راهنمای جامع USB4 از سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه، پهنای باند پویا تا اتصال تک کابلی با عملکرد کامل
از زمان ظهور USB4، ما مقالات و لینکهای متعددی را برای به اشتراک گذاشتن اطلاعات مرتبط منتشر کردهایم. با این حال، محبوبیت آن به قدری زیاد بوده است که مردم در همه جا در مورد بازار USB4 سوال میپرسند. از دوران اولیه USB 1.0 و رابط انتقال داده 1.5 مگابیت در ثانیه، USB نسلهای مختلفی را پشت سر گذاشته است. مشخصات متعددی مانند USB 1.0، USB 2.0 و USB 3.0 وجود داشته است و شکلها و طرحهای رابط شامل USB Type-A، USB Type-B و در حال حاضر رایجترین USB Type-C و غیره بوده است. USB4 نه تنها سرعت انتقال سریعتری دارد، بلکه سازگاری بهتری نیز دارد (از سازگاری معکوس، یعنی سازگاری با نسخههای پایینتر، پشتیبانی میکند). میتواند تقریباً همه دستگاهها را با کارایی بیشتری متصل کرده و آنها را شارژ کند. اگر تلفن، رایانه، مانیتور، چاپگر و غیره شما همگی از USB4 پشتیبانی میکنند، از نظر تئوری، فقط به یک کابل داده که از USB4 پشتیبانی میکند برای اتصال دستگاهها نیاز دارید و دفتر کار خانگی را بسیار راحتتر میکند. دیگر نیازی به خرید کابلهای تبدیل رابط مختلف ندارید. بنابراین، USB4 میتواند حالت کار ما را متنوعتر و راحتتر کند. علاوه بر این، یکی دیگر از ویژگیهای قابل توجه USB4 این است که انتظار میرود در دستگاههای لبهای که از محاسبات هوش مصنوعی پشتیبانی میکنند، به کار گرفته شود.
01 USB4 در مقابل USB3.2
USB 3.2 استاندارد جدیدی است که توسط سازمان USB-IF منتشر شده است. در واقع در اوایل سپتامبر 2017 معرفی شد. از دیدگاه فنی، USB 3.2 یک بهبود و مکمل USB 3.1 است. تغییر اصلی این است که سرعت انتقال داده به 20 گیگابیت بر ثانیه افزایش یافته است و رابط همچنان از ... پیروی میکند.نوع Cطرحی که در دوران USB 3.1 ایجاد شد و دیگر از رابطهای Type-A و Type-B پشتیبانی نمیکند. هم USB4 و هم USB3.2 از رابطهای Type-C استفاده میکنند، اما USB4 بسیار پیچیدهتر است. USB4 از انتقال و دریافت همزمان دادههای میزبان به میزبان، PCI Express® (PCIe®)، DisplayPort صوتی/تصویری و USB از طریق رابط Type-C یکسان در همان لینک پشتیبانی میکند. دو میزبان USB4 میتوانند بستههای داده IP را از طریق تونل میزبان به میزبان تبادل کنند. انتقال DisplayPort و تونل USB به این معنی است که صدا، تصویر، داده و برق را میتوان از طریق همان رابط منتقل کرد که بسیار سریعتر از استفاده از USB3.2 است. علاوه بر این، انتقال تونل PCIe میتواند پهنای باند بالا، تأخیر کم و توان عملیاتی بالا را برای ذخیرهسازی با ظرفیت بالا، هوش مصنوعی لبه و سایر موارد استفاده فراهم کند.
USB4 دو کانال انتقال و دریافت را در یک رابط USB-C واحد ادغام میکند و سرعتی تا 20 گیگابیت بر ثانیه دارد.۴۰ گیگابیت بر ثانیهو هر کانال میتواند نرخ دادهای تقریباً 10 گیگابیت بر ثانیه یا 20 گیگابیت بر ثانیه داشته باشد. برای توسعهدهندگان تراشه، این دادهها بسیار مهم هستند. آنها باید بدانند که در حالت Thunderbolt3، نرخ داده در هر کانال ارسال و دریافت 10.3125 گیگابیت بر ثانیه یا 20.625 گیگابیت بر ثانیه است. در حالت USB سنتی، فقط یک کانال ارسال/دریافت با نرخ ... اجرا میشود.۵ گیگابیت بر ثانیه (USB3.0) or ۱۰ گیگابیت بر ثانیه (USB3.1)در حالی که دو کانال USB3.2 با سرعت 10 گیگابیت بر ثانیه اجرا میشوند.
از نظر دوام، اجزای تحملکننده نیرو در رابط Type-C عمدتاً پوشش فلزی خارجی هستند که قویتر بوده و کمتر در معرض آسیب قرار دارند. کانال داده مرکزی توسط یک پوشش قوسی شکل محافظت میشود که آسیب دیدن آن را دشوار میکند. الزامات طراحی نشان میدهد کهیواسبی نوع Cمیتواند بیش از ۱۰،۰۰۰ بار اتصال و جدا شدن را بدون آسیب تحمل کند. اگر بر اساس ۳ بار اتصال و جدا شدن در روز محاسبه شود، رابط USB Type-C حداقل ۱۰ سال قابل استفاده است.
02 استقرار سریع USB4
پس از انتشار رسمی پروتکل USB 3.2، سازمان USB به سرعت مشخصات USB 4 را در مدت زمان کوتاهی اعلام کرد. برخلاف استانداردهای قبلی مانندیواسبی ۳.۲که بر اساس پروتکل خود USB بودند، USB 4 دیگر مشخصات USB را در سطح بنیادی خود نمیپذیرد، بلکه در عوض پروتکل Thunderbolt 3 را که اینتل به طور کامل فاش کرده است، اتخاذ میکند. این بزرگترین تغییر در توسعه USB در چند دهه گذشته است. هنگام استفاده از کانکتور Type-C برای اتصال، عملکردهای USB4 جایگزین عملکردهای USB 3.2 میشوند و USB 2.0 میتواند به طور همزمان اجرا شود. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed همچنان زیرساخت اساسی برای انتقال "دادههای USB" در خط فیزیکی USB 4 است. بزرگترین تفاوت بین USB4 و USB 3.2 در این است که USB4 اتصال گرا است. USB4 با تونلهایی طراحی شده است تا دادهها را به طور مشترک از چندین پروتکل روی یک رابط فیزیکی واحد منتقل کند. بنابراین، سرعت و ظرفیت USB4 را میتوان به صورت پویا به اشتراک گذاشت. USB4 میتواند از سایر پروتکلهای نمایش یا ارتباط میزبان به میزبان در حین انتقال داده پشتیبانی کند. علاوه بر این، USB4 سرعت ارتباط را از 20 گیگابیت بر ثانیه (Gen2x2) USB 3.2 به۴۰ گیگابیت بر ثانیه (نسل ۳x۲)روی همان معماری دوخطه و دوسیمپلکس.
USB4 نه تنها به USB پرسرعت (مبتنی بر USB3) دست مییابد، بلکه تونلهای نمایش را بر اساس DisplayPort و تونلهای بارگذاری/ذخیرهسازی را بر اساس PCIe نیز تعریف میکند.
جنبه نمایش: پروتکل تونل نمایش USB4 مبتنی بر DisplayPort 1.4a است. خود DP 1.4a نیز از آن پشتیبانی میکند.8k در 60 هرتز or 4k با فرکانس 120 هرتزمیزبان USB4 باید از DisplayPort در تمام پورتهای پاییندستی پشتیبانی کند. اگر از پورت USB 4 برای انتقال همزمان ویدیو و داده استفاده میکنید، پورت پهنای باند را بر این اساس اختصاص میدهد. بنابراین، اگر ویدیو فقط به 20٪ از پهنای باند برای هدایت مانیتور 1080p شما (که یک هاب نیز هست) نیاز داشته باشد، 80٪ باقیمانده ویدیو را میتوان برای انتقال فایلها از یک SSD خارجی استفاده کرد.
از نظر تونلهای PCIe: پشتیبانی از PCIe توسط میزبانهای USB4 اختیاری است. هابهای USB4 باید از تونلهای PCIe پشتیبانی کنند و یک سوئیچ PCIe داخلی نیز باید وجود داشته باشد.
بخش مهمی از مشخصات USB 4، قابلیت تنظیم پویای میزان منابع موجود هنگام ارسال ویدیو و داده از طریق یک اتصال واحد است. بنابراین، فرض کنید حداکثر ...یو اس بی ۴ با سرعت ۴۰ گیگابیت بر ثانیهو در حال کپی کردن فایلهای بزرگ از یک SSD خارجی و نمایش خروجی به یک نمایشگر 4K هستند. فرض کنید منبع ویدیو تقریباً به 12.5 گیگابیت بر ثانیه نیاز دارد. در این حالت، USB 4، 27.5 مگابیت بر ثانیه باقی مانده را به درایو پشتیبان اختصاص میدهد.
USB-C «حالت جایگزین» را معرفی میکند که قابلیت انتقال ویدیوی DisplayPort/HDMI از پورت Type-C را دارد. با این حال، مشخصات فعلی 3.x روش خوبی برای تقسیم منابع ارائه نمیدهد. به گفته ساندرز، حالت جایگزین DisplayPort میتواند پهنای باند را بین دادههای USB و دادههای ویدیویی به طور دقیق به صورت 50/50 تقسیم کند، در حالی که حالت جایگزین HDMI اجازه استفاده همزمان از دادههای USB را نمیدهد.
USB4 استانداردی با سرعت ۴۰ گیگابیت بر ثانیه را تعریف میکند که امکان اشتراکگذاری پویای پهنای باند را فراهم میکند، به طوری که یک کابل داده میتواند چندین عملکرد را انجام دهد. با USB4، میتوان همزمان PCIe را منتقل کرد و دادهها را از طریق یک خط، همراه با عملکردهای USB سنتی، نمایش داد و حتی برق (از طریق USB PD) را به روشی بسیار راحت تأمین کرد. در آینده، اکثر دستگاههای جانبی، چه شبکههای پرسرعت، کارتهای گرافیک خارجی، نمایشگرهای با کیفیت بالا، دستگاههای ذخیرهسازی پرسرعت با ظرفیت بالا یا حتی یک دستگاه با دستگاه دیگر، میتوانند از طریق رابط Type-C به هم متصل شوند. علاوه بر این، اگر این دستگاهها از هاب USB4 استفاده کنند، میتوانید دستگاههای بیشتری را به صورت سری یا شاخهای از این دستگاهها نیز متصل کنید که بسیار راحت است.
زمان ارسال: 20 اکتبر 2025
