Η νέα προδιαγραφή του USB υποστηρίζει ταχύτητες έως 40Gbps

Το USB-IF (Implementers Forum), ο οργανισμός υποστήριξης για την προώθηση και υιοθέτηση της τεχνολογίας USB, ανακοίνωσε τη δημοσίευση της προδιαγραφής USB4, η οποία αποτελεί μια σημαντική ενημέρωση που φέρνει την επόμενη γενιά της αρχιτεκτονικής USB και συμπληρώνει τις προηγούμενες USB 3.2 και USB 2.0. Η αρχιτεκτονική USB4 βασίζεται στην προδιαγραφή του πρωτοκόλλου Thunderbolt 3, χάρη στη συμβολή της Intel Corporation που συμμετέχει στην Ομάδα Προώθησης (Promoter Group) του USB. Διπλασιάζει το μέγιστο συνολικό εύρος ζώνης (bandwidth) του USB και ενεργοποιεί τη λειτουργία πολλαπλών ταυτόχρονων δεδομένων και πρωτόκολλων απεικόνισης. 

Αν και υπάρχουν τέσσερις διαφορετικές εκδόσεις USB 3.2, δύο τύποι USB 3.1, αλλά και διάφοροι τύποι υποδοχών σύνδεσης, συσκευών και προδιαγραφών ισχύος, το USB4 έρχεται υποσχόμενο να προσφέρει πολλαπλά οφέλη. Η νέα προδιαγραφή του USB καθορίζει τις δυνατότητες της θύρας για να προσφέρει την καλύτερη εμπειρία χρήστη, παρέχοντας παράλληλα αυξημένη ευελιξία στον κεντρικό υπολογιστή για να ρυθμίζει το εύρος ζώνης, τη διαχείριση ισχύος και άλλες ακόμα παραμέτρους που σχετίζονται με την απόδοση, σύμφωνα με τις ανάγκες του συστήματος. Οι βασικές πτυχές του σχεδιασμού του περιλαμβάνουν τη δυνατότητα να παρέχει σύνδεση οθόνης, μεταφορά δεδομένων και τροφοδοσία ρεύματος μέσω μίας USB τύπου-C σύνδεσης, διατηρώντας παράλληλα τη συμβατότητα με το υπάρχον οικοσύστημα των προϊόντων USB και Thunderbolt.

Βασικά πλεονεκτήματα του USB4

Σε σχέση με τις προηγούμενες εκδόσεις USB, το νέο πρότυπο USB4 διαθέτει τρία βασικά πλεονεκτήματα:

Μέγιστη ταχύτητα 40Gbps: Υποστηρίζοντας λειτουργία δύο λωρίδων, το USB4 χρησιμοποιεί τα υπάρχοντα καλώδια τύπου USB-C και πιστοποιημένα καλώδια 40Gbps για να παρέχει ταχύτητα μεταφοράς έως και 40Gbps, που είναι ίδια με αυτή του Thunderbolt 3.

Συμβατότητα με συσκευές Thunderbolt 3: Σύμφωνα με το USB-IF, η προδιαγραφή USB4 θα είναι συμβατή με υπάρχοντες κεντρικούς υπολογιστές και συσκευές Thunderbolt 3.

Καλύτερη κατανομή πόρων για video: Γίνεται εφικτή η ταυτόχρονη μεταφορά video και δεδομένων, καθώς η USB4 θύρα θα κατανέμει ανάλογα το εύρος ζώνης. Aν δηλαδή το video που θα οδηγηθεί στην 1080p οθόνη χρειάζεται μόνο το 20% του συνολικού εύρους ζώνης, το υπόλοιπο 80% θα είναι ελεύθερο για μεταφορά αρχείων από έναν εξωτερικό SSD δίσκο.

Συμβατότητα με το Thunderbolt 3

Η νέα προδιαγραφή του USB βασίζεται στο πρωτόκολλο Thunderbolt 3, κάτι που θα επιτρέπει στις συσκευές με θύρες τύπου USB4 να είναι συμβατές με τις συσκευές Thunderbolt 3. Επειδή το Thunderbolt είναι πρότυπο της Intel, δεν βρίσκεται στον εξοπλισμό κανενός υπολογιστή με τεχνολογία AMD. Είναι επίσης πιο ακριβό από το κανονικό USB, επειδή δεν είναι ανοιχτό πρότυπο και η χρησιμοποίησή του από τρίτους κατασκευαστές προϋποθέτει την πληρωμή δικαιωμάτων. Πλέον, με το USB4 οι κατασκευαστές των συσκευών και των κεντρικών υπολογιστών δεν θα χρειάζεται να καταβάλουν στην Intel κανένα τέλος, κάτι που θα συμβάλλει στη μαζική υιοθέτηση του νέου προτύπου. Υπάρχει ωστόσο εδώ μια λεπτομέρεια, καθώς η συμβατότητα με το Thunderbolt δεν αποτελεί προ-απαιτούμενο μέρος της προδιαγραφής USB4, οπότε οι κατασκευαστές δεν είναι υποχρεωμένοι να την εφαρμόσουν. Παρόλα αυτά, το USB Promoter Group αναμένει ότι οι περισσότεροι υπολογιστές με USB4 θα είναι κατασκευασμένοι για να λειτουργήσουν με το Thunderbolt 3.

Τρεις ταχύτητες USB4

Παρόλο που το USB4 μπορεί να χτυπήσει θεωρητικές ταχύτητες έως και 40Gbps, δεν θα υποστηρίζουν όλες οι συσκευές USB ή οι κεντρικοί υπολογιστές αυτή τη δυνατότητα. Σύμφωνα με το USB Promoter Group θα υπάρχει διαβάθμιση τριών ταχυτήτων, 10Gbps, 20Gbps και 40Gbps. Εκτιμάται ότι μικρότερες και λιγότερο δαπανηρές συσκευές, όπως τα τηλέφωνα και τα Chromebook θα χρησιμοποιούν μία από τις χαμηλότερες ταχύτητες, ενώ οι υψηλότερες θα υποστηρίζονται από φορητούς υπολογιστές που κοστίζουν περισσότερο, κάτι που θα πρέπει οι χρήστες να ελέγχουν ότι περιλαμβάνεται στις τεχνικές προδιαγραφές τους.

Εξαιρετική διαχείριση του εύρους ζώνης

Το USB4 αντικαθιστά λειτουργικά το USB 3.2, διατηρώντας παράλληλα το ενισχυμένο SuperSpeed ​​USB που παραμένει η θεμελιώδης αρχιτεκτονική για τη μεταφορά δεδομένων. Ένα από τα βασικότερα χαρακτηριστικά του USB4 είναι η δυνατότητά του να προσαρμόζει δυναμικά την ποσότητα των πόρων που θα είναι διαθέσιμοι, κατά την αποστολή video και δεδομένων μέσω της ίδιας σύνδεσης. Για να γίνει αυτό κατανοητό, ας υποθέσουμε ότι έχουμε μια USB4 με maximum 40Gbps και μεταφέρουμε video σε μια 4K οθόνη, ενώ αντιγράφουμε αρχεία από έναν εξωτερικό SSD δίσκο. Αν θεωρητικά για τη ροή video χρησιμοποιούνται 12Gbps, το USB4 κατανέμει τα υπόλοιπα 28Gbps στο σκληρό δίσκο.

Υποστήριξη USB Power Delivery (USB PD)

Το USB4 θα λειτουργεί αποκλειστικά μέσω σύνδεσης τύπου-C. Αν και το τρέχων USB-C υποστηρίζει το πρότυπο USB PD (Power Delivery) για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε συσκευές υψηλής ισχύος, δε διαθέτουν όλες οι USB-C συσκευές αυτή τη δυνατότητα. Πλέον, όλες οι USB4 συσκευές και κεντρικοί υπολογιστές θα συμμορφώνονται με το USB PD, επιτρέποντας έτσι τη μεταφορά περισσότερων Watt και την καλύτερη διαχείριση της ισχύος. Το USB PD θα μπορεί θεωρητικά να παρέχει έως και 100 Watt, κάτι που φυσικά προϋποθέτει και τη χρήση κατάλληλων USB-C καλωδίων και συσκευών φόρτισης.

Συμβατότητα προς τα πίσω

Διατηρείται το μεγάλο πλεονέκτημα της δυνατότητας που έχουν όλες οι γενιές του USB να συνεργάζονται πολύ καλά μεταξύ τους. Έτσι λοιπόν, το USB4 θα λειτουργεί κανονικά με συσκευές και θύρες USB 3.0 και USB 2.0. Θα πρέπει ωστόσο να επισημανθεί, ότι σε κάθε περίπτωση θα εφαρμόζονται η ταχύτητα και οι δυνατότητες του ασθενέστερου μέρους της σύνδεσης. Δηλαδή, μια συσκευή USB4 δεν θα μπορέσει να μεταφέρει δεδομένα με ταχύτητα 40Gbps αν συνδεθεί σε μια USB 3.2, ή σε μια παλαιού τύπου USB 2.0 θύρα. Τα υπάρχοντα USB καλώδια και adapters θα λειτουργούν επίσης με USB4, αλλά όπως συμβαίνει και με τα υπόλοιπα εξαρτήματα που είναι συμβατά προς τα πίσω, θα λειτουργούν μόνο στις μέγιστες ονομαστικές τους ταχύτητες. Έτσι, ένα καλώδιο USB 3.1 με προδιαγραφές λειτουργίας έως τα 5Gbps θα υποστηρίζει μόνο 5Gbps, ακόμη και αν συνδεθεί σε μια USB4 θύρα, ή σε μια USB4 συσκευή. Το ίδιο ισχύει και με το Thunderbolt 3, καθώς η υποστήριξη των ταχυτήτων του θα προϋποθέτει τη χρήση ενός καλωδίου Thunderbolt 3. Αυτό λοιπόν σημαίνει ότι αν θέλουμε να υποστηρίζονται οι μέγιστες ταχύτητες της νέας προδιαγραφής, ακόμα και τα USB 3.2 καλώδια με τύπου-C υποδοχές σύνδεσης θα πρέπει να αναβαθμιστούν σε καλώδια τύπου USB4.

Επίσημη αναγραφή ως USB4, χωρίς κενό

Σε αντίθεση με κάθε άλλη έκδοση του USB, η νέα προδιαγραφή αναγράφεται επίσημα χωρίς κενό πριν από τον αριθμό έκδοσης. Αν και από τους περισσότερους αναφέρεται ως USB 4 ή USB 4.0, οι αναγραφές αυτές δεν είναι σωστές, καθώς επίσημη ονομασία του είναι το USB4. Με την αφαίρεση του κενού από την ονομασία, το USB Promoter Group επιδιώκει να αποσπάσει την εστίαση των καταναλωτών από τους αριθμούς έκδοσης, λανσάροντας τη νέα προδιαγραφή του USB ως ένα εμπορικό σήμα. Το USB 3.x έχει συμπληρωθεί με διαφορετικούς αριθμούς έκδοσης, όπως USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2 και τέσσερις διαφορετικές εκδόσεις USB 3.2, με την προσθήκη της παρουσίας ή απουσίας προαιρετικών λειτουργιών, όπως το USB PD. Αντίθετα, ο σχεδιασμός του USB4 δεν προβλέπει τη χρήση αριθμών έκδοσης για ενημερώσεις της προδιαγραφής. Έτσι, ακόμα και αν κυκλοφορήσει μια ταχύτερη έκδοση σε δύο χρόνια θα εξακολουθεί να ονομάζεται USB4, ακολουθούμενη όμως από τον αριθμό ταχύτητας (π.χ. USB4 80Gbps). Θα προωθηθεί επίσης πιθανότατα και μια ονομασία marketing για το USB4, στρατηγική που ακολουθήθηκε και με το USB 3.x, το οποίο είναι γνωστό ως “SuperSpeed ​​USB”.

Πότε θα κυκλοφορήσει επίσημα;

Όπως συμβαίνει συνήθως με την ανάπτυξη νέων προδιαγραφών, η κυκλοφορία προϊόντων που βασίζονται σε αυτές απαιτεί ένα διάστημα περίπου 18 μηνών. Έτσι λοιπόν, εκτιμάται ότι τα πρώτα USB4 προϊόντα δεν αναμένεται να κυκλοφορήσουν στην αγορά πριν από το τέλος του 2020, ενώ ακόμα πιθανότερο είναι να συμβεί αυτό από το 2021 κι έπειτα. Σημειώνεται επίσης ότι η κυκλοφορία θα συμπίπτει χρονικά με μια ενημερωμένη έκδοση της προδιαγραφής USB-C, η οποία είναι σχεδιασμένη για συμβατότητα με το USB4.

Γράφει ο Χάρης Ματθαίου