usb4.0时代正式开启,带来哪些变化

USB4 时代正式开启,有哪些大变化?

USB 4在2019年9月推出后,销声匿迹了一段时间,直到最近苹果更新电脑产品线,首度支持了USB 4接口,让USB 4再次登上热门。USB 4到底是什么?相比之前的USB2.0和USB3.0等又带来了哪些优势?一起往下看…

一、USB接口的发展历程

首先我们以最快速度梳理一下USB的发展历程,直接看下表即可。

USB4 时代正式开启,有哪些大变化?

→ USB接口和HDMI接口一样,发展至今,根据不同的使用对象,其接口版本也是五花八门,横跨2.0到3.2各种版本。

但是到了USB 4,则完全发生了翻天覆地的大变化。

二、USB4 的【嫁接式】诞生记

USB4 时代正式开启,有哪些大变化?

前身:说到USB 4,自然必须得说一下英特尔和苹果合作推出的雷电协议,整合了DisplayPort协议和PCI-Express协议,推出了雷电1和雷电2接口,但都是市场反响不大。

扩大:虽然都是龙头企业,USB作为通用接口之一,英特尔和苹果的影响力还是有限。所以到了雷电3,英特尔选择将协议交给了USB-IF协会,2019年USB 3.2在自己基础上整合了雷电3协议,但是依然使用USB3.2的名称。

确立:因为相比USB 3.2,下一代传输速度翻倍到了40Gbps,于是顺利成章,直接升级为USB4,成为了全球通用的接口协议。

→ 可以说,USB 4算是嫁接而来,既有雷电接口的优势,又搭上了USB原本的优势,所以它也有单通道和双通道模式,支持搭载USB PD快充协议。

三、USB4 的带宽分配

这一部分比较关键,USB 4最多分配22Gbps的贷款用于数据传输,最少18G的带宽用于支持显示。

可以连接分辨率5120×2880(5k),刷新率60Hz,色深30bit的显示器,剩下18Gbps的带宽用于传输数据。

可以连接两个分辨率4096×2160(4k),刷新率60Hz,色深30bit的视频,剩下8Gbps的带宽用于传输数据。

四、USB4 的构成元件

主要构成元件有三个路由器(Router)、适配器(Adapter)以及TMU(Time Management Unit,时间管理单元)。

路由器:将隧道协议转换成USB4封包传送,并透过TMU来作时间同步。主要由USB Host内建的Connection Manager 来侦测及管理。

适配器:主要功能为路由器与外部元件沟通的媒介,进行协定转换。

TMU:使用分布式时间管理单元(TMU),在路由器间做时间同步。

五、USB 4连接器和线缆

USB 4只采用USB Type-C连接器。为什么还是Type-C接口呢,原因在诞生记里也说过,它不仅支持正反插,还支持数据传输、视频输出,更有PD快充,通过USB PD标准,输出功率最高可达100W (20V/5A)。

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USB 4线缆分为主动式线缆和被动式线缆:

接大尺寸萤幕,或是VR应用需要较长的线缆,可选择主动式线缆;

被动线缆,可支援的被动线缆长度由USB 3.2 Gen2的1公尺,降为USB 4 Gen3的0.8公尺。

六、USB4 的应用

(1)USB4如果只传输USB 3.2数据,占用20Gbps带宽。如果接支持USB 3.2 Gen 2×2的移动硬盘,速度明显会比我们过去用的USB 3.0快很多。

(2)USB4可以输出高清视频和数据,比如可以接双4k 60Hz显示器或单个5k 60Hz显示器,还因为支持PCIe协议,可以外接显卡、固态硬盘,扩展坞等。

(3)USB4高速通道如果只传输视频,可以占用80Gbps的带宽,支持到DP 2.0。可以进行8k 60Hz分辨率,30bit颜色深度的高清显示。

(4)USB4支持USB PD快充,最高可以达到100W功率充电。

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