USB 4 Кіріспе
USB4 — USB4 сипаттамасында көрсетілген USB жүйесі. USB Developers форумы 2019 жылдың 29 тамызында өзінің 1.0 нұсқасын шығарды. USB4 толық атауы – Universal Serial Bus Generation 4. Ол Intel және Apple бірлесіп әзірлеген «Thunderbolt 3» деректерді беру технологиясына негізделген. USB4 деректерін тасымалдау жылдамдығы 40 Гбит/с дейін жетуі мүмкін, бұл соңғы шығарылған USBG3×en2 жылдамдығынан екі есе жоғары).
Алдыңғы USB протоколының стандарттарынан айырмашылығы, USB4 USB-C қосқышын қажет етеді және қуат көзі үшін USB PD қолдауын қажет етеді. USB 3.2-мен салыстырғанда ол DisplayPort және PCI Express туннельдерін жасауға мүмкіндік береді. Бұл архитектура деректерді беруді түрі мен қолданбасы бойынша жақсы өңдей алатын бірнеше терминалдық құрылғы түрлерімен бір жоғары жылдамдықты сілтемені динамикалық түрде ортақ пайдалану әдісін анықтайды. USB4 өнімдері 20 Гбит/с өткізу қабілетін қолдауы керек және 40 Гбит/с өткізу қабілетін қолдай алады. Дегенмен, туннельдік тасымалдауға байланысты аралас деректерді беру кезінде, тіпті деректер 20 Гбит/с жылдамдықпен жіберілсе де, нақты деректерді беру жылдамдығы USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) жылдамдығынан жоғары болуы мүмкін.
USB4 екі нұсқаға бөлінеді: 20Gbps және 40Gbps. Нарықта қол жетімді USB4 интерфейсі бар құрылғылар Thunderbolt 3 40 Гбит/с жылдамдығын немесе 20 Гбит/с қысқартылған нұсқасын ұсына алады. Ең жоғары тасымалдау жылдамдығы, яғни 40 Гбит/с құрылғыны сатып алғыңыз келсе, сатып алмас бұрын техникалық сипаттамаларын тексергеніңіз жөн. Жоғары жылдамдықты беруді қажет ететін сценарийлер үшін сәйкес USB 3.1 C TO C таңдау өте маңызды, себебі ол 40 Гбит/с жылдамдыққа жету үшін негізгі тасымалдаушы болып табылады.
Көптеген адамдар USB4 және Thunderbolt 4 арасындағы қарым-қатынас туралы шатастырады. Шындығында, Thunderbolt 4 және USB4 екеуі де Thunderbolt 3 протоколының негізінде жасалған. Олар бір-бірін толықтырады және үйлесімді. Интерфейстердің барлығы Type-C болып табылады және екеуі үшін де максималды жылдамдық 40 Гбит/с.
Ең алдымен, біз айтып отырған USB4 кабелі USB беру стандарты болып табылады, ол USB арқылы жіберудің өнімділігі мен тиімділігіне қатысты протокол спецификациясы болып табылады. USB4 бұл спецификацияның «төртінші буыны» деп түсінуге болады.
USB жіберу протоколын 1994 жылы Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC және Nortel сияқты көптеген компаниялар бірлесіп ұсынып, әзірледі. Ол 1994 жылы 11 қарашада USB V0.7 нұсқасы ретінде шығарылды. Кейінірек бұл компаниялар 1995 жылы USB, USB-Implementers Forum деп аталатын және қолдау көрсететін коммерциялық емес ұйым құрды. USB стандарттау ұйымы.
1996 жылы USB-IF ресми түрде USB1.0 спецификациясын ұсынды. Дегенмен, USB1.0 беру жылдамдығы небәрі 1,5 Мбит/с болды, максималды шығыс тогы 5 В/500 мА болды және сол кезде USB-ды қолдайтын перифериялық құрылғылар өте аз болды, сондықтан аналық плата өндірушілері аналық платада USB интерфейстерін сирек жобалады.
▲USB 1.0
1998 жылы қыркүйекте USB-IF USB 1.1 спецификациясын шығарды. Бұл жолы жіберу жылдамдығы 12 Мбит/с дейін ұлғайтылды және USB 1.0-дегі кейбір техникалық мәліметтер түзетілді. Максималды шығыс тогы 5В/500мА болып қалды.
2000 жылдың сәуірінде USB 2.0 стандарты енгізілді, оның беру жылдамдығы 480 Мбит/с, яғни 60 Мбит/с. Бұл USB 1.1 нұсқасынан 40 есе көп. Максималды шығыс тогы 5 В/500 мА және ол 4 істікшелі дизайнды қабылдайды. USB 2.0 әлі күнге дейін қолданылуда және ең ұзақ қызмет ететін USB стандарты деп айтуға болады.
USB 2.0 нұсқасынан бастап USB-IF атауын өзгертуде өзінің «бірегей талантын» көрсетті.
2003 жылдың маусымында USB-IF USB 1.0 нұсқасын USB 2.0 төмен жылдамдықты нұсқасына, USB 1.1 нұсқасын USB 2.0 толық жылдамдықты нұсқасына және USB 2.0 нұсқасын USB 2.0 жоғары жылдамдықты нұсқасына өзгерте отырып, USB сипаттамалары мен стандарттарын өзгертті.
Дегенмен, бұл өзгеріс сол кездегі қазіргі жағдайға аз әсер етті, өйткені USB 1.0 және 1.1 негізінен тарихи кезеңнен шықты.
2008 жылдың қарашасында Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC және ST-NXP сияқты сала алыптарынан тұратын USB 3.0 Promoter Group USB 3.0 стандартын аяқтап, оны көпшілікке жариялады. Ресми атауы «SuperSpeed» болды. USB Promoter Group негізінен USB серияларының стандарттарын әзірлеуге және тұжырымдауға жауап береді және стандарттар соңында басқару үшін USB-IF-ке беріледі.
USB 3.0 максималды жіберу жылдамдығы 5,0 Гбит/с жетеді, бұл 640 МБ/с. Максималды шығыс тогы 5В/900мА. Ол 2.0 нұсқасымен толық үйлесімді және толық дуплексті деректерді жіберуді қолдайды (яғни, ол деректерді бір уақытта қабылдап, жібере алады, ал USB 2.0 жартылай дуплексті), сондай-ақ қуатты басқару мүмкіндіктері мен басқа да мүмкіндіктерге ие.
USB 3.0 9 істікшелі дизайнды қабылдайды. Алғашқы 4 түйреуіш USB 2.0 түйреуіштерімен бірдей, ал қалған 5 түйреуіш USB 3.0 үшін арнайы жасалған. Сондықтан оның USB 2.0 немесе USB 3.0 екенін түйреуіштер арқылы анықтауға болады.
2013 жылдың шілдесінде USB 3.1 шығарылды, беру жылдамдығы 10 Гбит/с (1280 МБ/с), SuperSpeed+ деп мәлімдейді және қуат көзінің максималды рұқсат етілген кернеуі 100 Вт болатын 20В/5А дейін көтерілді.
USB 3.0-мен салыстырғанда USB 3.1 жаңартуы да өте айқын болды. Алайда, көп ұзамай USB-IF USB 3.0 атауын USB 3.1 Gen1, ал USB 3.1 атауын USB 3.1 Gen2 деп өзгертті.
Бұл атауды өзгерту тұтынушыларға қиындық тудырды, себебі көптеген жосықсыз сатушылар өнімдерді Gen1 немесе Gen2 екенін көрсетпестен қаптамада USB 3.1 қолдайтын деп белгіледі. Шындығында, екеуінің беріліс өнімділігі айтарлықтай ерекшеленеді және тұтынушылар кездейсоқ тұзаққа түсуі мүмкін. Сондықтан бұл атауды өзгерту тұтынушылардың көпшілігі үшін жағымсыз қадам болды.
2017 жылдың қыркүйегінде USB 3.2 шығарылды. USB Type-C астында ол деректерді беру үшін 20 Гб/с (2500 МБ/с) жылдамдықпен қос 10 Гбит/с арналарды қолдайды және максималды шығыс тогы әлі де 20 В/5А. Басқа аспектілерде аздаған жақсартулар бар.
▲USB атауын өзгерту процесі
Алайда, 2019 жылы USB-IF басқа атауды өзгертті. Олар USB 3.1 Gen1 атауын (ол бастапқы USB 3.0 болды) USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (ол бастапқы USB 3.1 болды) USB 3.2 Gen2 және USB 3.2 атауын USB 3.2 Gen1 2×2 деп өзгертті.
Қазір және болашақ: USB4 секірісі
Енді біз USB4-ке жеттік, осы жаңа протокол стандартының жаңартулары мен жақсартуларын қарастырайық. Ең алдымен, бұл «3″-тен «4″-ге дейінгі буынаралық жаңарту болғандықтан, жақсарту маңызды болуы керек.
Біз жинаған барлық ақпаратқа сүйене отырып, USB4 жаңа мүмкіндіктері төмендегідей қорытындыланады:
1. Максималды жіберу жылдамдығы 40 Гбит/с:
Қосарналы беру арқылы USB4-тің теориялық максималды жіберу жылдамдығы 40 Гбит/с жетуі керек, бұл Thunderbolt 3 (төменде «Thunderbolt 3» деп аталады) сияқты.
Шындығында, USB4 берудің үш жылдамдығы болады: 10 Гбит/с, 20 Гбит/с және 40 Гбит/с. Сондықтан, ең жоғары тасымалдау жылдамдығы, яғни 40 Гбит/с құрылғыны сатып алғыңыз келсе, сатып алмас бұрын техникалық сипаттамаларын тексергеніңіз жөн.
2. Thunderbolt 3 интерфейстерімен үйлесімді:
Кейбір (барлығы емес) USB4 құрылғылары Thunderbolt 3 интерфейстерімен де үйлесімді болуы мүмкін. Яғни, құрылғыңызда USB4 интерфейсі болса, Thunderbolt 3 құрылғысын сырттан қосуға болады. Дегенмен, бұл міндетті емес. Оның үйлесімді немесе жоқтығы құрылғы өндірушісінің көзқарасына байланысты.
3. Динамикалық өткізу қабілеттілігі ресурстарын бөлу мүмкіндігі:
Егер сіз USB4 портын дисплейді қосу және деректерді тасымалдау үшін пайдаланған кезде де пайдалансаңыз, порт жағдайға сәйкес сәйкес өткізу қабілеттілігін бөледі. Мысалы, 1080p дисплейді басқару үшін бейне өткізу қабілеттілігінің тек 20%-ын қажет етсе, қалған 80% өткізу қабілеттілігін басқа тапсырмалар үшін пайдалануға болады. Бұл USB 3.2 және алдыңғы дәуірлерде мүмкін емес еді. Бұған дейін USB-ның жұмыс режимі кезектесіп тұратын.
4. USB4 құрылғыларының барлығы USB PD қолдайтын болады
USB PD — қазіргі негізгі жылдам зарядтау протоколдарының бірі болып табылатын USB Power Delivery (USB қуат беруі). Оны USB-IF ұйымы да тұжырымдаған. Бұл спецификация жоғары кернеулер мен токтарға қол жеткізе алады, максималды қуат беру 100 Вт дейін жетеді және қуат беру бағытын еркін өзгертуге болады.
USB-IF ережелеріне сәйкес ағымдағы USB PD зарядтау интерфейсінің стандартты түрі USB Type-C болуы керек. USB Type-C интерфейсінде PD байланыс конфигурациялау арналары үшін пайдаланылатын CC1 және CC2 екі түйреуіш бар.
5. Тек USB Type-C интерфейсін пайдалануға болады
Жоғарыда аталған мүмкіндік арқылы біз USB4 тек USB Type-C қосқыштары арқылы жұмыс істей алатынын білуіміз табиғи нәрсе. Шындығында, USB PD ғана емес, сонымен қатар USB-IF басқа соңғы стандарттарында ол тек Type-C үшін жарамды.
6. Өткен хаттамалармен кері үйлесімді болуы мүмкін
USB4 USB 3 және USB 2 құрылғыларымен және порттарымен бірге пайдалануға болады. Яғни, ол бұрынғы протокол стандарттарымен кері үйлесімді болуы мүмкін. Дегенмен, USB 1.0 және 1.1 құрылғыларына қолдау көрсетілмейді. Қазіргі уақытта бұл протоколды пайдаланатын интерфейстер нарықтан дерлік жоғалып кетті.
Әрине, USB4 құрылғысын USB 3.2 портына қосқанда ол 40 Гбит/с жылдамдықпен тарата алмайды. Ескі USB 2 интерфейсі USB4 интерфейсіне қосылғандықтан ғана жылдамырақ болмайды.
Хабарлама уақыты: 21 шілде 2025 ж
