De ultieme gids voor USB4: van 40 Gbps-snelheid en dynamische bandbreedte tot een volledig functionele aansluiting met één kabel.
Sinds de introductie van USB4 hebben we talloze artikelen en links gepubliceerd om relevante informatie te delen. De populariteit is echter zo groot dat mensen overal vragen stellen over de USB4-markt. Beginnend met het vroege USB 1.0-tijdperk en de 1,5 Mbps-datatransmissie-interface, heeft USB meerdere generaties doorlopen. Er zijn verschillende specificaties geweest, zoals USB 1.0, USB 2.0 en USB 3.0, en de interfacevormen en -ontwerpen omvatten USB Type-A, USB Type-B en de momenteel meest gangbare USB Type-C, enzovoort. USB4 heeft niet alleen een hogere transmissiesnelheid, maar ook een betere compatibiliteit (ondersteuning voor achterwaartse compatibiliteit, oftewel compatibiliteit met oudere versies). Het kan vrijwel alle apparaten efficiënter verbinden en opladen. Als uw telefoon, computer, monitor, printer, enzovoort allemaal USB4 ondersteunen, hebt u theoretisch alleen een datakabel nodig die USB4 ondersteunt om de apparaten aan te sluiten, waardoor thuiswerken veel gemakkelijker wordt. U hoeft geen verschillende interface-conversiekabels meer aan te schaffen. Daarom kan USB4 onze manier van werken veelzijdiger en gemakkelijker maken. Een ander opmerkelijk kenmerk van USB4 is dat het naar verwachting zal worden toegepast in edge-apparaten die kunstmatige intelligentie ondersteunen.
01 USB4 versus USB3.2
USB 3.2 is een nieuwe standaard die is uitgebracht door de USB-IF-organisatie. De standaard werd al in september 2017 geïntroduceerd. Technisch gezien is USB 3.2 een verbetering en aanvulling op USB 3.1. De belangrijkste verandering is dat de gegevensoverdrachtssnelheid is verhoogd naar 20 Gbps, terwijl de interface nog steeds de USB-standaard volgt.Type-CHet schema dat is ontwikkeld in het USB 3.1-tijdperk ondersteunt geen Type-A- en Type-B-interfaces meer. Zowel USB4 als USB3.2 gebruiken Type-C-interfaces, maar USB4 is veel complexer. USB4 ondersteunt gelijktijdige verzending en ontvangst van host-to-host, PCI Express® (PCIe®), DisplayPort-audio/video en USB-data via dezelfde Type-C-interface op dezelfde link. Twee USB4-hosts kunnen IP-datapakketten uitwisselen via de host-to-host-tunnel; DisplayPort- en USB-tunneltransmissie betekent dat audio, video, data en stroom via dezelfde interface kunnen worden verzonden, wat veel sneller is dan bij gebruik van USB3.2. Bovendien kan PCIe-tunneltransmissie een hoge bandbreedte, lage latentie en hoge doorvoersnelheid bieden voor opslag met grote capaciteit, edge-AI en andere toepassingen.
USB4 integreert twee zend- en ontvangstkanalen in één enkele USB-C-interface, met een snelheid tot 20 Gbps.40 GbpsEn elk kanaal kan een datasnelheid hebben van ongeveer 10 Gbps of 20 Gbps. Voor chipontwikkelaars is deze informatie erg belangrijk. Ze moeten weten dat in de Thunderbolt 3-modus de datasnelheid op elk zend- en ontvangstkanaal 10,3125 Gbps of 20,625 Gbps bedraagt. In de traditionele USB-modus werkt slechts één zend-/ontvangstkanaal met een snelheid van...5 Gbps (USB 3.0) or 10 Gbps (USB 3.1)terwijl de twee kanalen van USB 3.2 een snelheid van 10 Gbps halen.
Wat betreft duurzaamheid, zijn de dragende componenten van de Type-C interface voornamelijk de externe metalen behuizing, die sterker is en minder snel beschadigd raakt. Het centrale datakanaal wordt beschermd door een boogvormige afdekking, waardoor het moeilijk te beschadigen is. De ontwerpvereisten geven aan dat deUSB Type-CKan meer dan 10.000 keer in- en uitpluggen zonder beschadiging. Uitgaande van 3 keer in- en uitpluggen per dag, kan de USB Type-C-interface minstens 10 jaar meegaan.
02 Versnelde uitrol van USB4
Na de officiële release van het USB 3.2-protocol kondigde de USB-organisatie al snel de specificaties van USB 4 aan. In tegenstelling tot eerdere standaarden zoalsUSB 3.2USB 4, dat gebaseerd was op het eigen USB-protocol, neemt de USB-specificaties niet langer op fundamenteel niveau over, maar gebruikt in plaats daarvan het Thunderbolt 3-protocol dat volledig door Intel is onthuld. Dit is de grootste verandering in de ontwikkeling van USB in de afgelopen decennia. Bij gebruik van een Type-C-connector vervangen de functies van USB 4 die van USB 3.2, en USB 2.0 kan gelijktijdig worden gebruikt. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed blijft de basisinfrastructuur voor "USB-data"-overdracht op de fysieke USB 4-lijn. Het grootste verschil tussen USB 4 en USB 3.2 is dat USB 4 verbindingsgericht is. USB 4 is ontworpen met tunnels om gezamenlijk data van meerdere protocollen over één fysieke interface te verzenden. Hierdoor kunnen de snelheid en capaciteit van USB 4 dynamisch worden gedeeld. USB 4 kan andere weergaveprotocollen of host-to-host-communicatie ondersteunen terwijl de dataoverdracht gaande is. Bovendien heeft USB 4 de communicatiesnelheid verhoogd van 20 Gbps (Gen2x2) van USB 3.2 naar40 Gbps (Gen3x2)op dezelfde dual-lane, dual-simplex architectuur.
USB4 maakt niet alleen snelle USB-verbindingen mogelijk (gebaseerd op USB3), maar definieert ook beeldschermtunnels op basis van DisplayPort en laad-/opslagtunnels op basis van PCIe.
Weergaveaspect: Het displaytunnelprotocol van USB4 is gebaseerd op DisplayPort 1.4a. DP 1.4a zelf ondersteunt8 kHz bij 60 Hz or 4K bij 120HzDe USB4-host moet DisplayPort ondersteunen op alle downstream-poorten. Als u de USB 4-poort gebruikt om tegelijkertijd video en data te verzenden, zal de poort de bandbreedte dienovereenkomstig toewijzen. Als de video bijvoorbeeld slechts 20% van de bandbreedte nodig heeft om uw 1080p-monitor (die tevens als hub fungeert) aan te sturen, kan de resterende 80% van de bandbreedte worden gebruikt voor het overzetten van bestanden van een externe SSD.
Wat betreft PCIe-tunnels: de ondersteuning voor PCIe door USB4-hosts is optioneel. USB4-hubs moeten PCIe-tunnels ondersteunen en er moet een interne PCIe-switch aanwezig zijn.
Een belangrijk onderdeel van de USB 4-specificatie is de mogelijkheid om de hoeveelheid beschikbare resources dynamisch aan te passen bij het verzenden van video en data via dezelfde verbinding. Stel dat je maximaal...40 Gbps USB 4en ze kopiëren grote bestanden van een externe SSD en geven deze weer op een 4K-scherm. Stel dat de videobron ongeveer 12,5 Gbps vereist. In dat geval zal USB 4 de resterende 27,5 Mbps toewijzen aan de back-upschijf.
USB-C introduceert de "alternatieve modus", waarmee DisplayPort/HDMI-video via een Type-C-poort kan worden verzonden. De huidige 3.x-specificatie biedt echter geen goede methode voor het verdelen van de resources. Volgens Saunders kan de DisplayPort-alternatieve modus de bandbreedte tussen USB-data en videodata nauwkeurig verdelen in een verhouding van 50/50, terwijl de HDMI-alternatieve modus het gelijktijdig gebruik van USB-data niet toestaat.
USB4 definieert een standaard van 40 Gbps, waardoor dynamische bandbreedtedeling mogelijk is en één datakabel meerdere functies kan vervullen. Met USB4 is het mogelijk om tegelijkertijd PCIe- en beeldschermdata over één lijn te verzenden, naast de traditionele USB-functies, en zelfs op een zeer handige manier stroom te leveren (via USB PD). In de toekomst kunnen de meeste randapparaten, of het nu gaat om snelle netwerken, externe grafische kaarten, high-definition beeldschermen, grote, snelle opslagapparaten of zelfs de verbinding tussen verschillende computers, via een Type-C-interface met elkaar worden verbonden. Bovendien, als deze apparaten een USB4-hub ondersteunen, kunnen er ook meerdere apparaten in serie of via vertakkingen op deze apparaten worden aangesloten, wat uiterst handig is.
Geplaatst op: 20 oktober 2025
