O USB Promoter Group anunciou pela primeira vez a especificação USB4 em março de 2019. A arquitetura USB4 é baseada na especificação do protocolo Thunderbolt fornecida pela Intel Corporation para o USB Promoter Group.
Os mais recentes processadores de núcleo de 10ª geração da Intel estão integrando Thunderbolt 3 em CPUs Intel. O Thunderbolt 3 sustentará o USB 4.0. Portanto, todas as portas USB 4.0 serão compatíveis com dispositivos Thunderbolt 3 para transferência de dados de 40 Gbps, bem como carregamento de dispositivos, transportes de carregamento/armazenamento (baseados em PCIe) e exibição (baseados em DisplayPort ) por meio de um único USB tipo C.
Abaixo está uma tabela que detalha as diferenças entre USB 3.2 e USB 4.
| Tipo | USB 3.2 | USB4 |
|---|---|---|
| Largura de banda da interface em USB-C | 20 Gbps (Gen2 x2) apenas para USB | 40 Gbps (Gen3 x 2) para USB, DP, PCIe, TBT3 |
| Protocolo | USB apenas para USB + DP Alt Mode | Link USB4 através da arquitetura de tunelamento para USB, DP, PCIe |
| DP Alt Mode | USB 3.2 Gen2 x 1 + DP 1.4a | DP 1.4a através da arquitetura de tunelamento |
| PCIe | N / D | PCIe 4.0 através da arquitetura de tunelamento |
| TBT3 | N / D | Suportado |
| Hospedagem a hospedagem | N / D | Suportado |
| Banda lateral | Modo Alt | Espaço de configuração Alt Mode/USB4 |
Ambos USB 3.2 20 Gbps (Gen2 x 2) e USB4 40 Gbps (Gen3 x 2) usam operação de duas pistas para fornecer maior largura de banda. Os dispositivos USB4 podem suportar três velocidades: 10 Gbps, 20 Gbps e 40 Gbps. No entanto, suas velocidades reais variam dependendo de quais dispositivos você está usando.
Velocidades de transmissão de dispositivos USB4 - VIA Labs, Inc.
| Tipo | 20G (Gen2 x 2) | 40G (Gen3 x 2) |
|---|---|---|
| host USB | Requeridos | Opcional |
| hub USB4 | Requeridos | Requeridos |
| dispositivo periférico USB4 | Requeridos | Opcional |
O USB4 usa o modo alternativo DisplayPort (especificação DisplayPort Alt Mode 2.0 aprimorada VESA). Este protocolo de exibição permite que as conexões USB4 suportem o padrão DisplayPort 2.0 nativamente, remapeando os pinos para trabalhar em uma única direção. O Alt Mode do DisplayPort 2.0 aumentará a largura de banda do sinal disponível para 80 Gbps para oferecer suporte a monitores de vídeo 8K (7680 x 4320) em USB4.
USB4 é compatível com USB 3.2 e especificações inferiores. Os hubs USB4 devem suportar Thunderbolt 3 Alt Mode, mas os dispositivos periféricos e hosts USB4 não são necessários para suportá-lo.
Suporte ao protocolo USB4 em diferentes dispositivos - VIA Labs, Inc.
| Tipo | USB | PCIe | DP Alt Mode | Modo Alternativo TBT3 |
|---|---|---|---|---|
| host USB | Suportado | Opcional | Suportado | Opcional |
| hub USB4 | Suportado | Suportado | Suportado | Suportado |
| dispositivo periférico USB4 | Suportado | Opcional | Opcional | Opcional |
DisplayPort Alt Mode é outro recurso importante do USB4. A especificação DisplayPort Alt Mode atualizada da VESA inclui vários desenvolvimentos ocultos, incluindo atualizações para descoberta e configuração de interface, bem como gerenciamento de energia para garantir integração perfeita com a especificação USB4. Por meio do DisplayPort Alt Mode, o USB4 melhorará os problemas de compatibilidade do Multi-Stream Transport (MST) com o USB 3.2.
Há apenas um conector Tipo C em um USB 3.2 Gen1 x 1 (USB 3.0). Os cabos USB 3.2 Gen2 x 2 (USB 3.2) e USB4 possuem um conector Tipo C em ambas as extremidades. USB4 não suporta cabos Tipo A mais antigos, mas USB 3 é compatível com Tipo A e Tipo C. Além disso, os conjuntos de cabos marcados eletronicamente (EMCA)/E-Marker são obrigatórios para o cabo USB4.
VIA Labs’ Marcador eletrônico para USB tipo C
Resumo da compatibilidade do cabo USB4 - www.usb.org
| Tipo | Sinalização nominal | Operação USB4 | Resposta para Discover a identidade |
|---|---|---|---|
| USB tipo C® Cabos completos (passivos) | USB 3.2 Gen1 | 20 Gbps | USB 3.2 Gen1 (001b) em cabo passivo VDO |
| USB 3.2 Gen2 | 20 Gbps | USB 3.2 Gen1 (010b) em cabo passivo VDO | |
| USB4 Gen3 | 40 Gbps | USB4 Gen3 (011b) em cabo passivo VDO | |
| Thunderbold™ 3 | TBT3 Gen2 | 20 Gbps | USB Gen 3.2 Gen1 (001b) ou USB 3.2 Gen2 (010b) em cabo passivo VDO |
| TBT3 Gen3 | 40 Gbps | USB Gen 3.2 Gen2 (010b) ou USB 3.2 Gen2 (010b) em cabo passivo VDO + TBT3 Gen3 no modo de Discover VDO | |
| Cabos USB tipo C completos (ativos)1 | USB4 Gen2 | 20 Gbps | USB4 Gen2 (010b) no cabo ativo VDO |
| USB4 Gen3 | 40 Gbps | USB4 Gen3 (011b) no cabo ativo VDO |
1. Os cabos ativos SuperSpeed USB não suportam operação compatível com USB4, enquanto os cabos USB4 ativos suportam SuperSpeed USB
A especificação USB4 usa o conector USB tipo C para executar uma variedade de funções. Por meio da contribuição da Intel, o USB4 pode alcançar velocidades de transferência de 40 Gbps, tornando-se a porta mais rápida em um computador atualmente. O USB4 também suporta resoluções de vídeo de alta qualidade como 8K e até 16K com HDR.
Mas quando você pode esperar que os produtos USB4 sejam lançados? Os laboratórios estão quase terminando as últimas etapas do programa de certificação de produtos, então podemos esperar que os primeiros dispositivos USB4 cheguem às prateleiras em 2021.
engenheiro de produção
George Liu tem 12 anos de idade. experiência na indústria de cabeamento, dados e conectividade de vídeo. Como gerente de projetos e produtos da Black Box, ele trabalha diretamente com fornecedores OEM nacionais e internacionais no lançamento de novos produtos. George é certificado como PMP e CQE e é candidato a mestrado no programa de gerenciamento industrial da National Taiwan University of Science and Technology.
