USB Promoter Group anunció por primera vez la especificación USB4 en marzo de 2019. La arquitectura USB4 se basa en la especificación del protocolo Thunderbolt aportada por Intel Corporation al USB Promoter Group.
Los últimos procesadores centrales de décima generación de Intel están integrando Thunderbolt 3 en las CPU de Intel. Thunderbolt 3 sustentará USB 4.0. Por lo tanto, todos los puertos USB 4.0 serán compatibles con dispositivos Thunderbolt 3 para la transferencia de datos de 40 Gbps, así como la carga de dispositivos, transportes de carga/almacenamiento (basado en PCIe) y visualización (basado en DisplayPort) a través de un solo cable USB tipo C.
A continuación se muestra una tabla que detalla las diferencias entre USB 3.2 y USB 4.
| Escribe | USB 3.2 | USB4 |
|---|---|---|
| Ancho de banda de la interfaz en USB-C | 20 Gbps (Gen2 x2) solo para USB | 40 Gbps (Gen3 x 2) para USB, DP, PCIe, TBT3 |
| Protocolo | USB solo para modo USB + DP Alt | Enlace USB4 a través de arquitectura de tunelización para USB, DP, PCIe |
| Modo alternativo DP | USB 3.2 Gen2 x 1 + DP 1.4a | DP 1.4a a través de la arquitectura de tunelización |
| PCIe | N / A | PCIe 4.0 a través de arquitectura de tunelización |
| TBT3 | N / A | Soportado |
| Anitrión a anfitrión | N / A | Soportado |
| banda lateral | Modo alternativo | Espacio de configuración Modo Alt/USB4 |
Tanto USB 3.2 20 Gbps (Gen2 x 2) como USB4 40 Gbps (Gen3 x 2) utilizan una operación de dos carriles para proporcionar un mayor ancho de banda. Los dispositivos USB4 pueden admitir tres velocidades: 10 Gbps, 20 Gbps y 40 Gbps. Sin embargo, sus velocidades reales variarán según los dispositivos que esté utilizando.
Velocidades de transmisión del dispositivo USB4 - VIA Labs, Inc.
| Escribe | 20G (Gen2 x 2) | 40G (Gen3x2) |
|---|---|---|
| Puerto USB | Requerido | Opcional |
| concentrador USB4 | Requerido | Requerido |
| Dispositivo periférico USB4 | Requerido | Opcional |
USB4 utiliza el modo alternativo DisplayPort (especificación VESA DisplayPort Alt Mode 2.0 mejorada). Este protocolo de visualización permite que las conexiones USB4 admitan el estándar DisplayPort 2.0 de forma nativa al reasignar los pines para que funcionen en una sola dirección. El modo Alt de DisplayPort 2.0 aumentará el ancho de banda de señal disponible a 80 Gbps para admitir monitores de video 8K (7680 × 4320) a través de USB4.
USB4 es compatible con versiones anteriores de USB 3.2 y especificaciones inferiores. Los concentradores USB4 deben ser compatibles con el modo alternativo Thunderbolt 3, pero no es necesario que los hosts y los dispositivos periféricos USB4 lo admitan.
Compatibilidad con el protocolo USB4 en diferentes dispositivos - VIA Labs, Inc.
| Escribe | USB | PCIe | Modo alternativo DP | Modo alternativo TBT3 |
|---|---|---|---|---|
| Puerto USB | Soportado | Opcional | Soportado | Opcional |
| concentrador USB4 | Soportado | Soportado | Soportado | Soportado |
| Dispositivo periférico USB4 | Soportado | Opcional | Opcional | Opcional |
El modo alternativo de DisplayPort es otra característica importante de USB4. La especificación actualizada del modo Alt de DisplayPort de VESA incluye varios desarrollos internos que incluyen actualizaciones para el descubrimiento y la configuración de la interfaz, así como la administración de energía para garantizar una integración perfecta con la especificación USB4. A través del modo Alt de DisplayPort, USB4 mejorará los problemas de compatibilidad de Multi-Stream Transport (MST) con USB 3.2.
Solo hay un conector tipo C en un cable USB 3.2 Gen1 x 1 (USB 3.0). Los cables USB 3.2 Gen2 x 2 (USB 3.2) y USB4 tienen un conector tipo C en ambos extremos. USB4 no es compatible con cables Tipo A más antiguos, pero USB 3 es compatible con Tipo A y Tipo C. Además, los conjuntos de cables marcados electrónicamente (EMCA)/E-Marker son obligatorios para el cable USB4.
VIA Labs’ Marcador electrónico para cable USB tipo C
Resumen de compatibilidad del cable USB4 - www.usb.org
| Escribe | Señalización nominal | Operación USB4 | Respuesta a Discover Identity |
|---|---|---|---|
| USB tipo C® Cables completos (pasivos) | USB 3.2 Gen1 | 20 Gb/s | USB 3.2 Gen1 (001b) en Cable Pasivo VDO |
| USB 3.2 Gen2 | 20 Gb/s | USB 3.2 Gen1 (010b) en Cable Pasivo VDO | |
| USB4 Gen3 | 40 Gb/s | USB4 Gen3 (011b) en Cable Pasivo VDO | |
| Thunderbold™ 3 | TBT3 Gen2 | 20 Gb/s | USB Gen 3.2 Gen1 (001b) o USB 3.2 Gen2 (010b) en cable pasivo VDO |
| TBT3 Gen3 | 40 Gb/s | USB Gen 3.2 Gen2 (010b) o USB 3.2 Gen2 (010b) en cable pasivo VDO + TBT3 Gen3 en modo Discover VDO | |
| Cables USB tipo C con todas las funciones (activos)1 | USB4 Gen2 | 20 Gb/s | USB4 Gen2 (010b) en Cable Activo VDO |
| USB4 Gen3 | 40 Gb/s | USB4 Gen3 (011b) en cable activo VDO |
1. Los cables activos USB SuperSpeed no admiten el funcionamiento compatible con USB4, mientras que los cables activos USB4 sí admiten USB SuperSpeed
La especificación USB4 utiliza el conector USB tipo C para realizar una variedad de funciones. Gracias a la contribución de Intel, USB4 puede alcanzar velocidades de transferencia de 40 Gbps, lo que lo convierte en el puerto más rápido de una computadora en la actualidad. USB4 también admite resoluciones de video de alta calidad como 8K e incluso 16K con HDR.
Pero, ¿cuándo puede esperar que se lancen los productos USB4? Los laboratorios están casi terminados con los últimos pasos del programa de certificación de productos, por lo que podemos esperar que los primeros dispositivos USB4 lleguen a los estantes en 2021.
Ingeniero de Producto
George Liu tiene 12 años’ experiencia en la industria de conectividad de cableado, datos y video. Como gerente de proyectos y productos en Black Box, trabaja directamente con proveedores OEM nacionales e internacionales en el lanzamiento de nuevos productos. George es PMP y CQE certificados, y es candidato a maestría en el programa de gestión industrial de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán.
