USB 4 киришүү

USB 4 киришүү

USB4 – бул USB4 спецификациясында көрсөтүлгөн USB системасы. USB Developers Forum анын 1.0 версиясын 2019-жылдын 29-августунда чыгарган. USB4түн толук аталышы – Universal Serial Bus Generation 4. Ал Intel жана Apple тарабынан биргелешип иштелип чыккан "Thunderbolt 3" маалыматтарды берүү технологиясына негизделген. USB4түн маалыматтарды берүү ылдамдыгы 40 Гбит/сек чейин жетиши мүмкүн, бул акыркы чыгарылган USB 3.2 (Gen2×2) ылдамдыгынан эки эсе көп.

Мурунку USB протокол стандарттарынан айырмаланып, USB4 USB-C туташтыргычын талап кылат жана кубат менен камсыздоо үчүн USB PD колдоосуна муктаж. USB 3.2 менен салыштырганда, ал DisplayPort жана PCI Express туннелдерин түзүүгө мүмкүндүк берет. Бул архитектура бир нече терминалдык түзмөк түрлөрү менен бир жогорку ылдамдыктагы байланышты динамикалык түрдө бөлүшүү ыкмасын аныктайт, ал маалыматтардын түрү жана тиркемеси боюнча берилишин эң жакшы башкара алат. USB4 өнүмдөрү 20 Гбит/с өткөрүү жөндөмдүүлүгүн колдошу керек жана 40 Гбит/с өткөрүү жөндөмдүүлүгүн колдой алат. Бирок, туннель өткөрүүсүнө байланыштуу, аралаш маалыматтарды берүүдө, маалыматтар 20 Гбит/с ылдамдыкта берилсе дагы, чыныгы маалыматтарды берүү ылдамдыгы USB 3.2ге караганда жогору болушу мүмкүн (USB 3.1 Gen 2).

USB4 эки версияга бөлүнөт: 20 Гбит/с жана 40 Гбит/с. Рынокто жеткиликтүү болгон USB4 интерфейси бар түзмөктөр Thunderbolt 3түн 40 Гбит/с ылдамдыгын же 20 Гбит/с кыскартылган версиясын сунушташы мүмкүн. Эгер сиз эң жогорку өткөрүү ылдамдыгына ээ, башкача айтканда, 40 Гбит/с түзмөктү сатып алгыңыз келсе, сатып алардан мурун анын мүнөздөмөлөрүн текшерип алганыңыз оң. Жогорку ылдамдыктагы өткөрүүнү талап кылган сценарийлер үчүн, тиешелүү USB 3.1 C TO C тандоо өтө маанилүү, анткени ал 40 Гбит/с ылдамдыгына жетүү үчүн негизги оператор болуп саналат.

Көптөгөн адамдар USB4 менен Thunderbolt 4түн ортосундагы байланыш жөнүндө башаламандыкка кабылышат. Чындыгында, Thunderbolt 4 да, USB4 да Thunderbolt 3түн негизги протоколунун негизинде курулган. Алар бири-бирин толуктап турат жана шайкеш келет. Интерфейстер толугу менен Type-C болуп саналат жана экөөнүн тең максималдуу ылдамдыгы 40 Гбит/сек.

Биринчиден, биз айтып жаткан USB4 кабели - бул USB берүүнүн иштешине жана натыйжалуулугуна байланыштуу протоколдун спецификациясы болгон USB берүүнүн стандарты. USB4ти бул спецификациянын "төртүнчү мууну" деп түшүнсө болот.

USB өткөрүү протоколу 1994-жылы Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC жана Nortel сыяктуу бир нече компаниялар тарабынан биргелешип сунушталып жана иштелип чыккан. Ал 1994-жылдын 11-ноябрында USB V0.7 версиясы катары чыгарылган. Кийинчерээк бул компаниялар 1995-жылы USB'ни жайылтуу жана колдоо үчүн USB Implementers Forum деп аталган коммерциялык эмес уюм түзүшкөн, ал тааныш USB-IF болуп саналат жана USB-IF азыр USB стандартташтыруу уюму болуп саналат.

1996-жылы USB-IF расмий түрдө USB1.0 спецификациясын сунуштаган. Бирок, USB1.0дун өткөрүү ылдамдыгы болгону 1,5 Мбит/сек, максималдуу чыгуучу ток 5В/500мА болгон жана ал кезде USB колдогон перифериялык түзүлүштөр өтө аз болгон, ошондуктан энелик плата өндүрүүчүлөр USB интерфейстерин энелик платага түздөн-түз сейрек иштеп чыгышкан.

▲USB 1.0

1998-жылдын сентябрь айында USB-IF USB 1.1 спецификациясын чыгарган. Бул жолу берүү ылдамдыгы 12 Мбит/сек чейин көбөйтүлгөн жана USB 1.0догу айрым техникалык маалыматтар оңдолгон. Максималдуу чыгуучу ток 5В/500мА бойдон калган.

2000-жылдын апрель айында USB 2.0 стандарты киргизилген, анын өткөрүү ылдамдыгы 480 Мбит/с, башкача айтканда 60 Мбит/с. Бул USB 1.1ге караганда 40 эсе жогору. Максималдуу чыгуучу ток 5V/500mA жана ал 4 пиндүү дизайнды кабыл алат. USB 2.0 бүгүнкү күнгө чейин колдонулуп келет жана аны эң узак мөөнөттүү USB стандарты деп айтууга болот.

USB 2.0дон баштап, USB-IF аталышын өзгөртүүдө өзүнүн "уникалдуу талантын" көрсөттү.

2003-жылдын июнь айында USB-IF USB мүнөздөмөлөрүн жана стандарттарын өзгөртүп, USB 1.0ду USB 2.0 Low-Speed ​​версиясына, USB 1.1ди USB 2.0 Full-Speed ​​версиясына жана USB 2.0ду USB 2.0 High-Speed ​​версиясына өзгөрткөн.

Бирок, бул өзгөрүү ошол кездеги азыркы кырдаалга анчалык деле таасир эткен эмес, анткени USB 1.0 жана 1.1 тарыхый аренадан дээрлик чыгып кеткен.

2008-жылдын ноябрында Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC жана ST-NXP сыяктуу тармактык гиганттардан турган USB 3.0 Promoter Group USB 3.0 стандартын иштеп чыгып, аны коомчулукка чыгарды. Расмий аталышы "SuperSpeed" болгон. USB Promoter Group негизинен USB сериялык стандарттарын иштеп чыгуу жана түзүү үчүн жооптуу жана стандарттар акыры башкаруу үчүн USB-IFке өткөрүлүп берилет.

USB 3.0дун максималдуу өткөрүү ылдамдыгы 5,0 Гбит/сек жетип, 640 МБ/сек түзөт. Максималдуу чыгуучу ток 5В/900мА. Ал 2.0 менен толук шайкеш келет жана толук дуплекстүү маалыматтарды берүүнү колдойт (б.а., ал бир эле учурда маалыматтарды кабыл алып жана жөнөтө алат, ал эми USB 2.0 жарым дуплекстүү), ошондой эле кубаттуулукту башкаруу мүмкүнчүлүктөрүнө жана башка функцияларга ээ.

USB 3.0 9 пиндүү дизайнды кабыл алат. Алгачкы 4 пин USB 2.0 менен бирдей, ал эми калган 5 пин USB 3.0 үчүн атайын иштелип чыккан. Ошондуктан, анын USB 2.0 же USB 3.0 экенин пиндер аркылуу аныктай аласыз.

2013-жылдын июль айында USB 3.1 чыгарылды, анын өткөрүү ылдамдыгы 10 Гбит/с (1280 МБ/с), бул SuperSpeed+ деп аталып, кубат булагынын максималдуу жол берилген чыңалуусу 20В/5Ага чейин көтөрүлдү, бул 100 Вт.

USB 3.1дин USB 3.0го салыштырмалуу жаңыланышы да абдан айкын болду. Бирок, көп өтпөй, USB-IF USB 3.0дун аталышын USB 3.1 Gen1 деп, ал эми USB 3.1ди USB 3.1 Gen2 деп өзгөрттү.

Бул аталыштын өзгөрүшү керектөөчүлөр үчүн кыйынчылык жаратты, анткени көптөгөн абийирсиз соодагерлер продукцияларды таңгагында USB 3.1ди колдогон деп гана белгилеп, ал 1-генерациябы же 2-генерациябы экенин көрсөтүшкөн эмес. Чындыгында, экөөнүн өткөрүү жөндөмдүүлүгү бир топ айырмаланат жана керектөөчүлөр кокустан тузакка түшүп калышы мүмкүн. Ошондуктан, бул аталыштын өзгөрүшү көпчүлүк керектөөчүлөр үчүн жаман кадам болду.

2017-жылдын сентябрь айында USB 3.2 чыгарылган. USB Type-C версиясында ал маалыматтарды берүү үчүн кош 10 Гбит/с каналдарды колдойт, ылдамдыгы 20 Гбит/с (2500 МБ/с) чейин, ал эми максималдуу чыгуучу ток дагы эле 20В/5А. Башка аспектилеринде бир аз жакшыртуулар бар.

▲USB аталышын өзгөртүү процесси

Бирок, 2019-жылы USB-IF дагы бир аталышты өзгөртүүнү ойлоп тапкан. Алар USB 3.1 Gen1 (баштапкы USB 3.0 болгон) USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (баштапкы USB 3.1 болгон) USB 3.2 Gen2 жана USB 3.2 USB 3.2 Gen 2×2 деп аташкан.

Азыр жана келечек: USB4түн алдыга жылуусу

Эми USB4кө жеткенден кийин, бул жаңы протокол стандартынын жаңыртууларына жана өркүндөтүүлөрүнө көз чаптыралы. Эң биринчиден, бул "3"төн "4"кө чейинки муун аралык жаңыртуу болгондуктан, жакшыртуу олуттуу болушу керек.

Биз чогулткан бардык маалыматтардын негизинде, USB4тин жаңы функциялары төмөнкүдөй кыскача баяндалган:

1. 40 Гбит/сек максималдуу берүү ылдамдыгы:

Кош каналдуу берүү аркылуу USB4тин теориялык максималдуу өткөрүү ылдамдыгы 40 Гбит/сек жетиши керек, бул Thunderbolt 3 менен бирдей (төмөндө "Thunderbolt 3" деп аталат).

Чындыгында, USB4 үч өткөрүү ылдамдыгына ээ болот: 10 Гбит/сек, 20 Гбит/сек жана 40 Гбит/сек. Андыктан, эгер сиз эң жогорку өткөрүү ылдамдыгына ээ, башкача айтканда, 40 Гбит/сек болгон түзмөктү сатып алгыңыз келсе, сатып алардан мурун анын мүнөздөмөлөрүн текшерип алганыңыз оң.

2. Thunderbolt 3 интерфейстери менен шайкеш келет:

Айрым (баары эмес) USB4 түзмөктөрү Thunderbolt 3 интерфейстери менен да шайкеш келиши мүмкүн. Башкача айтканда, эгер түзмөгүңүздө USB4 интерфейси болсо, Thunderbolt 3 түзмөгүн сырттан туташтырууга да болот. Бирок, бул милдеттүү эмес. Анын шайкеш келери же келбей турганы түзмөк өндүрүүчүнүн мамилесине жараша болот.

3. Динамикалык өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн ресурстарын бөлүштүрүү мүмкүнчүлүгү:

Эгер сиз USB4 портун дисплейди туташтыруу жана маалыматтарды өткөрүү үчүн колдонсоңуз, порт кырдаалга жараша тиешелүү өткөрүү жөндөмдүүлүгүн бөлүштүрөт. Мисалы, эгерде видео 1080p дисплейди иштетүү үчүн өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн 20% гана талап кылса, анда өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн калган 80% башка тапшырмалар үчүн колдонулушу мүмкүн. Бул USB 3.2 жана мурунку доорлордо мүмкүн эмес болчу. Ага чейин USB'нин иштөө режими кезектешип иштечү.

4. USB4 түзмөктөрүнүн баары USB PD колдойт

USB PD – бул учурдагы негизги тез кубаттоо протоколдорунун бири болгон USB Power Delivery (USB кубат берүү) болуп саналат. Ал ошондой эле USB-IF уюму тарабынан иштелип чыккан. Бул спецификация жогорку чыңалууга жана токко жетише алат, максималдуу кубат берүү 100 Вт чейин жетет жана кубат берүү багытын эркин өзгөртүүгө болот.

USB-IF эрежелерине ылайык, учурдагы USB PD кубаттоо интерфейсинин стандарттуу формасы USB Type-C болушу керек. USB Type-C интерфейсинде PD байланыш конфигурация каналдары үчүн колдонулган эки CC1 жана CC2 пиндер бар.

5. USB Type-C интерфейсин гана колдонсо болот

Жогорудагы функция менен, USB4 USB Type-C туташтыргычтары аркылуу гана иштей аларын билүү табигый нерсе. Чындыгында, ал USB PD гана эмес, ошондой эле USB-IFтин башка акыркы стандарттарында да Type-C үчүн гана колдонулат.

6. Мурунку протоколдор менен артка шайкеш келиши мүмкүн

USB4 USB 3 жана USB 2 түзмөктөрү жана порттору менен бирге колдонулушу мүмкүн. Башкача айтканда, ал мурунку протокол стандарттары менен артка шайкеш келиши мүмкүн. Бирок, USB 1.0 жана 1.1 колдоого алынбайт. Учурда бул протоколду колдонгон интерфейстер рыноктон дээрлик жок болуп кетти.

Албетте, USB4 түзмөгүн USB 3.2 портуна туташтырганда, ал 40 Гбит/сек ылдамдыкта маалымат өткөрө албайт. Ал эми эски USB 2 интерфейси USB4 интерфейсине туташкандыктан эле тезирээк болуп калбайт.