A Guida Definitiva à USB4 Da a Velocità di 40 Gbps, a Larghezza di Banda Dinamica à a Cunnessione à Un Cavu à Funzione Completa
Dapoi l'emergenza di USB4, avemu publicatu numerosi articuli è ligami per sparte infurmazioni pertinenti. Tuttavia, a pupularità hè stata cusì alta chì a ghjente in tuttu u mondu si dumanda nantu à u mercatu USB4. Partendu da l'iniziu di l'era USB 1.0 è l'interfaccia di trasmissione di dati 1.5 Mbps, USB hè passatu per parechje generazioni. Ci sò state parechje specifiche cum'è USB 1.0, USB 2.0 è USB 3.0, è e forme di l'interfaccia è i schemi di cuncepimentu anu inclusu USB Type-A, USB Type-B, è l'USB Type-C attualmente più cumunu, ecc. USB4 ùn hà micca solu una velocità di trasmissione più rapida, ma hà ancu una migliore compatibilità (supporta a compatibilità retroattiva, vale à dì, compatibilità cù versioni inferiori). Pò cunnette quasi tutti i dispositivi in modu più efficiente è caricalli. Se u vostru telefunu, urdinatore, monitor, stampante, ecc. supportanu tutti USB4, allora teoricamente, avete bisognu solu di un cavu di dati chì supporta USB4 per cunnette i dispositivi, rendendu l'uffiziu in casa assai più convenientu. Ùn avete più bisognu di cumprà vari cavi di cunversione di interfaccia. Dunque, USB4 pò rende u nostru modu di travagliu più diversu è convenientu. Inoltre, un'altra caratteristica rimarchevule di USB4 hè chì si prevede chì serà applicatu in dispositivi edge chì supportanu l'informatica di l'intelligenza artificiale.
01 USB4 contr'à USB 3.2
USB 3.2 hè un novu standard publicatu da l'urganizazione USB-IF. Hè statu in realtà introduttu digià in settembre 2017. Da un puntu di vista tecnicu, USB 3.2 hè un miglioramentu è un supplementu à USB 3.1. U cambiamentu principale hè chì a velocità di trasmissione di dati hè stata aumentata à 20 Gbps, è l'interfaccia seguita sempre uTipu CSchema stabilitu in l'era USB 3.1, chì ùn supporta più l'interfacce Type-A è Type-B. Sia USB4 sia USB3.2 utilizanu interfacce Type-C, ma USB4 hè assai più cumplessu. USB4 supporta a trasmissione è a ricezione simultanea di dati host-to-host, PCI Express® (PCIe®), audio/video DisplayPort è dati USB attraversu a stessa interfaccia Type-C nantu à u listessu ligame. Dui host USB4 ponu scambià pacchetti di dati IP attraversu u tunnel host-to-host; A trasmissione di tunnel DisplayPort è USB significa chì l'audio, u video, i dati è l'alimentazione ponu esse trasmessi attraversu a stessa interfaccia, chì hè assai più veloce chè aduprà USB3.2. Inoltre, a trasmissione di tunnel PCIe pò furnisce una larghezza di banda elevata, una bassa latenza è ottene un rendimentu elevatu per u almacenamentu di grande capacità, l'intelligenza artificiale di punta è altri casi d'usu.
USB4 integra dui canali di trasmissione è ricezione in una sola interfaccia USB-C, cù una velocità finu à 20 Gbps è40 Gbps, è ogni canale pò avè una velocità di dati di circa 10 Gbps o 20 Gbps. Per i sviluppatori di chip, questi dati sò assai impurtanti. Hanu bisognu di sapè chì in u modu Thunderbolt3, a velocità di dati nantu à ogni canale di trasmissione è ricezione hè 10,3125 Gbps o 20,625 Gbps. In u modu USB tradiziunale, solu un canale di trasmissione/ricezione funziona à una velocità di5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), mentre chì i dui canali di USB 3.2 funzionanu à una velocità di 10 Gbps.
In termini di durabilità, i cumpunenti chì sustenenu a forza di l'interfaccia Type-C sò principalmente a carcassa metallica esterna, chì hè più forte è menu propensa à danni. U canale di dati cintrali hè prutettu da una copertura in forma d'arcu, chì rende difficiule d'esse dannighjatu. I requisiti di cuncepimentu indicanu chìUSB Tipu-CPò suppurtà più di 10 000 plug-in è scollegamenti senza esse dannighjatu. Sè calculatu nantu à 3 plug-in è scollegamenti per ghjornu, l'interfaccia USB Type-C pò esse aduprata per almenu 10 anni.
02 Implementazione Accelerata di USB4
Dopu à a liberazione ufficiale di u protocolu USB 3.2, l'urganizazione USB hà annunziatu subitu e specificazioni di USB 4 in un cortu periodu di tempu. À u cuntrariu di i standard precedenti cum'èUSB 3.2, chì eranu basati annantu à u protocolu propiu di l'USB, USB 4 ùn adotta più e specificazioni USB à u so livellu fundamentale, ma adotta invece u protocolu Thunderbolt 3 chì Intel hà divulgatu cumpletamente. Questu hè u più grande cambiamentu in u sviluppu di USB in l'ultimi decennii. Quandu si usa un connettore Type-C per a cunnessione, e funzioni di USB4 rimpiazzanu quelle di USB 3.2, è USB 2.0 pò esse eseguitu simultaneamente. USB 3.2 Enhanced SuperSpeed ferma l'infrastruttura basica per a trasmissione di "dati USB" nantu à a linea fisica USB 4. A più grande differenza trà USB4 è USB 3.2 stà in u fattu chì USB4 hè orientatu à a cunnessione. USB4 hè cuncipitu cù tunnel per trasmette inseme dati da parechji protocolli nantu à una sola interfaccia fisica. Cusì, a velocità è a capacità di USB4 ponu esse spartute dinamicamente. USB4 pò supportà altri protocolli di visualizazione o cumunicazione host-to-host mentre a trasmissione di dati hè in corsu. Inoltre, USB4 hà aumentatu a velocità di cumunicazione da 20 Gbps (Gen2x2) di USB 3.2 à40 Gbps (Gen3x2)nantu à a listessa architettura à doppia corsia è dual-simplex.
USB4 ùn solu permette l'USB à alta velocità (basatu annantu à USB3), ma definisce ancu tunnel di visualizazione basati annantu à DisplayPort è tunnel di caricamentu/almacenamentu basati annantu à PCIe.
Aspettu di visualizazione: U protocolu di tunnel di visualizazione di USB4 hè basatu annantu à DisplayPort 1.4a. DP 1.4a stessu supporta8k à 60Hz or 4k à 120HzL'ospite USB4 hà bisognu di supportà DisplayPort nant'à tutti i porti downstream. Sè vo aduprate u portu USB 4 per trasmette simultaneamente video è dati, u portu assignerà a larghezza di banda in cunsequenza. Dunque, sè u video richiede solu u 20% di a larghezza di banda per alimentà u vostru monitor 1080p (chì hè ancu un hub), allora u restante 80% di u video pò esse adupratu per trasferisce i fugliali da un SSD esternu.
In termini di tunnel PCIe: U supportu per PCIe da l'ospiti USB4 hè facultativu. L'hub USB4 devenu supportà i tunnel PCIe è un switch PCIe internu deve esse presente.
Una parte impurtante di a specificazione USB 4 hè a capacità di adattà dinamicamente a quantità di risorse dispunibili quandu si manda video è dati attraversu a stessa cunnessione. Dunque, supponemu chì avete un massimu diUSB 4 à 40 Gbpsè copianu fugliali grossi da un SSD esternu è li trasmettenu à un display 4K. Supponemu chì a fonte video richiede circa 12,5 Gbps. In questu casu, USB 4 assignerà i 27,5 Mbps rimanenti à l'unità di salvezza.
USB-C introduce a "modalità alternativa", chì hè a capacità di trasmette video DisplayPort/HDMI da una porta Type-C. Tuttavia, l'attuale specificazione 3.x ùn furnisce micca un bonu metudu per sparte e risorse. Sicondu Saunders, a modalità DisplayPort alt pò dividisce precisamente a larghezza di banda trà i dati USB è i dati video in 50/50, mentre chì a modalità HDMI alt ùn permette micca l'usu simultaneu di dati USB.
USB4 definisce un standard di 40 Gbps, chì permette a spartera dinamica di a larghezza di banda in modu chì un unicu cavu di dati pò risponde à parechje funzioni. Cù USB4, hè pussibule di trasmette simultaneamente PCIe è visualizà dati nantu à una sola linea, inseme cù e funzioni USB tradiziunali, è ancu furnisce alimentazione (via USB PD) in un modu assai cunveniente. In u futuru, a maiò parte di i dispositivi periferichi, ch'elli sianu reti à alta velocità, carte grafiche esterne, display à alta definizione, dispositivi di almacenamiento à alta capacità, o ancu una macchina è un'altra macchina, ponu esse interconnessi attraversu una interfaccia Type-C. Inoltre, se questi dispositivi implementanu USB4 Hub, pudete ancu cunnette più dispositivi in serie o ramificazioni da questi dispositivi, ciò chì hè estremamente cunveniente.
Data di publicazione: 20 ottobre 2025
