USB4 - USB4
 USB4 40Gbps -logoen
| |||
| Type | USB | ||
|---|---|---|---|
| Produksjonshistorie | |||
| Designer | USB -promotergruppe | ||
| Designet | 29. august 2019 | ||
| Erstattet | USB 3.2 | ||
| Seriekobling | Nei | ||
| Lydsignal | DisplayPort | ||
| Videosignal | DisplayPort | ||
| Kontakt | USB-C | ||
| Elektrisk | |||
| Maks. Spenning | 48 V (PD 3.1) | ||
| Maks. strøm | 5 A (PD) | ||
| Data | |||
| Datasignal | Ja | ||
| Bithastighet | 40 Gbit/s (4,8 GB/s) | ||
USB4 er et USB -system spesifisert i USB4 -spesifikasjonen som ble utgitt i versjon 1.0 29. august 2019 av USB Implementers Forum .
I motsetning til tidligere USB-protokollstandarder krever USB4 USB-C- kontakter, og for strømlevering krever det støtte fra USB PD . I motsetning til USB 3.2 tillater det tunneling av DisplayPort og PCI Express . Arkitekturen definerer en metode for å dele en enkelt høyhastighetsforbindelse med flere typer enheter på en dynamisk måte som best overfører data etter type og applikasjon. USB4 -produkter må støtte 20 Gbit/s gjennomstrømning og kan støtte 40 Gbit/s gjennomstrømning, men på grunn av tunneling kan selv nominelle 20 Gbit/s resultere i høyere effektive datahastigheter i USB4, sammenlignet med USB 3.2, når du sender blandede data.
USB4 -spesifikasjonen er basert på Thunderbolt 3 -protokollspesifikasjonen. Støtte for interoperabilitet med Thunderbolt 3-produkter er valgfritt for USB4-verter og USB4-eksterne enheter, og er nødvendig for USB4-hubber på portene som vender nedover og for USB4-baserte dokker på portene nedover og oppover. På den annen side er støtte for USB4 nødvendig i Thunderbolt 4.
Navn
USB4 -spesifikasjonen versjon 1.0, utgitt 29. august 2019, bruker "Universal Serial Bus 4" og spesifikt "USB4", det vil si det korte navnet merkevaren er bevisst uten et mellomrom i forhold til tidligere versjoner.
Flere nyhetsrapporter før utgivelsen av den versjonen bruker terminologien "USB 4.0" og "USB 4". Selv etter publisering av rev. 1.0, skriver noen kilder "USB 4" og hevder "å gjenspeile måten leserne søker på".
Spesifikasjoner
USB4 -spesifikasjon
Historie
USB4 ble først kunngjort offisielt i mars 2019.
Bidragsytere
På tidspunktet for publisering av versjon 1.0 var promotorselskaper som hadde ansatte som deltok i den tekniske arbeidsgruppen for USB4-spesifikasjonene: Apple Inc. , Hewlett-Packard , Intel , Microsoft , Renesas Electronics , STMicroelectronics og Texas Instruments .
Design mål
Målene som er angitt i USB4-spesifikasjonen, øker båndbredden, bidrar til å konvergere USB-C-kontaktens økosystem og "minimerer forvirring fra sluttbrukerne". Noen av de viktigste områdene for å oppnå dette er å bruke en enkelt USB-C-kontakttype, samtidig som den beholder kompatibilitet med eksisterende USB- og Thunderbolt-produkter.
Dataoverføringsmoduser
USB4 i seg selv tilbyr ikke noen generisk dataoverføringsmekanisme eller enhetsklasser som USB 3.x, men fungerer hovedsakelig som en måte å tunnelere andre protokoller som USB 3.2, DisplayPort og eventuelt PCIe. Selv om den gir en opprinnelig vert-til-vert-protokoll, er den som navnet tilsier bare tilgjengelig mellom to tilkoblede verter; den brukes til å implementere Host IP Networking. Derfor, når verten og enheten ikke støtter valgfri PCIe-tunneling, er maksimal båndbredde uten visning begrenset til USB 3.2 20 Gbit/s, mens bare USB 3.2 10 Gbit/s er obligatorisk.
USB4 spesifiserer tunneling av:
- USB 3.2 ("Enhanced Superspeed") tunneling
- DisplayPort 1.4a -basert tunnel
- PCI Express (PCIe) -basert tunnel
USB4 krever også støtte for DisplayPort 2.0 alternativ modus . Det betyr at DP kan sendes via USB4 -tunneling eller med DP alternativ modus.
DisplayPort Alt Mode 2.0: USB 4 støtter DisplayPort 2.0 over sin alternative modus. DisplayPort 2.0 kan støtte 8K -oppløsning ved 60 Hz med HDR10 -farger og kan bruke opptil 80 Gbit/s, som er dobbelt så mye tilgjengelig for USB -data.
Eldre USB (1-2) støttes alltid med de dedikerte ledningene i USB-C-kontakten.
Støtte for dataoverføringsmoduser
Noen overføringsmoduser støttes av alle USB4 -enheter, støtte for andre er valgfri. Kravene til støttede moduser avhenger av typen enhet.
| Modus | Vert | Hub | Perifer enhet |
|---|---|---|---|
| Eldre USB (1-2) (maks. 480 Mbit/s) | Ja | Ja | Ja |
| USB4 20 Gbit/s Transport | Ja | Ja | Valgfri |
| USB4 40 Gbit/s Transport | Valgfri | Ja | Valgfri |
| Tunneled USB 3.2 (10 Gbit/s) | Ja | Ja | Ja |
| Tunneled USB 3.2 (20 Gbit/s) | Valgfri | Valgfri | Valgfri |
| Tunneled Displayport | Ja | Ja | Valgfri |
| Tunnel PCI Express | Valgfri | Ja | Valgfri |
| Vert-til-vert-kommunikasjon | Ja | Ja | Ikke tilgjengelig |
| DisplayPort alternativ modus | Ja | Ja | Valgfri |
| Thunderbolt alternativ modus | Valgfri | Ja | Valgfri |
| Alternative USB-C-moduser | Valgfri | Valgfri | Valgfri |
USB 3.x - 4.x dataoverføringsmoduser
| Modusnavn | Gammelt navn | Koding | Dual-Lane | Banehastighet (Gbit/s) |
Nominell hastighet | Markedsføringsnavn | Logo | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ( Gbit/s ) | ( GB/s ) | |||||||
| USB 3.2 Gen 1 × 1 | USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 |
8b/10b | Nei | 5 | 5 | 0,5 | SuperSpeed USB 5Gbit/s |
|
| USB 3.2 Gen 1 × 2 | 8b/10b | Ja | 5 | 10 | 1.0 | Ikke tilgjengelig | ||
| USB 3.2 Gen 2 × 1 | USB 3.1 Gen 2 | 128b/132b | Nei | 10 | 10 | 1.2 | SuperSpeed USB 10 Gbit/s |
|
| USB 3.2 Gen 2 × 2 | 128b/132b | Ja | 10 | 20 | 2.4 | SuperSpeed USB 20 Gbit/s |
|
|
| USB4 Gen 2 × 1 | 64b/66b | Nei | 10 | 10 | 1.2 | Ikke tilgjengelig | ||
| USB4 Gen 2 × 2 | 64b/66b | Ja | 10 | 20 | 2.4 | USB4 20 Gbit/s |
|
|
| USB4 Gen 3 × 1 | 128b/132b | Nei | 20 | 20 | 2.4 | Ikke tilgjengelig | ||
| USB4 Gen 3 × 2 | 128b/132b | Ja | 20 | 40 | 4.8 | USB4 40 Gbit/s |
|
|
USB4 Gen 2 er forskjellig fra USB 3.2 Gen 2. De betyr bare samme hastighet, dvs. 10 Gbit/s, men de er kodet annerledes på det elektriske laget.
Selv om USB4 er nødvendig for å støtte tofelts moduser, bruker den enfelts operasjoner under initialisering av en tofelts kobling; enkeltfeltsforbindelse kan også brukes som en tilbakestillingsmodus i tilfelle av en feltfelt.
I Thunderbolt -kompatibilitetsmodus kjøres banene litt raskere med 10.3125 Gbit/s (for Gen 2) og 20.625 Gbit/s (for Gen 3), som kreves av Thunderbolt -spesifikasjonene.
Kraftlevering
USB4 krever USB Power Delivery (USB PD). En USB4 -tilkobling må forhandle om en USB PD -kontrakt før den etableres. En USB4 -kilde må minst gi 7,5 W (5 V, 1,5 A) per port. En USB4-vask må kreve mindre enn 250 mA (standard), 1,5 A eller 3 A @ 5 V strøm (avhengig av USB-C- motstandskonfigurasjon) før USB PD-forhandling. Med USB PD er opptil 240 W effekt mulig med 'Utvidet effektområde' (5 A ved 48 V). For 'Standard effektområde' er opptil 100 W mulig (5 A ved 20 V).
Thunderbolt 3 -kompatibilitet
USB4 -spesifikasjonen sier at et designmål er å "beholde kompatibilitet med eksisterende økosystem av USB- og Thunderbolt -produkter." Men kompatibilitet med Thunderbolt 3 er bare valgfri for USB4 -verter og USB4 -eksterne enheter.
Alternative modus partner spesifikasjoner
April 2020 ble DisplayPort Alt Mode versjon 2.0 utgitt, som støtter DisplayPort 2.0 over USB4.
Programvarestøtte
Linux -kjernen 5.6, utgitt 29. mars 2020, støtter USB4.
macOS Big Sur (11.0) , utgitt 12. november 2020, støtter USB4.
Maskinvarestøtte
Under CES 2020 uttalte USB-IF og Intel at de hadde til hensikt å tillate USB4-produkter som støtter all tilleggsfunksjonalitet som Thunderbolt 4- produkter. Det første produktet som er kompatibelt med USB4 er Intels Tiger Lake -prosessor, med flere enheter som dukker opp rundt slutten av 2020.
Brad Saunders, administrerende direktør i USB Promoter Group, forutser at de fleste PCer med USB4 vil støtte Thunderbolt 3, men for telefoner er det mindre sannsynlig at produsentene implementerer Thunderbolt 3 -støtte.
Mars 2020 kunngjorde Cypress Semiconductor nye Type-C power (PD) -kontrollere som støtter USB4, CCG6DF som dobbeltport og CCG6SF som enkeltport.
På et arrangement den 10. november 2020 presenterte Apple tre nye datamaskiner for produktseriene MacBook Air , MacBook Pro og Mac Mini , for å dra nytte av den nye standarden. De er blant verdens første datamaskiner som er utstyrt med to USB4/TB4 -porter og en enkelt kontroller. Modellene Mac Mini (M1, 2020) (2 kontrollere), MacBook Air (M1, 2020) og MacBook Pro (13-tommers, M1, 2020) fremheves også av det faktum at de er de første som kommer med Apples egne CPU -tilbud, Apple M1 SoC .
Referanser
Eksterne linker
- USB4 | USB-IF
- USB4 | USB-IF
- USB4 -spesifikasjoner kan lastes ned fra usb.org :
- USB4 -spesifikasjon | USB-IF 2019-08-29
- USB4 Adopters Agreement | USB-IF 2019-08-29
- Podcast med Jit Lim fra Keysight , 2019-11-21