Co to jest USB4? Jak nowy interfejs zwiększa prędkość, obsługuje ekrany i nie tylko
Opublikowany: 2022-01-29Po prostu nazwij to USB4 na podłodze : 2021 zobaczy dużą falę urządzeń wyposażonych w nowy standard USB, który wykracza poza zwykłe zwiększenie prędkości. USB4, najnowsza wersja USB, eliminuje przestrzeń (to nie „USB 4” — więcej o tym za chwilę) i wyjaśnia niektóre z zamieszania, jakim jest USB 3. Ponadto, poza nowymi prędkościami, dodaje nowe niuanse do kompatybilności urządzenia i ładowania przez port.
Skąd pochodzi USB4? Częściowo z wcześniejszych specyfikacji USB; częściowo z innego interfejsu. USB4 wykorzystuje protokół Thunderbolt 3, aby zapewnić prędkości nawet dwukrotnie szybsze niż wersja USB, którą zastępuje. Oprócz większej przepustowości, USB4 może zręczniej przenosić i priorytetyzować pliki i dane wideo przez swoje potoki niż poprzednie iteracje USB. A USB4 zapewnia kompatybilność wsteczną ze wszystkimi starymi urządzeniami do podłączania komputerów PC na swoich fizycznych portach: Thunderbolt 3, USB 3.2 i USB 2.0.
USB4 ma się szybko rozprzestrzenić w 2021 roku, ale uważni obserwatorzy rynku komputerów PC wiedzą, że już tu jest w ograniczonym zakresie. Pierwsze komputery z łącznością USB4 pojawiły się pod koniec 2020 r., a w 2021 r. można spodziewać się, że będzie w nie więcej laptopów i komputerów stacjonarnych, a także urządzeń peryferyjnych zwanych kompatybilnymi z USB4.
Chociaż USB4 powinno pomóc wyjaśnić część zamieszania wywołanego wieloma smakami USB 3 i ich wieloma, zmieniającymi się przydomkami („USB 3.2 Gen 2x2”… poważnie, ludzie?), nowy standard nie jest całkowicie prosty, historia w jednym rozmiarze. Oto, co musisz wiedzieć o zastąpieniu USB4 przez USB 3.2 jako czołowego psa w hodowli Universal Serial Bus.
Szybkość podnoszenia: nowy szczyt 40 Gb/s
Jedna kluczowa rzecz, na którą należy zwrócić uwagę z góry: Forum Implementatorów USB (USB-IF) określa styl USB4 jako „USB4” bez spacji między „USB” i „4”. Poinformujemy Cię o tym, aby potencjalnie ułatwić wyszukiwanie w Internecie związane z tym terminem. Jeśli wyszukiwanie terminu „USB 4” nie przyniesie zadowalających wyników, pomocne może być usunięcie spacji.
USB4 obejmuje specyfikację Thunderbolt 3, która teraz odpowiada najwyższej prędkości transferu tej specyfikacji, która wynosi 40 Gb/s. To dwa razy więcej niż prędkość szczytowa (20 Gb/s) najszybszej wersji USB poprzedniej generacji, o wątpliwej nazwie USB 3.2 Gen 2x2. Ta wersja USB nigdy nie była zbyt popularna; obsługuje go tylko kilka superszybkich zewnętrznych dysków SSD (takich jak Seagate FireCuda Gaming SSD i SanDisk Extreme Pro Portable SSD v2), a zgodnych portów USB 3.2 Gen 2x2 pozostaje niewiele.
Aby odświeżyć, gdzie był USB, jak zmieniły się nazwy i dokąd zmierza, oto przydatna ściągawka do wszystkich wersji USB, które są nadal aktualne w starych i nowych komputerach PC...
Ponieważ każde wprowadzenie USB wydaje się umownie zobowiązane do siania pewnego stopnia zamieszania, oto USB4: Nie każde urządzenie USB4 będzie obsługiwać transfery 40Gbps. Niektóre produkty USB4 oferują prędkość maksymalną tylko 20 Gb/s. Można oczekiwać, że tańsze produkty będą wykorzystywać tylko wolniejszą prędkość, ale musisz sprawdzić specyfikację danego urządzenia USB4, aby zobaczyć, jakie oferuje ono możliwości USB4. Producenci sprzętu będą mieli do dyspozycji różne logo ilustrujące możliwości USB4...
Mówiąc prościej, aby określić różnicę prędkości w przypadku USB4, musisz poszukać „20” lub „40” w logo na pudełku lub w specyfikacji urządzenia, które rozważasz.
Należy zauważyć, że nawet wersja USB4 o niższej prędkości (20 Gb/s) będzie oferować szybsze prędkości transferu niż większość implementacji USB 3.2. Chociaż USB 3.2 (ostatnia rodzina parasolowa specyfikacji USB w najnowszych komputerach i urządzeniach peryferyjnych) ma maksymalną przepustowość 20 Gb/s w wariancie USB 3.2 Gen 2x2, USB 3.2 również ma smaki o niższej prędkości. A te są znacznie bardziej powszechne, z maksymalną prędkością zaledwie 5 Gb/s (USB 3.2 Gen 1) lub 10 Gb/s (USB 3.2 Gen 2).
O tym małżeństwie USB i Thunderbolt...
Thunderbolt od dawna jest zastrzeżonym protokołem Intela, który wymagał własnego, wyspecjalizowanego chipa i opłaty licencyjnej uiszczanej na rzecz Intela, co oznaczało, że Thunderbolt nigdy nie osiągnął powszechnej adopcji, jaką ma USB. Zwykle pojawia się tylko w komputerach z wyższej półki. Teraz, w swoim najnowszym ruchu Thunderbolt, Intel zmienił kurs i udostępnił Thunderbolt innym producentom chipów, aby mogli z niego korzystać bez brania udziału. (Zobacz nasz elementarz na temat Thunderbolt 4, aby uzyskać więcej informacji, a także nasze wyjaśnienie dotyczące Thunderbolt 3 w porównaniu z USB-C.)
Zarówno USB4, jak i Thunderbolt 3 używają tego samego złącza fizycznego — USB Type-C (znanego również jako USB-C) — dzięki czemu to małżeństwo jest naturalne. Owalne złącze USB-C ma dwie zalety w porównaniu z „klasycznymi” portami USB typu A (prostokątne w starszym stylu). Po pierwsze, porty USB-C są mniejsze, co pozwala na integrację z cieńszymi laptopami i bardziej kompaktowymi urządzeniami. Po drugie, dzięki złączu USB-C nie ma ani góra, ani dół. Możesz podłączyć kabel USB-C do portu USB-C w dowolny sposób, co eliminuje frustrację związaną z odgadywaniem, który sposób jest prawidłowy podczas próby podłączenia urządzenia USB do komputera.
To połączenie USB4 i Thunderbolt 3 oznacza również, że nowe komputery z portami USB4 mogą oferować kompatybilność z istniejącymi urządzeniami Thunderbolt 3, co jest potencjalnie dobrą wiadomością dla graczy, którzy mają w szczególności zewnętrzny procesor graficzny. Ale dlaczego podkreślamy „może” i mówimy tylko „potencjalnie” dobre wieści? Ponieważ włączenie kompatybilności Thunderbolt 3 do implementacji portu USB4 jest opcjonalne, zgodnie ze specyfikacją.
Spodziewalibyśmy się, że kompatybilność Thunderbolt 3 będzie powszechna wśród komputerów USB4, ponieważ producenci nie muszą już płacić dziesięciny Intelowi za jej włączenie. Jeśli jednak kupujesz nowy laptop do sparowania, powiedzmy, z eGPU Thunderbolt 3, dobrym pomysłem byłoby sprawdzenie specyfikacji laptopa, aby zapewnić kompatybilność przed przyjęciem jakichkolwiek założeń.
Obsługa sygnału wideo za pomocą mózgu i siły mięśniowej
Oprócz współpracy z Intelem nad dodaniem specyfikacji Thunderbolt 3 do USB4, USB-IF współpracował ze stowarzyszeniem Video Electronics Standards Association (VESA), aby zwiększyć możliwości wyświetlania w USB4. Istotną częścią specyfikacji USB4 jest wsparcie dla DisplayPort Alt Mode 2.0, który oferuje ogromne obciążenie dla zasilania wyświetlaczy o bardzo wysokiej rozdzielczości.
W trybie DisplayPort Alt Mode 2.0 port USB4 może przesyłać do 80 Gb/s danych sygnału, umożliwiając zasilanie wielu wyświetlaczy DisplayPort 2.0 o rozdzielczości 8K przy częstotliwości odświeżania 60 Hz lub, w bardziej odległej przyszłości, jednego wyświetlacza 16K przy 60 Hz. (Lub więcej wyświetlaczy 4K niż prawdopodobnie posiadasz). Jest to możliwe, ponieważ wysyłane dane wyświetlacza są jednokierunkowe.
To nie tylko pozornie nieskończona przepustowość wideo, którą uzyskujesz dzięki USB4. USB4 może alokować zasoby przez interfejs, aby umożliwić, powiedzmy, wyświetlanie HD z prędkością do 40 Gb/s, jednocześnie obsługując transfer danych z zewnętrznego dysku SSD. W poprzednich wersjach USB mógł przesyłać wideo jedną ze swoich dwóch linii, a dane drugą, w najlepszym przypadku z podziałem 50/50. W przypadku USB4 istnieje dynamiczna alokacja zasobów. Pasy mogą być dzielone między wideo i dane, zapewniając wyświetlaczowi wymaganą przepustowość, umożliwiając wykorzystanie reszty do przesyłania danych. Pomyśl tylko, co może zaoferować koncentrator USB4: możliwość zasilania wszystkich wyświetlaczy 4K, które zmieścisz na biurku, przy dużej przepustowości pozostałej do szybkiego przesyłania danych.
Polecane przez naszych redaktorów
Dostarczanie mocy dla wszystkich
Jedną ze specyfikacji, której nie musisz szukać ani szukać na urządzeniach USB4, jest USB Power Delivery (USB PD). USB PD umożliwia ładowanie urządzeń USB przez komputer zamiast szukania gniazdka ściennego. Wszystkie połączenia USB4 oferują USB PD do ładowania urządzeń.
To zmiana obecnego stanu rzeczy. Obecnie niektóre porty USB 3.2 oferują Power Delivery, a niektóre nie. Dzięki USB4 możesz ładować telefon przez dowolny port USB4 w laptopie i nie musisz szukać konkretnego portu obsługującego USB PD lub portów z maleńkim logo błyskawicy. (Jeśli rzeczywiście producent komputerów PC zdecydował się na umieszczenie logo w pierwszej kolejności.) To – zgadując możliwości zasilania danego nieoznaczonego portu USB – jest prawdopodobnie drugą największą irytacją USB po zawsze zgadywaniu, w którą stronę jest próbujesz podłączyć coś do portu USB typu A.
USB PD może dostarczyć do 100 watów mocy, oferując więcej niż wystarczającą ilość energii do ładowania (przychodzącego) większości laptopów, oprócz ładowania (wychodzącego) mniejszych urządzeń, takich jak iPhone. Co więcej, USB PD dostarcza tylko tyle energii, ile może obsłużyć ładowane urządzenie, więc nie musisz się martwić o przeładowanie i zniszczenie baterii telefonu.
Data przyjazdu USB4 (Wskazówka: już tu jest)
Wspomnieliśmy, że pojawiło się już kilka laptopów obsługujących USB4. Procesory rdzeniowe 11. generacji „Tiger Lake” firmy Intel zapewnią, między innymi, natywną obsługę USB4. Kilka laptopów Tiger Lake przeszło przez PC Labs, począwszy od Asus ZenBook 13 (UX325EA) i Dell XPS 13 (9310) pod koniec 2020 roku. Można oczekiwać, że każda większa linia laptopów otrzyma aktualizację Tiger Lake w 2021 roku.
Nowe MacBook Air, MacBook Pro i Mac mini firmy Apple M1 zostały wydane pod koniec 2020 roku i są wyposażone w porty USB4. Możesz spodziewać się, że niektóre inne komputery Mac firmy Apple otrzymają w tym roku metamorfozę M1, która dodaje obsługę USB4.
Pamiętaj tylko, że chociaż zgodność wsteczna oznacza, że Twoje obecne urządzenia USB 3.x będą działać z nowym laptopem wyposażonym w USB4, te starsze urządzenia nie będą w stanie osiągnąć transferu danych 40 Gb/s. Będą mogli komunikować się z nowym laptopem, ale nie będą w stanie przekroczyć maksymalnej przepustowości starszego protokołu USB, który obsługuje.
Dysk SSD USB4 lub inne urządzenie peryferyjne jeszcze nie pojawiły się na wolności, ale istniejące dyski przenośne z obsługą Thunderbolt 3 mogą zapewnić teoretyczną prędkość transferu do 40 Gb/s — wspólną maksymalną przepustowość obu standardów — z komputerem wyposażonym w USB4. Znowu jednak, pamiętaj o dużym zastrzeżeniu z wcześniejszych czasów: ten rodzaj prędkości szczytowej jest możliwy tylko wtedy, gdy komputer oferuje smak USB4 40 Gb/s (a nie tylko 20 Gb/s) i zapewnia specyficzną wsteczną kompatybilność z Thunderbolt 3.
Do końca roku urządzenia USB4 powinny przewyższyć liczbę urządzeń Thunderbolt i znacznie łatwiej będzie dopasować nowy laptop do nowego dysku SSD, aby zapewnić najszybszy możliwy transfer danych, zwłaszcza jeśli te zewnętrzne dyski SSD wykorzystują szybkie wewnętrzne elementy oparte na PCI Express. To, plus możliwość obsługi jednego lub więcej monitorów DisplayPort 2.0 o wysokiej rozdzielczości z tego samego interfejsu, zwiastuje nowy świat szybkiej łączności – przynajmniej dla tych, którzy są gotowi zainwestować w nowe systemy i sprzęt, które mogą go „4”.