¿Qué es USB4? Cómo la nueva interfaz aumenta las velocidades, admite pantallas y más

Publicado: 2022-01-29

Simplemente llámelo USB4 en el piso : 2021 verá una gran ola de dispositivos con un nuevo estándar USB que va más allá de los aumentos de velocidad habituales. USB4, la versión más nueva de USB, elimina el espacio (no es "USB 4", más sobre eso en un momento) y oculta parte de la confusión que es USB 3. Además, más allá de las nuevas velocidades, agrega nuevos matices. a la compatibilidad del dispositivo y la carga a través del puerto.

¿De dónde viene USB4? En parte, de especificaciones USB anteriores; en parte, desde otra interfaz. USB4 aprovecha el protocolo Thunderbolt 3 para ofrecer velocidades hasta dos veces más rápidas que la versión USB a la que reemplaza. Además de su mayor ancho de banda, USB4 puede transferir y priorizar datos de archivos y videos a través de sus conductos con mayor destreza que las iteraciones anteriores de USB. Y USB4 ofrece retrocompatibilidad con toda la antigua multitud de conectividad de PC en sus puertos físicos: dispositivos Thunderbolt 3, USB 3.2 y USB 2.0.

USB4 está listo para expandirse rápidamente en 2021, pero los observadores entusiastas del mercado de PC saben que ya está aquí de manera limitada. Las primeras computadoras con conectividad USB4 llegaron a fines de 2020, y puede esperar ver muchas más computadoras portátiles y de escritorio equipadas con ella en 2021, junto con periféricos denominados compatibles con USB4.

Aunque USB4 debería ayudar a aclarar parte de la confusión provocada por los muchos sabores de USB 3 y sus múltiples y cambiantes apodos ("USB 3.2 Gen 2x2"... ¿en serio, amigos?), el nuevo estándar no es completamente sencillo, historia única para todos. Esto es lo que necesita saber acerca de USB4 reemplazando USB 3.2 como el perro superior en la perrera Universal Serial Bus.

Velocidad de captación: un nuevo pico de 40 Gbps

Una cosa clave a tener en cuenta desde el principio: el USB Implementers Forum (USB-IF) diseña USB4, de hecho, como "USB4", sin espacio entre "USB" y "4". Le decimos esto para ayudar potencialmente a sus búsquedas en línea relacionadas con el término. Si la búsqueda del término "USB 4" no arroja resultados satisfactorios, eliminar el espacio puede ayudar.

USB4 abarca la especificación Thunderbolt 3, que ahora coincide con la velocidad de transferencia máxima de esa especificación, que es de 40 Gbps. Eso es el doble de la velocidad máxima (20 Gbps) de la versión más rápida de USB de la generación anterior, el dudoso nombre USB 3.2 Gen 2x2. Esa versión de USB nunca tuvo mucha aceptación; solo unos pocos SSD externos ultrarrápidos (como Seagate FireCuda Gaming SSD y SanDisk Extreme Pro Portable SSD v2) lo admiten, y los puertos USB 3.2 Gen 2x2 compatibles siguen siendo pocos y distantes entre sí.

Como repaso de dónde ha estado el USB, cómo han cambiado los nombres y hacia dónde se dirige, aquí hay una hoja de trucos útil para todas las versiones de USB que siguen siendo relevantes hoy en día en las PC antiguas y nuevas...

Debido a que cada lanzamiento de USB parece estar obligado por contrato a sembrar cierto grado de confusión, aquí están los USB4: no todos los dispositivos USB4 admitirán transferencias de 40 Gbps. Algunos productos USB4 ofrecerán una velocidad máxima de solo 20 Gbps. Puede esperar que los productos de menor costo empleen solo la velocidad más lenta, pero deberá verificar las especificaciones de un dispositivo USB4 determinado para ver qué capacidades USB4 ofrece. Los fabricantes de hardware tendrán una variedad de logotipos a su disposición para ilustrar las capacidades de USB4...

(Imagen: Foro de implementadores de USB)

En términos simples, para saber la diferencia de velocidad con USB4, deberá buscar el "20" o el "40" en el logotipo de la caja o la hoja de especificaciones del dispositivo que está considerando.

Una cosa a tener en cuenta es que incluso la versión de menor velocidad (20 Gbps) de USB4 ofrecerá velocidades de transferencia más rápidas que la mayoría de las implementaciones de USB 3.2. Aunque USB 3.2 (la última familia general de especificaciones USB en computadoras y periféricos recientes) tiene un ancho de banda máximo de 20 Gbps en su variante USB 3.2 Gen 2x2, USB 3.2 también tiene sabores de menor velocidad. Y estos son mucho más comunes, con velocidades máximas de solo 5 Gbps (USB 3.2 Gen 1) o 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2).

Acerca de ese matrimonio de USB y Thunderbolt...

Thunderbolt ha sido durante mucho tiempo un protocolo propietario de Intel que requería su propio chip especializado y una tarifa de regalías pagada a Intel, lo que significó que Thunderbolt nunca logró la adopción universal que tiene USB. Tiende a aparecer solo en computadoras de alta gama. Ahora, en su último movimiento Thunderbolt, Intel ha cambiado de rumbo y ha abierto Thunderbolt a otros fabricantes de chips para que lo usen sin tomar su parte. (Consulte nuestro manual básico sobre Thunderbolt 4 para obtener más información, así como nuestra explicación sobre Thunderbolt 3 frente a USB-C).

Tanto USB4 como Thunderbolt 3 utilizan el mismo conector físico, USB Type-C (también conocido como USB-C), lo que hace que esta unión encaje perfectamente. El conector USB-C ovalado tiene dos ventajas sobre los puertos USB tipo A "clásicos" (los rectangulares de estilo antiguo). Por un lado, los puertos USB-C son más pequeños, lo que permite la integración en computadoras portátiles más delgadas y dispositivos más compactos. Por otro lado, no hay arriba ni abajo con un conector USB-C. Puede conectar un cable USB-C a un puerto USB-C de cualquier manera, lo que elimina la frustración de adivinar cuál es la forma correcta al intentar conectar un dispositivo USB a su computadora.

Esta unión de USB4 y Thunderbolt 3 también significa que las nuevas computadoras con puertos USB4 podrían ofrecer compatibilidad con sus dispositivos Thunderbolt 3 existentes, lo que es potencialmente una buena noticia para los jugadores que tienen una GPU externa en particular. Pero, ¿por qué enfatizamos "podría" y solo decimos buenas noticias "potencialmente"? Porque la incorporación de la compatibilidad con Thunderbolt 3 en una implementación de puerto USB4 es opcional, según la especificación.

Esperaríamos que la compatibilidad con Thunderbolt 3 se extendiera entre las PC USB4, ya que los fabricantes ya no necesitan pagar un diezmo a Intel para incluirlo. Sin embargo, si está comprando una nueva computadora portátil para emparejar, por ejemplo, su Thunderbolt 3 eGPU, sería una buena idea verificar las especificaciones de la computadora portátil para garantizar la compatibilidad antes de hacer suposiciones.

Manejo de señales de video con cerebro y fuerza

Además de trabajar con Intel para agregar la especificación Thunderbolt 3 a USB4, el USB-IF trabajó con Video Electronics Standards Association (VESA) para brindar mayores capacidades de visualización a USB4. La parte relevante de la especificación USB4 es la compatibilidad con DisplayPort Alt Mode 2.0, que ofrece una enorme cantidad de sobrecarga para alimentar pantallas de muy alta resolución.

Con DisplayPort Alt Mode 2.0, un puerto USB4 puede transmitir hasta 80 Gbps de datos de señal, lo que le permite alimentar varias pantallas DisplayPort 2.0 con una resolución de 8K a una frecuencia de actualización de 60 Hz o, en un futuro más lejano, una sola pantalla de 16 K a 60 Hz. (O más pantallas 4K de las que probablemente tenga). Esto es posible porque los datos de pantalla que se envían son unidireccionales.

Sin embargo, no es solo un ancho de banda de video aparentemente interminable lo que obtiene con USB4. USB4 puede asignar recursos a través de la interfaz, para permitirle manejar, digamos, una pantalla HD con hasta 40 Gbps mientras maneja una transferencia de datos desde un SSD externo al mismo tiempo. En versiones anteriores de USB, podía enviar video por uno de sus dos carriles y datos por el otro para una división 50/50 en el mejor de los casos. Con USB4, hay una asignación dinámica de recursos. Los carriles se pueden compartir entre video y datos, dando a la pantalla el ancho de banda que necesita, permitiendo que el resto se use para transferir datos. Solo piense en lo que podría ofrecer un concentrador USB4: la capacidad de alimentar todas las pantallas 4K que pueda colocar en su escritorio, con mucho ancho de banda sobrante para transferencias de datos de alta velocidad.

Entrega de energía para todos

Una especificación que no necesitará buscar o buscar en los dispositivos USB4 es USB Power Delivery (USB PD). USB PD le permite cargar dispositivos USB a través de su computadora en lugar de tener que encontrar un tomacorriente de pared. Todas las conexiones USB4 ofrecerán USB PD para cargar sus dispositivos.

Eso es un cambio del estado de cosas existente. En este momento, algunos puertos USB 3.2 ofrecen Power Delivery y otros no. Con USB4, puede cargar su teléfono en cualquier puerto USB4 de una computadora portátil, y no tendrá que buscar el puerto o puertos específicos compatibles con USB PD con el pequeño logotipo del rayo. (Si, de hecho, el fabricante de PC optó por incluir los logotipos en primer lugar). Eso, adivinar las capacidades de energía de un puerto USB sin marcar dado, es probablemente la segunda mayor molestia de USB después de adivinar siempre mal qué camino está arriba cuando intentando conectar algo en un puerto USB tipo A.

USB PD puede proporcionar hasta 100 vatios de potencia, lo que ofrece energía más que suficiente para cargar (entrante) la mayoría de las computadoras portátiles, además de cargar (saliente) dispositivos más pequeños como un iPhone. Además, el USB PD entrega solo tanta energía como el dispositivo que está cargando puede manejar, por lo que no tiene que preocuparse por sobrecargar y arruinar la batería de su teléfono.

Fecha de llegada de USB4 (pista: ya está aquí)

Mencionamos que algunas computadoras portátiles con capacidad USB4 ya se han filtrado. Los procesadores Intel Core “Tiger Lake” de 11.ª generación ofrecerán, entre otros beneficios, compatibilidad nativa con USB4. Algunas computadoras portátiles de Tiger Lake han pasado por PC Labs, comenzando con la Asus ZenBook 13 (UX325EA) y la Dell XPS 13 (9310) a fines de 2020. Puede esperar que todas las líneas principales de computadoras portátiles reciban una actualización de Tiger Lake en 2021.

Los nuevos M1 MacBook Air, MacBook Pro y Mac mini de Apple se lanzaron a fines de 2020 y también cuentan con puertos USB4. Puede esperar que algunas de las otras Mac de Apple obtengan un cambio de imagen M1 este año que agrega soporte USB4.

Solo recuerde que aunque la compatibilidad con versiones anteriores significa que sus dispositivos USB 3.x actuales funcionarán con una computadora portátil nueva equipada con USB4, estos dispositivos heredados no podrán alcanzar transferencias de datos de 40 Gbps. Podrán comunicarse con su nueva computadora portátil, pero no podrán exceder el rendimiento máximo del protocolo USB anterior que admiten.

Todavía no hemos visto un SSD USB4 u otro periférico en la naturaleza, pero las unidades portátiles existentes con soporte Thunderbolt 3 pueden proporcionar velocidades de transferencia teóricas de hasta 40 Gbps, el rendimiento máximo compartido de los dos estándares, con una PC equipada con USB4. Una vez más, sin embargo, tenga en cuenta la gran advertencia de antes: este tipo de velocidad máxima es una posibilidad solo si la PC ofrece la versión de 40 Gbps de USB4 (no solo la de 20 Gbps), y ofrece compatibilidad retroactiva específica con Thunderbolt 3.

Para fin de año, los dispositivos USB4 deberían superar en número a los dispositivos Thunderbolt, y será mucho más fácil combinar una nueva computadora portátil con un nuevo SSD para obtener las transferencias de datos más rápidas posibles, especialmente si esos SSD externos usan componentes rápidos basados en PCI Express. Eso, más la capacidad de manejar uno o más monitores DisplayPort 2.0 de alta definición desde la misma interfaz, presagia un nuevo mundo de conectividad rápida, al menos, para aquellos que están listos para invertir en nuevos sistemas y hardware que pueden ir "4".