Cyflwyniad USB 4

Cyflwyniad USB 4

USB4 yw'r system USB a bennir yn y fanyleb USB4. Rhyddhaodd Fforwm Datblygwyr USB ei fersiwn 1.0 ar Awst 29, 2019. Enw llawn USB4 yw Universal Serial Bus Generation 4. Mae'n seiliedig ar y dechnoleg trosglwyddo data “Thunderbolt 3″ a ddatblygwyd ar y cyd gan Intel ac Apple. Gall cyflymder trosglwyddo data USB4 gyrraedd hyd at 40 Gbps, sydd ddwywaith cyflymder yr USB 3.2 (Gen2×2) diweddaraf a ryddhawyd.

Yn wahanol i safonau protocol USB blaenorol, mae angen cysylltydd USB-C ar USB4 ac mae angen cefnogaeth USB PD arno ar gyfer cyflenwad pŵer. O'i gymharu ag USB 3.2, mae'n caniatáu creu twneli DisplayPort a PCI Express. Mae'r bensaernïaeth hon yn diffinio dull ar gyfer rhannu un cyswllt cyflym yn ddeinamig gyda mathau lluosog o ddyfeisiau terfynell, a all ymdrin orau â throsglwyddo data yn ôl math a chymhwysiad. Rhaid i gynhyrchion USB4 gefnogi trwybwn o 20 Gbit/s a gallant gefnogi trwybwn o 40 Gbit/s. Fodd bynnag, oherwydd trosglwyddo twneli, wrth drosglwyddo data cymysg, hyd yn oed os trosglwyddir data ar gyfradd o 20 Gbit/s, gall y gyfradd trosglwyddo data wirioneddol fod yn uwch na chyfradd USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).

Mae USB4 wedi'i rannu'n ddau fersiwn: 20Gbps a 40Gbps. Gall y dyfeisiau gyda rhyngwyneb USB4 sydd ar gael ar y farchnad gynnig naill ai cyflymder 40Gbps Thunderbolt 3 neu fersiwn is o 20Gbps. Os ydych chi am brynu dyfais gyda'r cyflymder trosglwyddo uchaf, hynny yw, 40Gbps, mae'n well gwirio'r manylebau cyn prynu. Ar gyfer senarios sy'n gofyn am drosglwyddo cyflymder uchel, mae dewis y USB 3.1 C I C priodol yn hanfodol gan mai dyma'r cludwr allweddol ar gyfer cyflawni cyfradd o 40Gbps.

Mae llawer o bobl yn ddryslyd ynghylch y berthynas rhwng USB4 a Thunderbolt 4. Mewn gwirionedd, mae Thunderbolt 4 ac USB4 ill dau wedi'u hadeiladu yn seiliedig ar brotocol sylfaenol Thunderbolt 3. Maent yn ategu ei gilydd ac yn gydnaws. Mae'r rhyngwynebau i gyd yn Math-C, a'r cyflymder uchaf yw 40 Gbps i'r ddau.

Yn gyntaf oll, y Cebl USB4 yr ydym yn cyfeirio ato yw safon trosglwyddo USB, sef manyleb protocol sy'n gysylltiedig â pherfformiad ac effeithlonrwydd trosglwyddo USB. Gellir deall USB4 fel "pedwerydd genhedlaeth" y fanyleb hon.

Cynigiwyd a datblygwyd y protocol trosglwyddo USB ar y cyd gan nifer o gwmnïau gan gynnwys Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, a Nortel ym 1994. Fe'i rhyddhawyd fel fersiwn USB V0.7 ar Dachwedd 11, 1994. Yn ddiweddarach, sefydlodd y cwmnïau hyn sefydliad di-elw i hyrwyddo a chefnogi USB ym 1995, o'r enw Fforwm Gweithredu USB, sef yr USB-IF cyfarwydd, ac USB-IF bellach yw'r sefydliad safoni USB.

Ym 1996, cynigiodd USB-IF y fanyleb USB1.0 yn swyddogol. Fodd bynnag, dim ond 1.5 Mbps oedd cyfradd trosglwyddo USB1.0, y cerrynt allbwn uchaf oedd 5V/500mA, ac ar y pryd, ychydig iawn o ddyfeisiau ymylol oedd yn cefnogi USB, felly anaml y byddai gweithgynhyrchwyr mamfwrdd yn dylunio rhyngwynebau USB yn uniongyrchol ar y famfwrdd.

▲USB 1.0

Ym mis Medi 1998, rhyddhaodd USB-IF y fanyleb USB 1.1. Cynyddwyd y gyfradd drosglwyddo i 12 Mbps y tro hwn, a chywirwyd rhai manylion technegol yn USB 1.0. Arhosodd y cerrynt allbwn uchaf yn 5V/500mA.

Ym mis Ebrill 2000, cyflwynwyd y safon USB 2.0, gyda chyfradd trosglwyddo o 480 Mbps, sef 60MB/s. Mae'n 40 gwaith yn fwy na USB 1.1. Y cerrynt allbwn uchaf yw 5V/500mA, ac mae'n mabwysiadu dyluniad 4-pin. Mae USB 2.0 yn dal i gael ei ddefnyddio hyd heddiw a gellir dweud mai dyma'r safon USB hiraf ei pharhad.

Gan ddechrau o USB 2.0, dangosodd USB-IF eu “talent unigryw” wrth ailenwi.

Ym mis Mehefin 2003, ailenwyd manylebau a safonau USB gan USB-IF, gan newid USB 1.0 i fersiwn Cyflymder Isel USB 2.0, USB 1.1 i fersiwn Cyflymder Llawn USB 2.0, ac USB 2.0 i fersiwn Cyflymder Uchel USB 2.0.

Fodd bynnag, ychydig iawn o effaith a gafodd y newid hwn ar y sefyllfa bresennol ar y pryd, oherwydd bod USB 1.0 ac 1.1 wedi gadael y llwyfan hanesyddol i bob pwrpas.

Ym mis Tachwedd 2008, cwblhaodd y Grŵp Hyrwyddwyr USB 3.0, sy'n cynnwys cewri'r diwydiant fel Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC, a ST-NXP, y safon USB 3.0 a'i rhyddhau'n gyhoeddus. Yr enw swyddogol a roddwyd oedd “SuperSpeed”. Y Grŵp Hyrwyddwyr USB sy'n bennaf gyfrifol am ddatblygu a llunio safonau cyfres USB, a bydd y safonau'n cael eu trosglwyddo i USB-IF yn y pen draw i'w rheoli.

Mae cyfradd trosglwyddo uchaf USB 3.0 yn cyrraedd 5.0 Gbps, sef 640MB/s. Y cerrynt allbwn uchaf yw 5V/900mA. Mae'n gwbl gydnaws â 2.0 ac yn cefnogi trosglwyddo data llawn-ddwplecs (h.y., gall dderbyn ac anfon data ar yr un pryd, tra bod USB 2.0 yn hanner-ddwplecs), yn ogystal â chael galluoedd rheoli pŵer gwell a nodweddion eraill.

Mae USB 3.0 yn mabwysiadu dyluniad 9-pin. Mae'r 4 pin cyntaf yr un fath â rhai USB 2.0, tra bod y 5 pin sy'n weddill wedi'u cynllunio'n arbennig ar gyfer USB 3.0. Felly, gallwch benderfynu a yw'n USB 2.0 neu'n USB 3.0 yn ôl y pinnau.

Ym mis Gorffennaf 2013, rhyddhawyd USB 3.1, gyda chyflymder trosglwyddo o 10 Gbps (1280 MB/s), gan honni ei fod yn SuperSpeed+, a chodwyd y foltedd cyflenwad pŵer uchaf a ganiateir i 20V/5A, sef 100W.

Roedd uwchraddio USB 3.1 o'i gymharu ag USB 3.0 hefyd yn amlwg iawn. Fodd bynnag, yn fuan wedyn, ailenwyd USB-IF USB 3.0 yn USB 3.1 Gen1, ac USB 3.1 yn USB 3.1 Gen2.

Achosodd y newid enw hwn drafferth i ddefnyddwyr oherwydd dim ond cynhyrchion a oedd yn cefnogi USB 3.1 yn y pecynnu a nododd llawer o fasnachwyr diegwyddor heb nodi a oedd yn Gen1 neu'n Gen2. Mewn gwirionedd, mae perfformiad trosglwyddo'r ddau yn eithaf gwahanol, a gallai defnyddwyr syrthio i fagl ar ddamwain. Felly, roedd y newid enw hwn yn gamgymeriad i'r rhan fwyaf o ddefnyddwyr.

Ym mis Medi 2017, rhyddhawyd USB 3.2. O dan USB Math-C, mae'n cefnogi sianeli deuol 10 Gbps ar gyfer trosglwyddo data, gyda chyflymder o hyd at 20 Gb/s (2500 MB/s), ac mae'r cerrynt allbwn uchaf yn dal i fod yn 20V/5A. Mae gan agweddau eraill welliannau bach.

▲Y broses o newid enw USB

Fodd bynnag, yn 2019, daeth USB-IF i fyny â newid enw arall. Fe wnaethant ailenwi USB 3.1 Gen1 (sef yr USB 3.0 gwreiddiol) yn USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (sef yr USB 3.1 gwreiddiol) yn USB 3.2 Gen2, ac USB 3.2 yn USB 3.2 Gen 2×2.

Nawr a'r Dyfodol: Y Naid Ymlaen USB4

Nawr ein bod wedi cyrraedd USB4, gadewch i ni edrych ar uwchraddiadau a gwelliannau'r safon protocol newydd hon. Yn gyntaf oll, gan ei fod yn uwchraddiad traws-genhedlaeth o “3″ i “4″, rhaid i'r gwelliant fod yn sylweddol.

Yn seiliedig ar yr holl wybodaeth rydym wedi'i chasglu, crynhoir nodweddion newydd USB4 fel a ganlyn:

1. Cyflymder trosglwyddo uchaf o 40 Gbps:

Drwy drosglwyddiad dwy sianel, dylai cyflymder trosglwyddo uchaf damcaniaethol USB4 allu cyrraedd 40 Gbps, sydd yr un fath â chyflymder Thunderbolt 3 (y cyfeirir ato fel “Thunderbolt 3″ isod).

Mewn gwirionedd, bydd gan USB4 dri chyflymder trosglwyddo: 10 Gbps, 20 Gbps, a 40 Gbps. Felly os ydych chi eisiau prynu dyfais gyda'r cyflymder trosglwyddo uchaf, hynny yw, 40 Gbps, byddai'n well i chi wirio'r manylebau cyn prynu.

2. Yn gydnaws â rhyngwynebau Thunderbolt 3:

Gall rhai dyfeisiau USB4 (nid pob un) fod yn gydnaws â rhyngwynebau Thunderbolt 3 hefyd. Hynny yw, os oes gan eich dyfais ryngwyneb USB4, efallai y bydd modd cysylltu dyfais Thunderbolt 3 yn allanol hefyd. Fodd bynnag, nid yw hyn yn orfodol. Mae a yw'n gydnaws ai peidio yn dibynnu ar agwedd gwneuthurwr y ddyfais.

3. Gallu dyrannu adnoddau lled band deinamig:

Os ydych chi'n defnyddio'r porthladd USB4 wrth ei ddefnyddio hefyd i gysylltu arddangosfa a throsglwyddo data, bydd y porthladd yn dyrannu'r lled band cyfatebol yn ôl y sefyllfa. Er enghraifft, os mai dim ond 20% o'r lled band sydd ei angen ar y fideo i yrru arddangosfa 1080p, yna gellir defnyddio'r 80% sy'n weddill o'r lled band ar gyfer tasgau eraill. Nid oedd hyn yn bosibl yn USB 3.2 a chyfnodau blaenorol. Cyn hynny, modd gweithio'r USB oedd cymryd eu tro.

4. Bydd dyfeisiau USB4 i gyd yn cefnogi USB PD

Cyflenwi Pŵer USB (trosglwyddo pŵer USB) yw USB PD, sy'n un o'r protocolau gwefru cyflym prif ffrwd cyfredol. Fe'i lluniwyd hefyd gan y sefydliad USB-IF. Gall y fanyleb hon gyflawni folteddau a cheryntau uwch, gyda'r trosglwyddiad pŵer uchaf yn cyrraedd hyd at 100W, a gellir newid cyfeiriad y trosglwyddiad pŵer yn rhydd.

Yn ôl rheoliadau USB-IF, dylai ffurf safonol y rhyngwyneb gwefru USB PD cyfredol fod yn USB Math-C. Yn y rhyngwyneb USB Math-C, mae dau bin, CC1 a CC2, a ddefnyddir ar gyfer sianeli ffurfweddu cyfathrebu PD.

5. Dim ond rhyngwyneb USB Math-C y gellir ei ddefnyddio

Gyda'r nodwedd uchod, mae'n naturiol y gallwn hefyd wybod mai dim ond trwy gysylltwyr USB Math-C y gall USB4 weithredu. Mewn gwirionedd, nid yn unig USB PD, ond hefyd mewn safonau diweddaraf eraill o USB-IF, dim ond i Math-C y mae'n berthnasol.

6. Gall fod yn gydnaws yn ôl â phrotocolau'r gorffennol

Gellir defnyddio USB4 ynghyd â dyfeisiau a phorthladdoedd USB 3 ac USB 2. Hynny yw, gall fod yn gydnaws yn ôl-ôl â safonau protocol blaenorol. Fodd bynnag, nid yw USB 1.0 ac 1.1 yn cael eu cefnogi. Ar hyn o bryd, mae'r rhyngwynebau sy'n defnyddio'r protocol hwn bron wedi diflannu o'r farchnad.

Wrth gwrs, wrth gysylltu dyfais USB4 â phorthladd USB 3.2, ni all drosglwyddo ar gyflymder o 40 Gbps. Ac ni fydd yr hen ffasiwn rhyngwyneb USB 2 yn dod yn gyflymach dim ond oherwydd ei fod wedi'i gysylltu â rhyngwyneb USB4.