IT ExpertМир технологийНаука и техника

Что нам даст внедрение USB4?

Евгений Курышев | 21.04.2020

Что нам даст внедрение USB4?

Впервые о разработке технической спецификации Universal Serial Bus 4 (USB4) было объявлено организацией USB Promoter Group в марте 2019 года. 29 августа в Сети появилась первая официальная версия полной документации по новому стандарту, объем которой составил 569 страниц PDF-файла. Наконец, в начале сентября вышел официальный пресс-релиз USB Implementers Forum (USB-IF), сообщивший о начале коммерческого пути USB4: с этого момента у всех заинтересованных производителей появилась возможность начать разработку новых продуктов с его поддержкой.

Тут стоит напомнить, что основными участниками USB Promoter Group и USB-IF являются Apple Inc., Hewlett-Packard Inc., Intel Corporation, Microsoft Corporation, Renesas Corporation, STMicroelectronics и Texas Instruments, – именно они фактически и являются разработчиками нового стандарта.

Техническая часть

Максимальная скорость передачи данных по USB4 составит 40 Гбит/с. В новом стандарте будут использоваться разъемы USB Type-C. Обещают также поддержку технологии USB Power Delivery 3.0 (USB PD), которая позволит заряжать сторонние устройства на мощности до 100 Вт (20 В, 5 А). На данный момент в устройствах на базе USB максимальная скорость составляет 20 Гбит/с, что является верхним пределом стандарта USB 3.2 (Gen 2×2). Новый стандарт обратно совместим с USB 3.2, USB 2.0 и Thunderbolt 3 (опционально). Помимо увеличенной скорости, теперь у пользователей и разработчиков будет больше возможностей для глубокой настройки полосы пропускания, управления питанием и других параметров, влияющих на конечную производительность.

В свое время основным достижением USB 3.1 и 3.2 стало увеличение пропускной способности шины. В этом смысле USB4 продолжает их дело, однако у нового стандарта есть еще одно, не менее важное достоинство. Благодаря ему разработчикам, возможно, наконец-то удастся объединить экосистему устройств на базе USB Type-C и свести к минимуму путаницу, возникающую в результате наличия на рынке разных версий USB, скоростных режимов и типов коннекторов. По крайней мере, авторы спецификации очень надеются на успех и даже написали об этом пару строк.

Интерфейс USB4 похож на предыдущие версии USB – это все та же универсальная последовательная шина для обмена данными между компьютером и широким спектром одновременно доступных периферийных устройств. Отличие от USB 3.2 – способность объединять разные протоколы в одном физическом интерфейсе, благодаря чему общие ресурсы и возможности могут динамически распределяться между подключенными устройствами в соответствии с их реальными потребностями. То есть по одному кабелю можно одновременно передавать, например, служебную информацию, видеосигнал и энергопитание. В частности, за счет туннелирования DisplayPort (спецификация DisplayPort 1.4a) через USB4 можно подключить два 4K-монитора или одно 5K-устройство. Кроме того, интерфейс может поддерживать PCIe-туннелирование (опционально).

img

Немаловажно и то, что двойное увеличение скорости USB4 удалось реализовать на базе той же двухполосной двухслойной архитектуры, которая используется в USB 3.2.

Потенциальные сложности

Важно понимать, что новый стандарт не будет по умолчанию работать на максимальной скорости 40 Гбит/с. Согласно данным спецификации, у него будет две базовые скорости – 20 Гбит/с (Gen 2×2) и 40 Гбит/с (Gen 3×2). Важно: поддержка конечным устройством режима Gen 3×2 не является обязательной! Кроме того, в режимах совместимости с USB предыдущих версий предельная скорость, естественно, будет ограничена максимальной для этих стандартов.

Не стоит забывать, что USB4 предполагает использование исключительно USB-Type-C-коннекторов. Значительная часть до сих пор используемых USB-устройств снабжена разъемами USB Type-A и USB Type-B (а ведь еще есть Mini USB и Micro USB), поэтому для подключения всего зоопарка гаджетов потребуются соответствующие переходники. К сожалению, устаревшие разъемы не поддерживают актуальные на сегодня ревизии технологии Power Delivery, поэтому при таком сценарии использования про 100 Вт придется на время забыть.

Впрочем, для обычного пользователя куда важнее, как именно будут называть разные версии и скоростные режимы нового стандарта производители конечных продуктов. Также непонятно, стоит ли нам рассчитывать на правдивую информацию о том, имеет ли конкретное устройство обратную совместимость с Thunderbolt 3, которая, согласно документации, не является обязательной. Каждый производитель самостоятельно принимает решение, поддерживать ее или нет. Ведь для того, чтобы вендор смог разместить на своем устройстве молнию (логотип Thunderbolt), нужно выполнить ряд условий Intel, в том числе пройти дополнительную сертификацию. Поэтому, будет ли ваше устройство с интерфейсом Thunderbolt 3 работать через USB4, необходимо проверять дополнительно и при плановом апгрейде обратить на это особое внимание.

img

Данная история выглядит довольно комичной, особенно в свете того, что в USB4 с разрешения Intel активно используются наработки Thunderbolt, в частности туннелирование DisplayPort и PCI Express. Так что, несмотря на надежды создателей USB4, неразбериха на рынке, скорее всего, сохранится. Производителям нет смысла реализовывать возможности нового стандарта по максимуму во всех своих продуктах, так как это влияет на их стоимость, а по факту большинству устройств такие скоростные режимы просто не нужны. Вероятно, именно с этим и связано решение USB-IF не делать поддержку Thunderbolt обязательной.

Выводы

Первые устройства с поддержкой USB4 появятся на рынке в лучшем случае в конце текущего года, но, учитывая нынешнюю форс-мажорную ситуацию в мире (в связи с коронавирусом), вряд ли стоит ждать их раньше первого квартала 2021-го.

Основная проблема нового стандарта осталась прежней: как и раньше, пользователь, увидев разъем USB Type-C, не сможет с ходу понять, чего ему ждать, ибо USB 3.2 разных версий и USB4 выглядят совершенно одинаково. Более того, даже зная, что перед нами USB4, нельзя сразу определить его максимальную скорость (20 или 40 Гбит/с). Разбираться в тонкостях документации, где расписаны обязательные и опциональные функции для хабов, хостов и периферии, рядовой пользователь вряд ли пожелает. Впрочем, достаточно запомнить, что для периферийных USB4-устройств опциональными являются туннелирование DisplayPort и PCI Express, а также обратная совместимость с Thunderbolt 3. Кроме того, пока не совсем ясно, нужны ли будут новые кабели для желающих насладиться скоростью 40 Гбит/с.

Как ни крути, но увеличенная в два раза скорость, расширенные возможности работы с разными типами устройств, быстрая зарядка гаджетов – очевидные плюсы новой технологии, которые будут способствовать ее постепенной популяризации. Однако скорость, с которой USB4 покорит мир, будет зависеть от множества факторов, в том числе от того, насколько удачно разработчикам стандарта удастся справиться с описанными выше трудностями.

технологии

Журнал: Журнал IT-Expert [№ 04/2020], Подписка на журналы


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Другие материалы рубрики

Мысли вслух

Можно ли, поняв, что половина информации не доходит до серого вещества, отсеиваемая «вратами сортировки», что-нибудь с этим сделать?
Уже довольно многие согласны с тем, что в крупных организациях необходимо создавать т. н. «службы заказчика», предоставляющие аутсорсинг ИТ-услуг.
На первой встрече по первому проекту, на котором я выступала в роли аналитика, я молчала, хмурила брови и писала что-то в блокнот. В общем-то, я и сейчас на встречах с бизнесом хмурю брови и пишу в блокнот. Но только раньше я это делала от неопытности, а теперь от неожиданности.

Компании сообщают

Мероприятия