгарылды, аның тапшыру тизлеге 10 Гбит/с (1280 МБ/с) иде, ул SuperSpeed+ дип аталды, һәм максималь рөхсәт ителгән көчәнеш 20В/5А га кадәр арттырылды, бу 100 Вт тәшкил итә.

USB 3.1нең USB 3.0 белән чагыштырганда яңартылуы да бик ачык күренде. Ләкин күп тә үтмәде, USB-IF USB 3.0 исемен USB 3.1 Gen1 дип, ә USB 3.1 исемен USB 3.1 Gen2 дип үзгәртте.

Бу исем үзгәрүе кулланучылар өчен кыенлыклар тудырды, чөнки күп кенә намуссыз сатучылар продуктларны упаковкада USB 3.1не хуплый дип кенә билгеләп куйдылар, ләкин алар 1 нче буынмы яки 2 нче буынмы икәнен күрсәтмәделәр. Чынлыкта, икесенең дә тапшыру сыйфаты бик төрле, һәм кулланучылар очраклы рәвештә тозакка эләгергә мөмкин. Шуңа күрә бу исем үзгәрүе күпчелек кулланучылар өчен начар адым булды.

2017 елның сентябрендә USB 3.2 чыгарылды. USB Type-C версиясендә ул мәгълүмат тапшыру өчен ике 10 Гбит/с каналны хуплый, тизлеге 20 Гбит/с (2500 МБ/с) кадәр, ә максималь чыгу тогы әле дә 20В/5А тәшкил итә. Башка аспектларда кечкенә үзгәрешләр бар.

▲USB исемен үзгәртү процессы

Шулай да, 2019 елда USB-IF тагын бер исем үзгәртү турында уйлап тапты. Алар USB 3.1 Gen1 (ул элеккеге USB 3.0 иде) исемен USB 3.2 Gen1 дип үзгәрттеләр, USB 3.1 Gen2 (ул элеккеге USB 3.1 иде) исемен USB 3.2 Gen2 дип үзгәрттеләр, ә USB 3.2 исемен USB 3.2 Gen 2×2 дип үзгәрттеләр.

Хәзер һәм киләчәк: USB4-нең алга китеше

Хәзер без USB4ка җиттек, әйдәгез, бу яңа протокол стандартының яңартуларына һәм яхшыртуларына күз салыйк. Беренче чиратта, бу "3"тән "4"кә кадәр буыннар арасында яңарту булганлыктан, яхшыру шактый зур булырга тиеш.

Без җыйган барлык мәгълүмат нигезендә, USB4-нең яңа функцияләре түбәндәгечә кыскача күрсәтелә:

1. 40 Гбит/с максималь тапшыру тизлеге:

Ике каналлы тапшыру аша USB4-нең теоретик максималь тапшыру тизлеге 40 Гбит/с га җитәргә тиеш, бу Thunderbolt 3 белән бертигез (түбәндә "Thunderbolt 3" дип атала).

Чынлыкта, USB4 өч тапшыру тизлегенә ия булачак: 10 Гбит/с, 20 Гбит/с һәм 40 Гбит/с. Шуңа күрә, әгәр сез иң югары тапшыру тизлегенә, ягъни 40 Гбит/с, ия җайланма сатып алырга телисез икән, сатып алганчы аның характеристикаларын тикшереп алу яхшырак булыр.

2. Thunderbolt 3 интерфейслары белән туры килә:

Кайбер (барысы да түгел) USB4 җайланмалары Thunderbolt 3 интерфейслары белән дә туры килә ала. Ягъни, әгәр сезнең җайланмада USB4 интерфейсы булса, Thunderbolt 3 җайланмасын тышкы яктан тоташтырырга мөмкин. Ләкин бу мәҗбүри түгел. Аның туры килү-килмәве җайланма җитештерүчесенең карашына бәйле.

3. Динамик полоса киңлеге ресурсларын бүлү мөмкинлеге:

Әгәр сез USB4 портын дисплейны тоташтыру һәм мәгълүмат тапшыру өчен куллансагыз, порт тиешле полоса киңлеген хәлгә карап бүлеп бирәчәк. Мәсәлән, видео 1080p дисплейны эшләтү өчен полоса киңлегенең нибары 20% ын гына таләп итсә, полоса киңлегенең калган 80% ын башка эшләр өчен кулланырга мөмкин. Бу USB 3.2 һәм аннан алдагы чорларда мөмкин түгел иде. Моңа кадәр USB эш режимы чиратлашып эшли иде.

4. USB4 җайланмалары барысы да USB PD-ны хуплаячак

USB PD - USB Power Delivery (USB power transmission), ул хәзерге вакытта киң таралган тиз зарядка протоколларының берсе. Ул шулай ук ​​USB-IF оешмасы тарафыннан эшләнгән. Бу спецификация югарырак көчәнеш һәм токка ирешә ала, максималь көч тапшыру 100 Вт кадәр җитә, һәм көч тапшыру юнәлешен ирекле рәвештә үзгәртергә мөмкин.

USB-IF кагыйдәләре буенча, хәзерге USB PD зарядка интерфейсының стандарт формасы USB Type-C булырга тиеш. USB Type-C интерфейсында PD элемтә конфигурациясе каналлары өчен кулланыла торган ике контакт бар: CC1 һәм CC2.

5. USB Type-C интерфейсы гына кулланылырга мөмкин

Югарыдагы функция белән, USB4'нең бары тик USB Type-C тоташтыргычлары аша гына эшли алуын да белү табигый. Чынлыкта, ул USB PD'да гына түгел, ә башка соңгы USB-IF стандартларында да бары тик Type-C'га гына кагыла.

6. Элеккеге протоколлар белән кире туры килә ала

USB4 USB 3 һәм USB 2 җайланмалары һәм портлары белән бергә кулланылырга мөмкин. Ягъни, ул элеккеге протокол стандартлары белән кире туры килә ала. Ләкин USB 1.0 һәм 1.1 версияләре хупланмый. Хәзерге вакытта бу протоколны кулланучы интерфейслар базардан юкка чыкты диярлек.

Әлбәттә, USB4 җайланмасын USB 3.2 портына тоташтырганда, ул 40 Гбит/с тизлектә мәгълүмат тапшыра алмый. Һәм иске USB 2 интерфейсы USB4 интерфейсына тоташтырылганга гына тизрәк булмаячак.