USB4 - USB4
 O logotipo USB4 40Gbps
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| Modelo | USB | ||
|---|---|---|---|
| História de produção | |||
| Designer | Grupo Promotor USB | ||
| Projetado | 29 de agosto de 2019 | ||
| Suplantada | USB 3.2 | ||
| Guirlanda de margaridas | Não | ||
| Sinal de áudio | DisplayPort | ||
| Sinal de vídeo | DisplayPort | ||
| Conector | USB-C | ||
| Elétrico | |||
| Máx. Voltagem | 48 V (PD 3.1) | ||
| Máx. atual | 5 A (PD) | ||
| Dados | |||
| Sinal de dados | sim | ||
| Taxa de bits | 40 Gbit / s (4,8 GB / s) | ||
USB4 é um sistema USB especificado na especificação USB4 que foi lançado na versão 1.0 em 29 de agosto de 2019 pelo USB Implementers Forum .
Em contraste com os padrões de protocolo USB anteriores, o USB4 requer conectores USB-C e, para fornecimento de energia, requer suporte de USB PD . Em contraste com USB 3.2 , ele permite tunelamento de DisplayPort e PCI Express . A arquitetura define um método para compartilhar um único link de alta velocidade com vários tipos de dispositivos finais dinamicamente que melhor atenda à transferência de dados por tipo e aplicativo. Os produtos USB4 devem suportar taxa de transferência de 20 Gbit / s e podem suportar taxa de transferência de 40 Gbit / s, mas devido ao tunelamento, mesmo 20 Gbit / s nominais podem resultar em taxas de dados efetivas mais altas em USB4, em comparação com USB 3.2, ao enviar dados mistos.
A especificação USB4 é baseada na especificação do protocolo Thunderbolt 3 . O suporte de interoperabilidade com produtos Thunderbolt 3 é opcional para hosts USB4 e dispositivos periféricos USB4 e é necessário para hubs USB4 em suas portas voltadas para baixo e para encaixes baseados em USB4 em suas portas voltadas para baixo e para cima. Por outro lado, o suporte para USB4 é necessário no Thunderbolt 4.
Nome
A especificação USB4 versão 1.0, lançada em 29 de agosto de 2019, usa "Universal Serial Bus 4" e, especificamente, "USB4", ou seja, a marca abreviada é deliberadamente sem um espaço de separação em relação às versões anteriores.
Diversas reportagens antes do lançamento dessa versão usam a terminologia "USB 4.0" e "USB 4". Mesmo após a publicação da rev. 1.0, algumas fontes escrevem "USB 4", alegando "refletir a maneira como os leitores pesquisam".
Especificações
Especificação USB4
História
O USB4 foi anunciado oficialmente pela primeira vez em março de 2019.
Contribuidores
No momento da publicação da versão 1.0, as empresas promotoras com funcionários que participaram do grupo de trabalho técnico da Especificação USB4 eram: Apple Inc. , Hewlett-Packard , Intel , Microsoft , Renesas Electronics , STMicroelectronics e Texas Instruments .
Metas de design
As metas estabelecidas na especificação USB4 são aumentar a largura de banda, ajudando a convergir o ecossistema do conector USB-C e "minimizar a confusão do usuário final". Algumas das principais áreas para conseguir isso são usando um único tipo de conector USB-C, mantendo a compatibilidade com os produtos USB e Thunderbolt existentes.
Modos de transferência de dados
O USB4 por si só não fornece nenhum mecanismo genérico de transferência de dados ou classes de dispositivo como USB 3.x, mas serve principalmente como uma forma de encapsular outros protocolos como USB 3.2, DisplayPort e, opcionalmente, PCIe. Embora forneça um protocolo Host-to-Host nativo, como o nome indica, ele está disponível apenas entre dois hosts conectados; ele é usado para implementar a rede de IP do host. Portanto, quando o host e o dispositivo não oferecem suporte a encapsulamento PCIe opcional, a largura de banda máxima de não exibição é limitada a USB 3,2 20 Gbit / s, enquanto apenas USB 3,2 10 Gbit / s é obrigatório.
USB4 especifica tunelamento de:
- Tunelamento USB 3.2 ("Enhanced Superspeed")
- Túnel baseado em DisplayPort 1.4a
- Túnel baseado em PCI Express (PCIe)
USB4 também requer suporte do Modo Alternativo DisplayPort 2.0 . Isso significa que o DP pode ser enviado via tunelamento USB4 ou pelo modo alternativo DP.
DisplayPort Alt Mode 2.0: USB 4 suporta DisplayPort 2.0 em seu modo alternativo. DisplayPort 2.0 pode suportar resolução de 8K a 60 Hz com cores HDR10 e pode usar até 80 Gbit / s, que é o dobro da quantidade disponível para dados USB.
Legacy USB (1-2) sempre é suportado usando os fios dedicados no conector USB-C.
Suporte para modos de transferência de dados
Alguns modos de transferência são suportados por todos os dispositivos USB4, o suporte para outros é opcional. Os requisitos para os modos suportados dependem do tipo de dispositivo.
| Modo | Hospedeiro | Eixo | Aparelho periférico |
|---|---|---|---|
| USB antigo (1–2) (máx. 480 Mbit / s) | sim | sim | sim |
| Transporte USB4 20 Gbit / s | sim | sim | Opcional |
| Transporte USB4 40 Gbit / s | Opcional | sim | Opcional |
| USB 3.2 em túnel (10 Gbit / s) | sim | sim | sim |
| USB 3.2 em túnel (20 Gbit / s) | Opcional | Opcional | Opcional |
| Displayport em túnel | sim | sim | Opcional |
| PCI Express em túnel | Opcional | sim | Opcional |
| Comunicações host-a-host | sim | sim | N / D |
| Modo Alternativo DisplayPort | sim | sim | Opcional |
| Modo alternativo de raio | Opcional | sim | Opcional |
| Modos alternativos USB-C | Opcional | Opcional | Opcional |
Modos de transferência de dados USB 3.x - 4.x
| Nome do Modo | Antigo nome | Codificação | Dual-Lane | Velocidade da pista (Gbit / s) |
Velocidade Nominal | Nome de Marketing | Logotipo | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ( Gbit / s ) | ( GB / s ) | |||||||
| USB 3.2 Gen 1 × 1 | USB 3.0, USB 3.1 de geração 1 |
8b / 10b | Não | 5 | 5 | 0,5 | SuperSpeed USB 5 Gbit / s |
|
| USB 3.2 Gen 1 × 2 | 8b / 10b | sim | 5 | 10 | 1.0 | N / D | ||
| USB 3.2 Gen 2 × 1 | USB 3.1 Gen 2 | 128b / 132b | Não | 10 | 10 | 1,2 | SuperSpeed USB 10 Gbit / s |
|
| USB 3.2 Gen 2 × 2 | 128b / 132b | sim | 10 | 20 | 2,4 | SuperSpeed USB 20 Gbit / s |
|
|
| USB4 Gen 2 × 1 | 64b / 66b | Não | 10 | 10 | 1,2 | N / D | ||
| USB4 Gen 2 × 2 | 64b / 66b | sim | 10 | 20 | 2,4 | USB4 20 Gbit / s |
|
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| USB4 Gen 3 × 1 | 128b / 132b | Não | 20 | 20 | 2,4 | N / D | ||
| USB4 Gen 3 × 2 | 128b / 132b | sim | 20 | 40 | 4,8 | USB4 40 Gbit / s |
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O USB4 Gen 2 é diferente do USB 3.2 Gen 2. Eles significam apenas a mesma velocidade, ou seja, 10 Gbit / s, mas são codificados de forma diferente na camada elétrica.
Embora o USB4 seja necessário para suportar modos de pista dupla, ele usa operações de pista única durante a inicialização de um link de pista dupla; o link de faixa única também pode ser usado como um modo alternativo no caso de um erro de ligação de faixa.
No modo de compatibilidade Thunderbolt, as pistas são conduzidas um pouco mais rápido em 10.3125 Gbit / s (para Gen 2) e 20.625 Gbit / s (para Gen 3), conforme exigido pelas especificações Thunderbolt.
Entrega de energia
USB4 requer USB Power Delivery (USB PD). Uma conexão USB4 precisa negociar um contrato de PD USB antes de ser estabelecida. Uma fonte USB4 deve fornecer pelo menos 7,5 W (5 V, 1,5 A) por porta. Um dissipador USB4 deve exigir menos de 250 mA (padrão), 1,5 A ou 3 A @ 5 V de energia (dependendo da configuração do resistor USB-C ) antes da negociação de USB PD. Com USB PD, é possível até 240 W de potência com 'Faixa de potência estendida' (5 A a 48 V). Para 'faixa de potência padrão', é possível até 100 W (5 A a 20 V).
Compatibilidade Thunderbolt 3
A especificação USB4 afirma que o objetivo do projeto é "Manter a compatibilidade com o ecossistema existente de produtos USB e Thunderbolt". Mas a compatibilidade com Thunderbolt 3 só é opcional para hosts USB4 e dispositivos periféricos USB4.
Especificações de parceiro de modo alternativo
Em 29 de abril de 2020, o DisplayPort Alt Mode versão 2.0 foi lançado, com suporte para DisplayPort 2.0 via USB4.
Suporte de software
O kernel Linux 5.6, lançado em 29 de março de 2020, oferece suporte a USB4.
macOS Big Sur (11.0) , lançado em 12 de novembro de 2020, é compatível com USB4.
Suporte de hardware
Durante o CES 2020 , USB-IF e Intel declararam sua intenção de permitir produtos USB4 que suportam todas as funcionalidades opcionais como produtos Thunderbolt 4 . O primeiro produto compatível com USB4 é o processador Tiger Lake da Intel, com mais dispositivos surgindo por volta do final de 2020.
Brad Saunders, CEO do USB Promoter Group, antecipa que a maioria dos PCs com USB4 suportará Thunderbolt 3, mas para telefones os fabricantes são menos propensos a implementar o suporte Thunderbolt 3.
Em 3 de março de 2020, a Cypress Semiconductor anunciou novos controladores de energia Tipo C (PD) com suporte para USB4, CCG6DF como porta dupla e CCG6SF como porta única.
Em um evento de 10 de novembro de 2020, a Apple revelou três novos computadores para suas linhas de produtos MacBook Air , MacBook Pro e Mac Mini , para aproveitar o novo padrão. Eles estão entre os primeiros computadores do mundo equipados com portas USB4 / TB4 duplas e controlador único. Os modelos Mac Mini (M1, 2020) (2 controladores), MacBook Air (M1, 2020) e MacBook Pro (13 polegadas, M1, 2020) também se destacam pelo fato de serem os primeiros a virem com controladores próprios da Apple Ofertas de CPU, o Apple M1 SoC .
Referências
links externos
- USB4 | USB-IF
- USB4 | USB-IF
- As especificações USB4 podem ser baixadas de usb.org :
- Especificação USB4 | USB-IF 29-08-2019
- Acordo de Adotadores USB4 | USB-IF 29-08-2019
- Podcast com Jit Lim da Keysight , 21/11/2019