USB4

USB4 on neljas iseseisev USB-standardi versioon, mis põhineb peamiselt Thunderbolt 3 tehnoloogial, kuid tugineb ka senistele USB 3.2 ja USB 2.0 arhitektuuridele.

USB4 toob kaasa uue USB-liideste andmeedastuskiiruse: kasutades kaksiksiinil dünaamilist opereerimist ja USB-C-pistikühenduse tüüpi, on USB4 võimeline edastama andmeid kuni 40 Gbit/s (5 GB/s), mis on 8 korda kiirem kui USB 3.x esimene versioon (5 Gbit/s) ja 2 korda kiirem kui USB 3.x viimane versioon (20 Gbit/s). USB4 võimaldab lisaks andmeedastusele liidese kaudu laadida kuni 100 W ja edastada videosignaali välis(t)e kuvari(te) jaoks. USB4 looja on USB Promoter Group, kuhu kuuluvad Apple, Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, Renesas, ST Microelectronics ja Texas Instruments.

Ülevaade 
USB4 spetsifikatsioon sarnaneb Thunderbolt 3 (edaspidi TB3) omaga, kuid mitmete täiustustega. USB4-ga arendatakse edasi ka USB-C spetsifikatsioone. Inteli panus, andes TB3-protokolli USB Promoted Groupile, toob TB3 liidese palju suurema kasutajaskonnani, mis suurendab oluliselt TB3-protokollil töötavate seadmete arvu turul. USB Promoter Group ei ole veel avalikustanud, kuidas täpselt Inteli antud protokolli loodavas liideses rakendatakse. See peaks teatavaks saama 2019. aasta teisel poolaastal.

USB Promoter Groupi esimehe Brad Saundersi sõnul saab USB4 abil saavutada suuremaid andmesidekiirusi läbi ühe kanali, edastades andmeid ja videosignaali segamini ning võimaldada sellega edaspidist kiiruse kahekordistamisi. Saunders kinnitas, et USB4 omab USB Power Delivery standardit, mille tõttu on USB4-konnektori tüübiks USB-C. USB arendamise esmaeesmärk on kombineerida andmeedastus, videosignaal ja toide ühte kaablisse kasutajate mugavuse nimel.

USB4 nimetatakse ametlikult ilma tühikuta, sest plaanitakse välja tulla uue ja lihtsama süsteemiga USB 4. generatsiooni edasiarenduste nimetamiseks. Siiani ei ole veel kinnitatud uue põlvkonna nimetamise süsteemi. Samuti üritatakse sellega vältida olukorda, mis juhtus USB 3.x edasiarenduste nimetamisega, mille tulemuseks oli üks suur arusaamatus.

Arhitektuur ja omadused 

USB4 arhitektuuri iseloomustab peamiselt kahe siini puhul üksiku siini ribalaiuse dünaamiline jaotamine mitmete transporditavate andmete ja kuvarite protokollide vahel. Seadmete info edastuse prioriteet kujuneb vastavalt edastatava info tüübile ja kasutusalale.

Liides on tagasiühilduv USB 3.2 ja USB 2.0-ga vastavate adapterite abil, kuid nendel juhtudel on maksimaalne andmesidekiirus vastava liidese või ühendusjuhtme maksimaalsel kiirusel. 40 Gbit/s kiirus on võimalik vaid selleks sertifitseeritud kaablitega, teiste kaablitega jääb kiirus kaabli edastuskiiruse taha pidama.

USB4 arhitektuur põhineb enamjaolt Thunderbolt™-i protokolli spetsifikatsioonil, millele andis oma panuse Intel protokolli avalikustamisega, mis varem ei olnud tootjatele vabalt kättesaadav.

USB4 saab olema ka alamversioonidega. Tulekul on liidesed kiirusega 10 Gbit/s ja 20 Gbit/s. Need on mõeldud seadmetele, mis ei toeta/vaja täielikku 40 Gbit/s kiirusel andmevahetust, näiteks madalama hinnaklassi arvutid ja nutitelefonid. Maksimaalse kiirusega USB4 soetamiseks tuleb jälgida tootja andmeid

Andmete edastamine ja sünkroonimine 
Koos USB4-ga võetakse kasutusele rohkem protokolle, näiteks USB 3.2, USB 2.0, DisplayPort 1.1 ja 1.2a, Thunderbolt jms.

Vastavalt USB-C-le kujunenud rollist, tagab USB4 spetsifikatsioon hosti (peremehe) võimaluse jaotamaks info voogu. Näiteks kui edastatakse üheaegselt videot ja andmeid, siis on eelisjärjekorras video; kui video edastamisel kasutatakse ribalaiusest 25%, siis ülejäänud 75% on andmeedastuse päralt. Sama jaotuse süsteemi kasutatakse ka USB4 sertifitseeritud jaoturites. See tagab ühtlasema ja sujuvama andmeedastuse.

USB4 spetsifikatsioonile vastavalt toetab USB4 ühilduvust olemasolevate USB 3.2, USB 2.0 ja Thunderbolt 3 hostide ja seadmetega; andmevahetuskiirus tuleneb vastava ühenduse maksimaalselt võimalikust kiirusest.

USB4 vs Thunderbolt 3 
USB4 tagab toe Thunderbolt 3 jaoks ja vastupidi, kuid USB4 rakendamine jääb iga tootja enda teha. Mis tähendab, et seade võib omada USB4-liidest, kuid see ei garanteeri täielikku ühilduvust Thunderbolt 3 omava seadmega, nagu näiteks välised graafikakaardid, mis ei pruugi USB4-liidesega toimida.

Toide ja laadimine 
USB4 omab USB Power Delivery (PD) standardit, mis on seni võimeline maksimaalselt edastama toidet kuni 100 W, kuid täielike spetsifikatsioonide ilmumisega 2019. teisel poolaastal võib tulla muudatusi ka USB-C toite valdkonnas.

Kättesaadavus 
4. märtsil 2019 teatas USB Promoter Group pooleliolevast USB4 spetsifikatsioonist, mille kohaselt on tulekul uue põlvkonna USB arhitektuur. USB4 põhineb peamiselt Inteli ja Apple'i poolt välja töötatud Thunderbolti protokollil. Uue spetsifikatsiooni väljatöötamisel teeb koostööd üle 50 ettevõtte, täielik spetsifikatsioon loodetakse avalikkuse ette tuua 2019. aasta teisel poolaastal.

Kuna USB Promoter Groupi esimehe sõnul kulub neil uue seadme arendamisega keskmiselt 12–18 kuud pärast spetsifikatsioonide väljakuulutamist, peaksid esimesed USB4-liidesega seadmed turule jõudma 2020. aasta lõpus ning laiema tarbijaskonnani peaks see jõudma 2021. aastal.

Inteli 10. generatsiooni protsessoritesse on Thunderbolt 3 andmeedastuseks juba integreeritud, mistõttu toetab see ka USB4-andmeedastuse kiirust. Inteli plaanide kohaselt jõuavad need protsessorid arvutitesse 2020. aastal.

Vaata ka
 Universaalne jadasiin
 USB 3.0
 Wireless USB

Viited

Välislingid 
 USB Implementers Forum, Inc.
 Renesas Electronics Corporation
 ST Microelectronics

USB