Анонсировали USB4: что известно о стандарте

    В USB Promoter Group представили USB4. Новый стандарт обладает пропускной способностью в 40 Гбит/с и имеет обратную совместимость с USB 3.2, USB 2.0 и Thunderbolt 3.


    / Flickr / Rolf Dietrich Brecher / CC BY-SA

    Небольшая предыстория


    Два года назад в Intel пообещали выпустить Thunderbolt 3 под неисключительной лицензией и освободить производителей аппаратного обеспечения от уплаты лицензионных отчислений. В начале 2019-го ИТ-гигант выполнил обещание. Открытая спецификация легла в основу стандарта USB4, разработанного USB Promoter Group. Его черновой вариант уже изучают 50 компаний, являющихся членами некоммерческой организации USB-IF.

    Официальный релиз стандарта ожидается в середине этого года и произойдет вместе с обновлением USB Type-C. Кроме того, на USB Developer Days 2019 во второй половине года создатели стандарта обещают провести тематические тренинги по работе с USB4 и USB Type-C. Однако реальные устройства с USB4 появятся на рынке лишь в 2020–2021 году.

    Что нового в USB4


    В USB-IF пока не раскрывали подробные характеристики USB4. Однако уже известно, что помимо удвоенной пропускной способности (по сравнению с 20-гигабитным USB 3.2 Gen 2×2) новый протокол позволит одновременно заряжать и выводить на дисплей изображение (HDMI 2.0 и DisplayPort 1.2). Будет вестись двухполосная работа с использованием существующих кабелей USB-C. Интерфейс также поддерживает зарядку на мощности до 100 Вт, подключение до двух 4K-дисплеев с частотой обновления 60 Гц или одного 5K-дисплея.

    Сравнительная таблица с характеристиками предыдущих поколений стандарта:

    USB 1.0 USB 2.0 USB 3.2 Gen 1 USB 3.2 Gen 2 USB 3.2 Gen 2x2 USB4
    Спецификация Low-Speed High Speed Super Speed Super Speed+ Super Speed+ Thunderbolt
    Скорость 1,5 Мбит/с 480 Мбит/с 5 Гбит/с 10 Гбит/с 20 Гбит/с 40 Гбит/с
    Разработка 1996 2001 2009 2014 2017 2019

    Потенциальные проблемы со стандартом


    Среди недостатков решения эксперты выделяют сложность проверки качества новых кабелей, так как стандарт USB4 будет открытым. В результате у потребителей появляется риск приобрести некачественный продукт, способный «спалить» порт устройства.

    Такая ситуация уже происходила с кабелями USB-C 3.0. Одному из производителей пришлось в срочном порядке снимать товар с продажи. Тогда команда USB Promoter Group выпустила стандарт USB Type-C Authentication, который должен был подтвердить «аутентичность» гаджета или кабеля. Возможно, организации придется пойти на подобный шаг и в случае с USB4.

    Резиденты Hacker News также отмечают, что некоторые функции USB4 указаны в спецификации как «опциональные» и их реализация остается на усмотрение производителя. Все это может привести к путанице среди покупателей и повысить риски повреждения кабеля или порта устройства.

    Обновление USB 3.2


    В 2019 году USB-IF также обещали представить обновление USB 3.2 — USB 3.2 Gen 2×2 (который мы упоминали выше). Главным плюсом этой спецификации станет увеличение пропускной способности до 20 Гбит/с и возможность двухполосной передачи данных на скорости 10 Гбит/с. Обратная совместимость с предыдущими версиями также остается.


    / Flickr / GEEK KAZU / CC BY

    Среди минусов эксперты выделяют сложное наименование стандарта, которое опять же приводит к путанице. Номенклатура выглядит нелогично, учитывая, что предыдущие версии носили названия Gen 1 и Gen 2. При этом в Ars Technica отмечают, что названием USB 3.2 теперь обозначена пропускная способность в 5, 10 и 20 Гбит/с. Этим могут воспользоваться нечестные производители, чтобы ввести потребителей в заблуждение и продать товар с худшими характеристиками подороже.

    В целом можно сказать, что будущее коннекторов — за USB-С. Большинство девайсов, представленных на CES 2019, снабдили именно этим типом разъема. Можно ожидать, что в следующем году на выставке представят гаджеты с портами, поддерживающими уже новую спецификацию.



    P.S. Материалы из нашего корпоративного блога:


    P.P.S. Свежие посты из нашего блога на Хабре:

    VAS Experts
    110,00
    Российский разработчик DPI-системы СКАТ
    Поделиться публикацией

    Комментарии 51

      +1
      Одного не понимаю. Ладно сам кабель, там можно использовать любые провода. Но в коннекторе же проводники, которые непосредственно в сам разъём входят, они же очень тонкие, как они могут 100 ватт выдерживать?
        +2
        Для постоянного тока P = U * I. Выше напряжение — меньше ток, при той же мощности.
          +3

          Но при большем напяжении выше опасность пробоя

            +1
            там же не сотни вольт
          0
          Не понимаю, в чем проблема, обычный USB-кабель выдерживает 2.5A.
          Если использовать его в домашней сети, то он безопасно сможет тянуть 230V * 2.5A = 575W.
          Самое главное — чтобы проблем с изоляцией не было, этим грешат некоторые производители кабелей. Иначе последствия будут печальными.
            +4
            Даже если заменить провода в USB кабелях на варианты с хорошей изоляцией, есть еще сами коннекторы, которые ни при каких вариантах развития событий не предназначены на такие напряжения.
              +1
              Не понимаю, в чем проблема, обычный USB-кабель выдерживает 2.5A.

              2,5 А он выдерживает при номинальном напряжении 5 В
                +1
                а для меди без разницы напряжение. Если ток 2.5 А то и 10 киловольт выдержит не расплавившись. Будет тогда 25 кВт мощности
                Лиш бы изоляцию не пробило
                  –1
                  При таком напряжении (точнее мощности) будет иметь значение сопротивление проводника (чем толще — тем меньше сопротивление) и тонкий проводочек USB-кабеля, если пустить через него 25 кВт, может и расплавиться.
                    +1
                    Формула рассеиваемой мощности W=I^2*R.
                    При одинаковом токе и сопротивлении нагрев одинаковый, не зависит от напряжения.
                      –5
                      Формула P = U * I, и напряжение в таком случае — это величина падения напряжения на проводнике с определенным сопротивлением. При различных величинах входного напряжения (5 В или 10 кВ) падение напряжения на проводнике может отличаться (зависит еще от падения напряжения на нагрузке), соответственно мощность и нагрев могут быть разными.
                        +5
                        изучите закон Ома и не вводите в заблуждение других людей
                        Падение напряжения зависит только от тока и сопротивления
                        U = I * R
                        А поскольку рассеиваемая мощность P = U * I = (I * R) * I
                        И получаем P = I^2*R
                          0
                          При различных величинах входного напряжения (5 В или 10 кВ) падение напряжения на проводнике может отличаться
                          Конечно, может. Но при этом ток увеличится. А мы рассматриваем случай, когда ток зафиксирован.
                  0

                  Читаем снова, я же написал что по поводу проводов вопросов нет. А вот в разьёме usb-c проводники видели? Те самые огрызочки, которые входят в контакт с принимающим разьёмом? Там сечение в сотых долях ммквадрат, плюс отсутствие изоляции, плюс близкое разположение.

                  0
                  P = U * I = I^2 * R = U^2 / R (на постоянном токе)
                  Если сопротивление надёжно мало, то передать можно много. Но требуется повышение напряжения.
                  Отсюда три проблемы:
                  1) аккуратное повышение напряжения, чтобы не сжечь не готовых (то есть, повышается, только если та сторона подтвердила, что выдержит);
                  2) из (1) следствие — так как вполне возможно, что кабель будут отрывать на ходу, перекусывать и т.д. — надо быть готовым при мельчайшей проблеме защищать потребителя, его младенца, его собаку и т.д.: постоянный (надеюсь, раз в несколько миллисекунд) запрос «ты всё ещё тут и готов получать наши 100 вольт?», контроль утечки (аналогично УЗО);
                  3) нужны очень качественные кабеля с минимальным сопротивлением; а также контроль постепенной деградации кабеля, перетирания, плохих/окисленных контактов в разъёме…

                  Что защитные меры в принципе предусмотрены — я не смотрел, но тут «к гадалке не ходи» ©. Насколько они окажутся практически достаточными — это покажут только ближайшие несколько лет.
                  +19

                  Новые поколения стандарта стремительно теряют слово universal из названия. Оно элементарно тонет под слоями опциональных протоколов.
                  Купить usb для подключения монитора и искать порт на видеоадаптере? И узнать, что чуток ошибся кабелем?
                  Или по старинке, vga/dvi/hdmi/dp etc. Там, если воткнулось — можно считать, будет работать.
                  Обновлять прошивку кабеля я пока морально не готов.

                    +7
                    Или по старинке, vga/dvi/hdmi/dp etc. Там, если воткнулось — можно считать, будет работать.

                    Там тоже не всё так идеально. DVI есть с аналогом и без. HDMI есть 1.4 и 2.0. DP есть mini и есть обычный (да и HDMI тоже, хотя mini распространения особого и не получил). А ещё есть Thunderbolt, который бывает и в форм-факторе DP, и USB Type C, да ещё и разных версий. Зоопарк.
                      0
                      (да и HDMI тоже, хотя mini распространения особого и не получил)

                      Он ещё и микро бывает, распространен ещё реже.
                        +2
                        HDMI есть 1.4 и 2.0
                        Я пытался разобраться в «версиях» кабеля, когда искал подходящий для PS4 Pro, но всё что я понял — нет у них версий и любой HDMI-кабель подойдёт для любой версии интерфейса. Вопрос лишь в том, потянет ли он физически необходимый битрейт.
                          +1
                          Тут речь про частотные характеристики, качество экранирования, толщину жил. Далеко не каждый кабель пропустит 4к@60.
                          0
                          У меня дома пара ноутов — как раз с мини-hdmi ). Пришлось купить переходник, один проработал год и сгорел.
                            +1
                            Может, я не понимаю, но там же пассивный переходник, как он может сгореть?
                              0
                              Имеется ввиду mini-hdmi->VGA, этот мини-hdmi в ноуте, а надо часто подключать его к проектору.
                            +1
                            DVI еще бывал dual link. С забавным эффектом, что при использовании обычного кабеля будет показываться каждый второй столбец.
                            +8

                            Мешанина кабелей это пиз*ец. У меня вот на столе лежат три кабеля с абсолютно идентичными коннекторами usb-c: 2м, 1м, 25см.


                            Метровый это USB, но это странный USB и он не поддерживает зарядку макбука от родной зарядки.


                            Двухметровый это USB который поддерживает.


                            А самый короткий — это thunderbolt, им ноут втыкается в док-станцию.


                            Все эти кабеля физически взаимозаменяемы. Можно взять метровый и соединить мак с док-станцией, например, и он даже будет мак заряжать USB-хабность дока пропадет.


                            Универсальные разъемы — это хорошо. Но вот зоопарк шнурков это жесть.

                              +9
                              Универсальные разъемы — это хорошо

                              Плавно и незаметно определение универсальности сменилось. Раньше универсальность означала поддержку всего, что имеет такой разъём: в порт usb 2.0 можно воткнуть флешку, клавиатуру, мышь, джойстик, внешний hdd, хаб — и всё будет работать, если у устройства коннектор нужной формы, успешно вставляющийся в разъём. Теперь же универсальность означает, что порт может использоваться для чего угодно, но уже не означает, что это что угодно будет с ним работать, даже если коннекторы абсолютно совпадают. Чем-то напоминает ситуацию с BT-наушниками и кодеками, поддержка которых у каждого устройства опциональна.
                                +1
                                Раньше флэшку вставляли по 5 раз каждой стороной, теперь по 5 раз в каждый разъем.
                                И только у владельцев макбуков не будет такой проблемы, с их единственным разъемом.
                                +1
                                На самом деле, ваш первый кабель — это просто usb 2.0 в формате type-c. Такие кабели продавали в магазинах невнимательным покупателям, гнавшимся за ценой. Ну или у вас просто часть жил сломалась в нём.
                                Второй и третий кабель — полноценный usb 3.x. Возможность прогнать по нему thunderbolt зависит уже от экранирования кабеля и его длины.

                                Потому самый надёжный вариант кабеля для покупки — метровый с поддержкой thunderbolt. С таким будет работать всё и везде.
                                  0
                                  Возможность прогнать по нему thunderbolt зависит уже от экранирования кабеля и его длины.

                                  Вот это забавно потому что я точно видел TB3 шнурки длиннее метра, я думал у них физическая составляющая от USB отличается? Откуда ноут знает какое там экранирование?

                                    +2
                                    Не то чтобы «знает», он скорее «слышит». Протокол-то умный, перед использованием устройства оно должно инициализироваться. Ноут отправил пакет данных — в ответ получил пакет каши.
                                +2
                                Новые поколения стандарта стремительно теряют слово universal из названия.
                                Оно элементарно тонет под слоями опциональных протоколов.

                                Таки наоборот, универсальность-то как раз и растёт.
                                Купить usb для подключения монитора и искать порт на видеоадаптере? И узнать, что чуток ошибся кабелем?

                                А то раньше нельзя было лохануться по невнимательности. Наоборот, с внедрением нового стандарта это будет сделать все сложнее и сложнее, ибо почти все можно будет соединить кабелем usb-c.
                                Проблема переезжает в другую область: купить хороший кабель, который будет нормально поддерживать необходимые режимы работы, при том, что все они выглядят примерно одинаково, разъемы у них одинаковые, а отличаются только цены и заявленные производителями (не всегда правдиво) свойства.
                                  0
                                  купить хороший кабель

                                  Например… такой )
                                  www.pult.ru/product/kabel-mejblochnyy-video-wire-world-platinum-starlight-7-hdmi-7m
                                  Я в том смысле, что сейчас разброс цен на кабели достаточно большой — и думается тут есть элемент обмана, а станет еще больше.
                                    0
                                    Глядя на ценник, возникает вопрос: а какой кофе он приносит в постель? Эспрессо, американо, капучино? В том, что он это умеет (за 5 штук баксов то), не хочется даже сомневаться)
                                      0
                                      Тут то понятно, чисто развод на богатенького лоха. А вот в М.Видиа/Эльдорадо и т.п. HDMI, висящие рядом с TV, тоже развод, но менее наглый(хотя в последнее время видимо народ допер и перестал там покупать).
                                      Самая честная цена на них либо в чисто компьютерных магазинах(которые почти выдавили), либо в Китае.
                                        +1
                                        В Китае, к сожалению, неизвестно из чего вам сделают кабель.
                                        Не так давно купили дешевых кабелей питания (!) для DC — у метрового кабеля сопротивление 2.5 Ома. А еще качество разъемов… в общем, обычно лучше слегка переплатить.

                                  +3
                                  Unpredictable Serial Bus
                                  +1
                                  Кстати, насчёт большой мощности и спаленных портов.
                                  Разве нельзя сделать протокол обмена информацией между двумя устройствами?
                                  Что-то типа как раньше два Dial-Up одема тестили линию перед началом передачи.

                                  Например, я подключаю к компьютеру современный планшет с поддержкой 100-Вт зарядки, чтобы зарядить.
                                  Контроллер USB-порта в планшете спрашивает контроллер USB в компе:
                                  «Какая твоя версия?»
                                  Контроллер ПК отвечает «4.0, поддерживаю отдачу мощности до 100 Вт».
                                  Планшет: «ОК, я тоже. Начинаем тестировать кабель. Беру мощность 100 Вт, 500 мс, замеряй ток».
                                  Комп: «ОК».
                                  Комп: «Тест окончен. Ток составил x ампер, напряжение просело на x В.»
                                  Планшет: «Ток был x А, напряжение просело на y В. Потери 32% мощности, кабель непригоден для данного режима».
                                  Комп: «ОК, жду указаний».
                                  Планшет: «ОК, вывожу пользователю алерт. Пробуем стандартную зарядку. Тест: беру мощность 10 Вт (2А, 5В), 1 с. Замеряй мощность».
                                  Комп: «ОК».
                                  Комп: «Тест окончен. Ток составил 1,9 А, потери 5%, тест пройден»
                                  Планшет: «ОК, готов заряжаться током 2А, напряжением 5В, включай!»
                                  Комп: «ОК, включаю».
                                    +5
                                    Разве нельзя сделать протокол обмена информацией между двумя устройствами?
                                    Уже. Почитайте стандарт. Называется USB Power Delivery. Без предварительного согласования питающий порт напряжение не поднимает. Измерение тока стандарт не подразумевает, хотя потребитель декларирует верхнюю границу по току посредством резисторов на контактах CC1/CC2.
                                      0
                                      В PD согласовываются только порты (оконечные устройства), а предложение выше было как-то проверить кабель.

                                      У пассивного кабеля максимум, что можно безопасно измерить — сопротивление. А напряжение пробоя, сечение/материал провода — уже нет.
                                        0
                                        Сами кабеля по стандарту тоже «говорят» какой ток они умеют, вот только китайцы частенько не парятся и на кабеле с максимально тонкими жилами ставят как на 5А.
                                        К примеру, подключая 3А PD кабель к блоку питания 87W, ноутбук показывает что доступная мощность 60W(вместо 87W с 5А кабелем).
                                        А изоляция, если не ошибаюсь, у всех кабелей что прикидываются USB PD, должна 20В соответствовать.
                                          0
                                          Это как, usb-кабель — уже активное оборудование?
                                            +2
                                            Для поддержки USB PD — да, внутри коннектора стоит чип(«e-marker»), который «говорит» что поддерживает этот кабель.
                                      +3
                                      Планшет: «Мы тут с тобой застряли почти на сутки :(»
                                        +2
                                        Планшет: «Слушай, тут вроде пользователь что-то хочет...».
                                        Комп: «Не обращай внимание, он вечно что-то хочет. Мы ведь так хорошо общаемся.».
                                          0
                                          Оно вроде так и было даже на старых юсб. Asus ai charger, который при втыкании айпеда или айфона в юсб заряжал их быстрее. Правда не знаю почему только ios девайсы, ни одно ведро не могло заряжаться так быстро от юсб.
                                            0
                                            Там в драйвере были прошиты VID/PID идентификаторы эппловских девайсов. При этом, как я понимаю, технология была сделана на отвали, лишь бы в рекламе показать, и не развивалась, поэтому обновлений для других устройств или просто галки пользователю предоставлено не было.
                                          +1
                                          и произойдет вместе с обновлением USB Type-C.
                                          Какое обновление для Type-C планируется?
                                            +3
                                            подключение до двух 4K-дисплеев с частотой обновления 60 ГГц или одного 5K-дисплея.

                                            60 ГигаГерц? Обалдеть, дайте два!
                                              0
                                              Добрый день!
                                              Объясните мне, пожалуйста, несколько утверждений, касающихся USB в целом.
                                              1. Нужен универсальный протокол соединения — нагородили USB 1.1 и 2.0. Для большинства применений их стандартов хватило на десятилетие.
                                              2. Придумали процессоры Core. Появился USB 3. До сих пор нет периферии под его полную скорость передачи данных.
                                              3. Появилась потребность передавать питание — начали городить буквально кучу стеков, стандартов, протоколов, контроллеров. Дошли до 100 Ватт по 5В шине. Объявили это достижением.
                                              4. Решили поднять скорость 5Гбит, 10Гбит, 15, 20… Ого, а где взять периферию? Когда будут флэшки на 20Гбит и на каких физических принципах они будут работать? MRAM что ли? А дешевле и надежнее?
                                              5. Какова будет цена материнской платы со всеми этими наворотами? Не получится ли как с PCIe — 16 линий с процессора и крутитесь как знаете с размножителями выходов?
                                              6. 19AWG — это и все, что не нарушает законы Ома (в Китае). Где нормальные оптические стандарты?
                                                +2
                                                Для большинства применений их стандартов хватило на десятилетие

                                                Их хватало с запасом на устройства ввода и на всякие принтеры/сканеры/модемы, но со storage devices проблема была практически с самого начала.

                                                Появился USB 3. До сих пор нет периферии под его полную скорость передачи данных.

                                                Быстрые флешки, любой внешний hdd и тем более ssd.

                                                Дошли до 100 Ватт по 5В шине. Объявили это достижением.

                                                Во-первых, 100 ватт достигаются при 20 вольтах. Во-вторых, при подключении, например, внешней видеокарты высокоскоростным thunderbolt3 ноутбук получает питание через тот же кабель — это ли не достижение?

                                                Решили поднять скорость 5Гбит, 10Гбит, 15, 20… Ого, а где взять периферию?

                                                Мониторы 4K/5K/8K, внешние видеокарты, внешние ssd.

                                                Какова будет цена материнской платы со всеми этими наворотами?

                                                Цена-то особо не меняется, просто прогресс идёт вперёд. Когда USB4 станет стандартом, он постепенно появится в устройствах всех ценовых категорий, как это было сначала с 2.0, затем c 3.0

                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.