 Логотип USB4 40 Гбит / с | |||
| Тип | USB | ||
|---|---|---|---|
| История производства | |||
| Дизайнер | USB Promoter Group | ||
| Разработан | 29 августа 2019 г . | ||
| Заменено | USB 3.2 | ||
| Шлейфовая цепь | Нет | ||
| Звуковой сигнал | DisplayPort | ||
| Видео сигнал | DisplayPort | ||
| Коннектор | USB-C | ||
| Электрические | |||
| Максимум. Напряжение | 20 В (PD) | ||
| Максимум. Текущий | 5 А (PD) | ||
| Данные | |||
| Сигнал данных | да | ||
| Битрейт | 40 Гбит / с (4,8 ГБ / с) | ||
USB4 - это система USB , указанная в спецификации USB4, которая была выпущена в версии 1.0 29 августа 2019 года Форумом разработчиков USB . [1]
В отличие от предыдущих стандартов протокола USB, для USB4 требуются разъемы USB-C , а для подачи питания требуется поддержка USB PD . В отличие от USB 3.2 , что позволяет туннелирование из DisplayPort и PCI Express . Архитектура определяет метод динамического совместного использования одного высокоскоростного канала с несколькими типами конечных устройств, который лучше всего обслуживает передачу данных по типу и приложению. Продукты USB4 должны поддерживать пропускную способность 20 Гбит / с и могут поддерживать пропускную способность 40 Гбит / с, но из-за туннелирования даже номинальные 20 Гбит / с могут привести к более высокой эффективной скорости передачи данных в USB4 по сравнению с USB 3.2 при отправке смешанных данных.
Спецификация USB4 основана на спецификации протокола Thunderbolt 3 . [2] Поддержка взаимодействия с продуктами Thunderbolt 3 является необязательной для хостов USB4 и периферийных устройств USB4 и требуется для концентраторов USB4 на его обращенных вниз портах и для док-станций на базе USB4 на его обращенных вниз и вверх портах.
Имя [ редактировать ]
Версия 1.0 спецификации USB4, выпущенная 29 августа 2019 года, использует «универсальную последовательную шину 4» и «USB4». В нескольких новостях перед выпуском этой версии используются термины «USB 4.0» и «USB 4». [3] [4] Даже после публикации версии 1.0 некоторые сознательно пишут «USB 4», утверждая, что «отражает способ поиска читателей». [5]
Технические характеристики [ править ]
Спецификация USB4 [ править ]
История [ править ]
Впервые об этом было официально объявлено в марте 2019 года. [6] [7]
Авторы [ править ]
На момент публикации версии 1.0 промоутерами версии 1.0 были: Apple Inc. , Hewlett-Packard , Intel , Microsoft , Renesas Electronics , STMicroelectronics и Texas Instruments , сотрудники которых участвовали в технической рабочей группе по спецификации USB4 .
Цели дизайна [ править ]
Цели, заявленные в спецификации USB4, заключаются в увеличении пропускной способности, помогая объединить экосистему разъемов USB-C и «минимизировать путаницу для конечных пользователей». Некоторые из ключевых областей для достижения этого - использование одного типа разъема USB-C при сохранении совместимости с существующими продуктами USB и Thunderbolt. [8]
Режимы передачи данных [ править ]
USB4 сам по себе не обеспечивает какого-либо универсального механизма передачи данных или классов устройств, таких как USB 3.x, но в основном служит способом туннелирования других протоколов, таких как USB 3.2, DisplayPort и, возможно, PCIe. Хотя он предоставляет собственный протокол Host-to-Host, как следует из названия, он доступен только между двумя подключенными хостами, он используется для реализации Host IP Networking. Поэтому, когда хост и устройство не поддерживают дополнительное туннелирование PCIe, максимальная пропускная способность без отображения ограничивается до USB 3.2 20 Гбит / с, в то время как только USB 3.2 10 Гбит / с является обязательным.
USB4 позволяет туннелировать:
- USB 3.2 ("Enhanced Superspeed") Туннелирование
- Туннелирование на основе DisplayPort 1.4a
- Туннелирование на основе PCI Express (PCIe)
USB4 также требует поддержки альтернативного режима DisplayPort. Это означает, что DP можно отправлять через туннелирование USB4 или через альтернативный режим DP. [9]
Устаревший USB (1-2) всегда поддерживается с помощью выделенных проводов в разъеме USB-C.
Поддержка режимов передачи данных [ править ]
Некоторые режимы передачи поддерживаются всеми устройствами USB4, поддержка других не является обязательной. Требования к поддерживаемым режимам зависят от типа устройства.
| Режим | Хозяин | Центр | Периферийное устройство |
|---|---|---|---|
| Legacy USB (1-2) (макс 480 Мбит / с) | да | да | да |
| USB4 20 Гбит / с Транспорт | да | да | да |
| USB4 40 Гбит / с Транспорт | Необязательный | да | Необязательный |
| Туннелируемый USB 3.2 (10 Гбит / с) | да | да | Необязательный |
| Туннелируемый USB 3.2 (20 Гбит / с) [10] | Необязательный | Необязательный | Необязательный |
| Туннельный дисплейный порт | да | да | Необязательный |
| Туннелированный PCI Express | Необязательный | да | Необязательный |
| Связь между хостами | да | да | Нет данных |
| Альтернативный режим DisplayPort | да | да | Необязательный |
| Альтернативный режим Thunderbolt | Необязательный | да | Необязательный |
| Альтернативные режимы USB-C | Необязательный | Необязательный | Необязательный |
Режимы передачи данных USB 3.x - 4.x [ править ]
| Характеристики | Старые спецификации | Двухполосный | Кодирование | Номинальная скорость | Маркетинговое название | Логотип | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Гбит / с | ГБ / с | ||||||
| USB 3.2 Gen 1 × 1 | USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 | Нет | 8b / 10b | 5 | 0,5 | SuperSpeed USB 5 Гбит / с | |
| USB 3.2 Gen 2 × 1 | USB 3.1 Gen 2 | Нет | 128b / 132b | 10 | 1.2 | SuperSpeed USB 10 Гбит / с | |
| USB 3.2 Gen 1 × 2 | да | 8b / 10b | 10 | 1.0 | Нет данных | ||
| USB 3.2 Gen 2 × 2 | да | 128b / 132b | 20 | 2,4 | SuperSpeed USB 20 Гбит / с | ||
| USB4 поколения 2 × 1 | Нет | 64b / 66b [a] | 10 | 1.2 | Нет данных | ||
| USB4 поколения 3 × 1 | Нет | 128b / 132b [a] | 20 | 2,4 | Нет данных | ||
| USB4 поколения 2 × 2 | да | 64b / 66b [a] | 20 | 2,4 | USB4 20 Гбит / с | ||
| USB4 поколения 3 × 2 | да | 128b / 132b [a] | 40 | 4.8 | USB4 40 Гбит / с | ||
- ^ a b c d USB4 может использовать дополнительную прямую коррекцию ошибок Рида – Соломона (RS FEC). В этом режиме 12x 16B (128b) символов собираются вместе с 2B (12b + 4b зарезервированы) битами синхронизации, указывающими соответствующие типы символов, и 4B RS FEC, чтобы позволить исправлять до 1B ошибок в любом месте всего блока 198B.
USB4 Gen 2 отличается от USB 3.2 Gen 2. Они означают только ту же скорость, то есть 10 Гбит / с, но они по-разному кодируются на электрическом уровне.
Хотя USB4 требуется для поддержки двухполосных режимов, он использует однополосные операции во время инициализации двухполосного соединения; однополосное соединение также может использоваться как резервный режим в случае ошибки соединения полос.
В режиме совместимости с Thunderbolt полосы пропускаются немного быстрее - 10,3125 Гбит / с (для поколения 2) и 20,625 Гбит / с (для поколения 3), как того требуют спецификации Thunderbolt.
Доставка питания [ править ]
Для подключения USB4 перед установкой требуется договор USB Power Delivery (USB PD). Это не проблема, так как USB4 требует USB PD (и исключительно USB-C) для согласования режима USB4 в первую очередь. Источник USB4 должен обеспечивать как минимум 7,5 Вт (5 В, 1,5 А) на порт. Потребитель USB4 должен потреблять менее 250 мА (по умолчанию), 1,5 А или 3 А при 5 В (в зависимости от конфигурации резистора USB-C ) до согласования USB PD. С USB PD возможна мощность до 100 Вт. [11]
Совместимость с Thunderbolt 3 [ править ]
В спецификации USB4 говорится, что цель дизайна - «сохранить совместимость с существующей экосистемой продуктов USB и Thunderbolt». Но совместимость с Thunderbolt 3 не является обязательной только для хостов USB4 и периферийных устройств USB4. [12]
Характеристики партнера в альтернативном режиме [ править ]
DisplayPort Alt Mode 2.0 [ править ]
29 апреля 2020 года был выпущен DisplayPort Alt Mode версии 2.0, поддерживающий DisplayPort 2.0 через USB4. [13]
Поддержка программного обеспечения [ править ]
Linux 5.6, выпущенный 29 марта 2020 года, поддерживает USB4. [14]
macOS Big Sur (11.0) , выпущенный 12 ноября 2020 года, поддерживает USB4. [15]
Поддержка оборудования [ править ]
На выставке CES 2020 USB-IF и Intel заявили о своем намерении разрешить продукты USB4, которые поддерживают все дополнительные функции, как продукты Thunderbolt 4 . Первым продуктом, совместимым с USB4, является процессор Intel Tiger Lake . Ожидается, что в 2020 году появится больше устройств с поддержкой USB4. [16] [17]
Брэд Сондерс, генеральный директор USB Promoter Group, ожидает, что большинство ПК с USB4 будут поддерживать Thunderbolt 3, но производители телефонов вряд ли будут реализовывать поддержку Thunderbolt 3. [5]
3 марта 2020 года Cypress Semiconductor анонсировала новые контроллеры питания Type-C (PD), поддерживающие USB4, CCG6DF как двухпортовый и CCG6SF как однопортовый. [18]
Ссылки [ править ]
- ^ a b «Спецификация USB Promoter Group USB4» . usb.org . 29 августа 2019.
- ↑ Брайт, Питер (4 марта 2019 г.). «Thunderbolt 3 становится USB4, поскольку межкомпонентные соединения Intel бесплатны» . Ars Technica . Дата обращения 4 марта 2019 .
- ^ «С USB 4, Thunderbolt и USB объединятся» .
- ^ Хагедорн, Гильберт. «USB 4.0 появится в конце 2020 года» . Guru3D.com .
- ^ a b Сентябрь 2019 г., Аврам Пилтч 03. «USB 4: все, что мы знаем до сих пор» . Оборудование Тома .
- ^ Хилл, Брэндон (4 марта 2019 г.). «USB4 увеличивает скорость удвоения протокола Thunderbolt 3 до 40 Гбит / с» . HotHardware .
- ^ «Анонсирован USB4 с пропускной способностью 40 Гбит / с, он основан на Thunderbolt 3» . GSMArena.com .
- ^ Спецификация USB4. стр.1
- ^ «USB4 - Нет больше мистера Славного Парня, ваш разъем USB-C должен делать все это! - # 38» . YouTube . 21 ноября 2019 . Дата обращения 1 мая 2020 .
- ^ USB4 Spec 1.0 Sect 9 конкретно упоминает требование «поддержки Superspeed Plus (= Gen 2x1) для концентраторов и устройств, последнее только в том случае, если они опционально поддерживают туннелирование USB3. В остальной части спецификации вообще не упоминается скорость и многое другое. в общем просто относится ко всей архитектуре USB3.2 как «Enhanced Superspeed». Раздел 9.2.1 устанавливает требование поддерживать только Gen 2x1 для адаптера туннелирования USB3, при этом Gen 2x2 является необязательным.
- ^ USB Type-C Spec 2.0 Раздел 5.3
- ^ Спецификация USB4 V1.0 Август, 2019 Глава 13: «Хост USB4 и периферийное устройство USB4 могут опционально поддерживать совместимость с TBT3. Если хост USB4 или периферийное устройство USB4 поддерживает совместимость с TBT3, они должны делать это, как определено в этой главе»
- ^ Ассоциация (VESA), Стандарты видеоэлектроники. «VESA выпускает обновленную спецификацию альтернативного режима DisplayPort для обеспечения производительности DisplayPort 2.0 на USB4 и новых устройствах USB Type-C» . www.prnewswire.com .
- ^ «Ядро Linux 5.6 выпущено с WireGuard, USB4, новой аппаратной поддержкой AMD + Intel - Phoronix» . Phoronix.com .
- ^ «Представляем следующее поколение Mac» . apple.com . 10 ноября 2020 . Дата обращения 13 ноября 2020 .
- ^ «Устройства USB4 появятся в следующем году» . Engadget .
- ^ Maislinger, Florian (14 июня 2019). «Первые устройства USB 4 будут выпущены в конце 2020 года» .
- ↑ Шилов, Антон. «Cypress анонсирует контроллеры, поддерживающие USB 3.2 и USB4: EZ-PD CCG6DF и CCG6SF» . www.anandtech.com .
Внешние ссылки [ править ]
- USB4 | USB-IF
- USB4 | USB-IF
- Спецификации USB4 можно скачать с usb.org :
- Спецификация USB4 | USB-IF 29.08.2019
- Соглашение об использовании USB4 | USB-IF 29.08.2019
- Подкаст с Джит Лим из Keysight , 2019-11-21
