USB4: Co nowy standard oznacza dla złącza USB i Thunderbolt 3?

Wprowadzenie USB4 powinno rozwiązać wiele problemów.


Po ujawnieniu, że nadchodząca specyfikacja USB4 ma być kompatybilna z Thunderbolt 3 wiele osób ma nadzieje, że na rynku oznaczeń zapanuje w końcu ład i porządek. W chwili obecnej mamy:

  • Dwa różne złącza: USB typu A oraz USB typu C
  • Cztery różne specyfikacje: USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 oraz USB 3.1 Gen 2
  • Dodatkowo niektóre urządzenia wspierają standard Thunderbolt 3, który realizowany jest za pomocą złącza USB typu C
  • Niedługo zadebiutuje kolejna specyfikacja - USB 3.2, która wprowadzi dodatkowy chaos w standaryzacji portów

Taki stan rzeczy to koszmar nawet dla zaawansowanych użytkowników znających się na komputerach. Co ma więc powiedzieć przeciętny użytkownik, który chce tylko kupić nowy komputer lub dokupić do niego akcesoria?

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Niestety, ale bardzo prawdopodobne jest, że nawet jeżeli USB4 zostanie planowo zaimplementowane w okolicach 2021 roku zamieszanie wokół standardów i rodzajów portów USB będzie się utrzymywać jeszcze przez kilka lat.

Niektórzy za taki stan rzeczy winią USB Implementers Forum (USB-IF) oraz USB Promoter Group (USB-PG), czyli dwie organizacje zajmujące się standaryzacją portów i pomagające certyfikować sprzęt. Z jednej strony można zarzucić tym organizacją, że nie zrobiły nic żeby przeciwdziałać obecnej sytuacji na rynku, ale z drugiej strony standard USB jest tak popularny, że ciężko jest mieć nad wszystkim kontrole. Port USB jest stosowany w większości sprzętów elektronicznych mających rożne zastosowanie od przenośnych pamięci masowych przez urządzenia AGD (do diagnostyki), aż po superkomputery i serwery warte setki tysięcy złotych. Dlatego też każdy producent indywidualnie określa, jaki standard zaimplementować w swoich produktach.

Z drugiej strony producenci nie zawsze podejmują decyzje, które mają sens dla konsumentów. Na przykład możemy wziąć niebieskie porty USB typu A, które miały ułatwić odróżnienie portów USB 2.0 od szybkich USB 3.0 (SuperSpeed). Podczas, gdy większość producentów zaakceptowała pomysł i stosowała niebieskie porty USB 3.0 reszta nadal stosowała czarne porty USB, przez co powstał chaos na rynku. Dodatkowo czasami ten sam producent w jednym produkcie umieszczał niebieskie porty USB 3.0 (np. na płycie głównej), a w innym urządzeniu już nie (np. w laptopie).

Pomożemy Ci odnaleźć się w tym chaosie i przedstawimy, dokąd zmierza USB4. Zaczniemy od wyjaśnienia podstawowych pojęć i kompatybilności pomiędzy poszczególnymi standardami.

Co to jest specyfikacja?

Specyfikacja, taka jak np. specyfikacja USB4, jest dokumentem opisującym technologię i sposób jej wdrożenia, i jest czymś, co zostało uzgodnione przez grupę normalizacyjną lub handlową. Od wszystkich producentów produktu oczekuje się, że będą stosować się do specyfikacji, choć mogą oni zdecydować się na stosowanie się tylko do jej części (to właśnie tam zaczyna się zamieszanie od USB).

Co to jest protokół?

Protokół, w kontekście złącza USB, to termin, który opisuje sposób, w jaki dwa urządzenia komunikują się ze sobą. Protokół może opisywać charakter danych i sposób ich przesyłania, a także to, jaki jest fizyczny łącznik pomiędzy urządzeniami (zazwyczaj kabel). Protokół może być wydany w całości jako specyfikacja lub stanowić część specyfikacji. Poniżej przeczytasz, że USB4 będzie zawierał protokół Thunderbolt 3, oznacza to, że produkty ze wsparciem Thunderbolt 3 będą mogły być podłączone do portu USB4.

Czym jest USB4?

Jest to nowa specyfikacja dla przyszłej generacji złączy USB produkowanych najwcześniej od 2021 roku. USB4 ma zlikwidować panujący obecnie chaos i ograniczyć się do korzystania tylko z jednego portu (USB typu C) i być w stanie przesyłać dane z prędkością do 40 Gbps. Jest to kolejny krok po USB 3.2, które nadejdzie wkrótce.

Możesz się także zastanawiać, dlaczego USB4 nie nazywa się USB 4.0, aby zachować jednolitość nazewnictwa w stosunku do poprzedników. Na razie nie opublikowano jeszcze oficjalnej specyfikacji, w której protokół dostanie swoją nazwę. W sieci mówi się na razie o USB4, a ostateczną nazwę poznamy wraz z publikacją standardu.

Źródło: pcworld.com

Thunderbolt 3 i USB4 nie są identyczne mimo, iż wykorzystują to samo złącze

Źródło: pcworld.com

Thunderbolt 3 i USB4 nie są identyczne mimo, iż wykorzystują to samo złącze

Czym jest Thunderbolt?

Thunderbolt (TB) to technologia firmy Intel, która miała być "jednym kablem, aby rządzić nimi wszystkimi", niezależnie od tego, czy chcesz podłączyć dysk zewnętrzny, podłączyć wyświetlacz czy naładować smartfon. Powodem, dla którego nie rządzi jeszcze nimi wszystkimi jest to, że Intel zachował ścisłą kontrolę nad technologią, co czyni wdrożenie kosztownym i dlatego wielu producentów komputerów PC nie implementuje tego rozwiązania w swoich urządzenia. Do tego Intel skutecznie utrudnia implementacje swojego standardu w urządzeniach opartych na procesorach firmy AMD.

Obecna wersja standardu - Thunderbolt 3 oferuje szybkość transferu danych do 40 Gbps. Łączy ona w sobie PCIe, USB i DisplayPort, wraz z możliwością wysyłania do 100 watów mocy, aby naładować małe urządzenie, takie jak smartfon. Thunderbolt 3 wykorzystuje złącze USB typu C, ale jeśli port USB-C nie jest również portem Thunderbolt, urządzenia Thunderbolt nie będą z nim współpracować.

Czy specyfikacja USB4 jest taka sama jak specyfikacja Thunderbolt 3?

Nie. To, że USB4 zapewnia wsparcie dla Thunderbolt 3 nie oznacza, że posiada identyczną specyfikację.

Czy protokół USB jest taki sam jak protokół Thunderbolt?

Odpowiedź na to pytanie również jest przecząca. USB posiada swoje protokoły, które po raz pierwszy zostały zaprezentowane w 1996 roku. Thunderbolt to o wiele nowsze rozwiązanie. Pierwsza jego wersja została zaprezentowana przez Intel i Apple w 2011 roku. Thunderbolt korzysta z PCIe w celu przesyłu danych.

W rzeczywistości sprowadza się to do posiadania odpowiednich kabli i portów. Jeśli port USB 3.1 Gen 2, USB 3.2 lub USB4 obsługuje Thunderbolt 3, można do niego podłączyć urządzenie Thunderbolt 3, pod warunkiem, że kabel również obsługuje Thunderbolt 3. Kable obsługujące transmisję danych USB, ale nie obsługujące transferu danych za pomocą Thunderbolt nie będą działać.

Co musisz wiedzieć o USB4?

Zintegrowanie USB4 z Thunderbolt docelowo ma spowodować ujednolicenie standardu i zmniejszenia panującego obecnie zamieszania na rynku. Wdrożenie specyfikacji wciąż należy do producentów.

Jak Thunderbolt 3 będzie współpracować z USB4?

Zanim zaczniemy mówić o współdziałaniu Thunderbolt 3 z USB należy wspomnieć o tym, jak współdziałają ze sobą razem różne generacje USB. Kompatybilność wsteczna jest jedną z zalet USB. Poniższy wykres przedstawia dane techniczne poszczególnych standardów USB.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Nowsze, szybsze urządzenia USB będą współpracować ze starszymi, wolniejszymi portami, ale tylko przy zachowaniu prędkości oferowanej przez starszy standard. Podobnie starsze, wolniejsze urządzenia USB będą działać w nowszych portach, ale tylko na prędkości oferowanej przez starszy standard.. To samo dotyczy się kabli, które łączą urządzenia z portami.

Wszystkie porty Thunderbolt 3 w komputerze PC obsługują USB 3.1 Gen 2 o prędkości do 10 Gbps.

Problem zaczyna się w przypadku dysków wykorzystujących Thunderbolt 3. Podłącz obudowę dysku Thunderbolt 3 do portu Thunderbolt 3 za pomocą kabla Thunderbolt 3 o przepustowości 40 Gb/s, a teoretycznie otrzymujesz przepustowość 40 Gb/s. Podłączając ten sam dysk do portu USB, który nie obsługuje Thunderbolt 3, nie będziesz w stanie korzystać z pamięci masowej. Większość kontrolerów w obudowach dysków nie obsługuje portu USB przez port Thunderbolt 3.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Aby obejść ten problem, większość producentów dysków dodaje wsteczną kompatybilność z komputerami PC posiadającymi tylko USB, dodając osobny port USB 3.0.

Z USB4 otrzymujemy połączenie dwóch protokołów - USB przenosi pliki za pomocą swojego protokołu, a Thunderbolt swoje z dodatkową obsługą DisplayPort. Dzięki temu rozwiązaniu wizja "jednego portu, aby rządzić nimi wszystkimi" jest realna do osiągnięcia.

Niestety, nie oznacza to, że wszystkie porty USB4 będą obsługiwać Thunderbolt 3. Pamiętaj, że USB-IF może jedynie zachęcać producentów do wdrożenia specyfikacji. To oni zadecydują o tym, czy wdrożą pełną specyfikację USB4.

Źródło: pcworld.com

Nie wszystkie urządzenia potrzebują tak szybkiego portu USB

Źródło: pcworld.com

Nie wszystkie urządzenia potrzebują tak szybkiego portu USB

Jak będą działać kable USB4 i Thunderbolt 3?

Aby rozwiązać tą zagadkę musimy poczekać do prezentacji ostatecznej specyfikacji USB4. Przewody USB typu C ze wsparciem Thunderbolt 3 mogą przesyłać do 40 Gbps, jeżeli ich długość nie przekracza 18 cali. Powyżej tej liczny przepustowość spada dwukrotnie do 20 Gbps. Jeżeli chcesz wykorzystać pełną przepustowość, a potrzebujesz dłuższego kabla musisz skorzystać z aktywnych kabli Thunderbolt 3.

Co się stanie, gdy podłączę kabel USB-C do nowego portu USB4?

Każda kabel USB-C będzie działać z prędkością znamionową w porcie USB4. Kabel SuperSpeed o przepustowości 10 Gbps będzie działał z prędkością co najmniej 10 Gbps oraz może ewentualnie wzrosnąć do nowej prędkości 20 Gbps USB 3.2.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Jeśli jednak chcesz korzystać z najnowszej i najszybszej prędkości 40 Gbps z USB4, będziesz potrzebował nowego okablowania. Sprawdź uważnie etykietowanie, ponieważ na rynku dostępnych jest wiele kabli USB typu C, które obsługują różne prędkości.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Dlaczego USB4 debiutuje zaraz po USB 3.2?

Specyfikacja USB 3.2 została ogłoszona w lipcu 2017 roku, a opublikowana we wrześniu 2017 roku. Od tego czasu producenci pracują nad wdrożeniem specyfikacji w swoich produktach. USB-IF obiecało, że pierwszy sprzęt wykorzystujący USB 3.2 trafi do sprzedaży w tym roku. USB4 nie posiada jeszcze specyfikacji. Nawet jeżeli zostanie ona zaprezentowana latem tego roku producenci potrzebują co najmniej dwóch lat na jej wdrożenie w swoich urządzeniach. Dlatego też prawdopodobnie nie zobaczymy urządzeń z USB4 wcześniej niż w 2021 roku.

Czy USB4 będzie dostępny dla portów USB-A?

Nie. Z technicznego punktu widzenia, USB4 ma być dostępne tylko dla portów USB-C. Będziesz mógł podłączyć starsze urządzenia do portu USB4 za pomocą przejściówki.

USB4 spopularyzuje USB typu C w laptopach

Wiele laptopów już w chwili obecnej posiada port USB typu C. Niektóre z nich posiadają tylko i wyłącznie ten rodzaj złącz. Premiera USB4 przyśpieszy implementacje portów USB typu C w laptopach. Przez pewien czas będą one stosowane razem ze starszym złączem typu A, aby ostatecznie w całości go zastąpić, co nie nastąpi jednak prędko.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com

Czy USB4 oznacza koniec Thunderbolt 3?

Przyszłość Thunderbolt stoi pod znakiem zapytania. Ani USB-IF, USB-PG, ani firma Intel nie wspominają nic nad przyszłością tego rozwiązania. Prawdopodobnie Intel dalej będą rozwijał tą technologię niezależnie od integracji Thunderbolt 3 z USB4.

Jeżeli nadal masz problem z identyfikacją poszczególnych standardów, złącz i protokołów oraz czujesz się zdezorientowany przygotowaliśmy dla Ciebie tabelkę, która podsumowuje wszelkie najważniejsze informacje.

Źródło: pcworld.com

Źródło: pcworld.com