USB 4: все, что вам нужно знать о новом стандарте

USB повсюду в мире технологий. Все современные устройства имеют порт USB, а большинство новых поставляются с совместимым кабелем для зарядки и передачи данных. USB 4 ничем не отличается в этом отношении, и на самом деле он даже использует тот же кабель USB-C, который требуется для некоторых существующих USB-устройств.

Что такое USB 4?

Поскольку USB 4 основан на стандарте Thunderbolt 3, он в два раза быстрее, чем предыдущая версия USB, и включает пропускную способность видео DisplayPort 2.0.

Устройства и кабели USB 4 ничем не будут отличаться от вашего типичного устройства USB 3, но за кулисами есть несколько улучшений, которые катапультируют его по сравнению с предыдущими версиями, и это особенно важно, если вы заядлый геймер.

Ожидается, что устройства появятся на полках магазинов в 2021 году.

Временная шкала USB

Если вам нужно что-то напомнить, вот краткий обзор даты выпуска и ограничений пропускной способности последних нескольких версий USB:

• USB 4: 2019; 40 Гбит/с
• USB 3.2: 2017; 20 Гбит/с
• USB 3.1: 2013 г.; 10 Гбит/с
• USB 3.0: 2008 г.; 5 Гбит/с

USB 4 - это больше, чем скорость

На самом деле USB 4 имеет два значения скорости: 20 Гбит/с для USB 4 Gen 2x2 и 40 Гбит/с для Gen 3x2. Первое является требованием для всех совместимых хостов, устройств и концентраторов, а второе - только для концентраторов USB 4.

Это быстро, в этом нет никаких сомнений. Но USB 4 предлагает больше, чем просто дополнительную скорость:

Гибкая пропускная способность

Если вы используете более одного устройства одновременно, USB 4 может понять, какая пропускная способность необходима устройствам, и предоставить каждому из них надлежащее количество. Например, если вы используете монитор и передаете данные на внешний жесткий диск, они оба будут работать достаточно хорошо сами по себе, не отвлекая слишком много пропускной способности от другого устройства.

Аналогичная функция, возможная благодаря поддержке DisplayPort 2.0, - это способность USB 4 переключаться в однонаправленный режим. Одновременное подключение четырех полос кабеля через альтернативный режим DisplayPort позволяет ему использовать полные 80 Гбит/с для некоторых действительно впечатляющих характеристик пропускной способности, например, для плавного отображения на мониторе 8K.

Мрщная зарядка

Все устройства USB 4 будут поддерживать USB Power Delivery (USB PD), это означает, что их можно использовать для зарядки других устройств. Ваш ноутбук, например, можно использовать для зарядки телефона через USB 4 так же, как и в старых стандартах. Или ваш монитор, подключенный к стене, можно использовать для питания вашего ноутбука.

Однако подобно тому, как эта новая версия USB работает быстрее, когда дело доходит до передачи данных, она также может обеспечить большую мощность ваших устройств. Через порт USB 4 можно подавать до 100 Вт, поэтому, если ваше устройство поддерживает быструю зарядку, вы можете ожидать еще более быстрого включения.

Подобно тому, как передача данных является гибкой в ​​зависимости от используемых устройств, также зависит мощность. Что-то вроде ноутбука, которому требуется больше энергии, может использовать то, что ему нужно, в то время как устройства с низким энергопотреблением, такие как флэш-накопитель или пара наушников, могут использовать меньше.

USB 4 и Thunderbolt

Может быть трудно понять, чем отличаются эти две технологии. Трудно отслеживать все это, когда вы видите, что USB 4 основан на Thunderbolt 3 и что они в некоторой степени взаимозаменяемы, но затем вам также говорят, что они технически не такие же, поскольку есть также Thunderbolt 4.

Несколько лет назад Thunderbolt использовал соединение Mini DisplayPort, но когда вышла v3, Intel перешла на USB-C. Кроме того, в этом выпуске Intel разрешила использовать Thunderbolt бесплатно без выплаты лицензионных отчислений, поэтому производители оборудования не беспокоятся о его поддержке.

Вслед за Thunderbolt 3 USB-IF анонсировал USB 4 и заявил, что он будет основан на спецификации Thunderbolt 3, а это означает, что он примет некоторые из его функций. Это приводит нас к тому, что сегодня у нас есть все, о чем мы говорили выше: более высокие скорости, обратная совместимость и большая выходная мощность.

Идея состоит в том, чтобы позволить большему количеству устройств работать вместе в единой системе. Надеюсь, что однажды вы сможете покупать устройства, которые лучше работают друг с другом, без необходимости в таком большом количестве адаптеров и кабелей для конкретных устройств.

Однако Thunderbolt 4, самая новая версия, немного отличается. Минимальная поддержка PCIe для хранилища составляет 32 Гбит/с вместо 16 Гбит/с в версии 3, и это позволяет кабелям длиной 2 метра работать с полной пропускной способностью 40 Гбит/с. Вы можете увидеть некоторые другие различия между версиями 3 и 4 и USB 4 на веб-сайте Intel.

Все это сводится к повышенной совместимости для этих типов устройств и улучшенной производительности USB.

А как насчет совместимости с USB 4?

Согласно спецификации USB 4, он совместим с хостами и устройствами USB 3.2 и Thunderbolt 3. Эти устройства уже используют USB-C, поэтому с подключением кабелей проблем нет. Однако поддержка Thunderbolt 3 не требуется поэтому не все порты USB 4 обязательно поддерживают все устройства Thunderbolt.

USB 4 также совместим с USB 2.0, но поскольку USB Type-A физически отличается от USB Type-C, для физического подключения требуется адаптер. И как любое другое устройство с обратной совместимостью, скорость ограничена самой медленной из двух, которая в данном случае будет 480 Мбит/с, установленной USB 2.0.

USB-C описывает только физическое соединение, поэтому не все кабели и порты USB-C поддерживают скорость 40 Гбит/с. Вам понадобится кабель, в котором будет указано, что это так, и вам нужно будет внимательно посмотреть на устройства, которые вы покупаете, чтобы убедиться, что они поддерживают желаемые скорости. Для достижения этих максимальных скоростей (или, по крайней мере, близких к ним) потребуется сертифицированный кабель 40 Гбит/с, тогда как стандартный кабель USB-C подойдет для скоростей USB 3.2 (20 Гбит/с).

Опять же, поскольку порты USB-C и Thunderbolt 3 выглядят одинаково, не сразу станет ясно, будет ли порт, который вы используете, работать с вашим устройством Thunderbolt, поскольку на самом деле это может быть порт USB 3.2.

USB-IF рекомендует (но не требует) маркировку продуктов с четким указанием поддерживаемой ими скорости передачи данных, например USB 4 20 Гбит/с или USB 4 40 Гбит/с. Они также предлагают, чтобы продукты, соответствующие этим уровням производительности, использовали специальный логотип, но эти рекомендации еще не выполнены.

Заключение

Вывод здесь заключается в том, что передача данных и потребление энергии различаются между продуктами Thunderbolt и USB, поэтому точное знание портов вашего устройства и типа кабеля будет иметь большое значение для определения того, могут ли ваши устройства подключаться друг к другу и выполнять так, как вы хотите.