自從USB4出來以后，我們就一直發布很多文章和鏈接來分享相關的資訊，但是實在熱度太高，到哪里都是問USB4市場如何。從早期的USB 1.0時代、數據傳輸1.5Mbps的接口開始，USB經歷了多個世代。出現了USB 1.0、USB 2.0、USB 3.0等多個規格，接口外形和設計方案也出現了USB Type-A、USB Type-B以及現在比較最常見的USB Type-C等，USB4不僅傳輸速度更快，兼容性也更好（支持向后兼容即兼容更低版本），它可以更高效地連接幾乎所有設備并為其充電。如果你的手機、電腦、顯示器、打印機等設備都支持USB4，那么理論上你只需要一根支持USB4的數據線，就可以在設備之間進行連接，居家辦公也會因此方便很多，再也不需要買各種接口的轉換線了，因此USB4可以讓我們的工作模式更加豐富和便捷。此外，USB4的另一個厲害之處還在于它有望應用于支持人工智能計算的邊緣設備中。

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USB4 v.s. USB3.2

USB 3.2是USB-IF組織新發布的標準，其實早在2017年的9月份就已經推出，單純從技術角度來看，USB 3.2是對USB 3.1的改進和補充，核心變化就是數據傳輸速度提升到20Gbps，接口則沿用了USB 3.1時代起就確定的Type-C方案，不再支持Type-A和Type-B兩種接口。USB4和USB3.2使用的都是Type-C接口，但USB4卻要復雜得多。USB4支持通過同一個Type-C接口，在同一個鏈路上，同時進行主機至主機、PCI Express （PCIe）、DisplayPort音頻/視頻和USB數據的傳輸。兩個USB4主機可通過主機至主機隧道傳輸交換IP數據包；DisplayPort和USB隧道傳輸意味著音頻、視頻、數據和電源可通過同一個接口傳送，速度比使用USB3.2時快很多。此外，PCIe隧道傳輸可提供高帶寬、低延遲，能夠實現高吞吐量的大容量存儲、邊緣人工智能和其他多種用例。

USB4將兩個傳輸和接收通道整合為一個USB-C接口，速率可達20Gbps和40 Gbps，每個通道數據速率可達約10Gbps或 20Gbps。對芯片開發者來說，這一數據非常重要，他們需要知道：Thunderbolt3模式在每個傳輸和接收通道上的數據速率為10.3125 Gbps或20.625Gbps。在傳統USB模式中，只有一個傳輸/接收通道在5 Gbps（USB3.0）或 10 Gbps（USB3.1）的速率下運行，USB3.2的兩個通道都在10 Gbps的速率下運行.

在耐用度方面，Type-C接口的受力部件主要是外部金屬殼，強度更高且更不容易損壞，中央的數據通道被弧形外殼保護，很難受到破壞，設計要求顯示，USB Type-C能夠維持10000次以上的插拔不會損壞，按照一天插拔3次來計算的話，USB Type-C插接口至少能使用10年時間.

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加速部署USB4

在USB 3.2正式協議公布之后，USB組織又在很短的時間內預告了有關USB 4規格的內容，和之前USB 3.2等標準基于USB自家協議不同的是，USB 4在基礎協議上不再采用USB規范，轉而采用英特爾徹底公開的雷電3規范，這也是USB數十年發展中最大的一次改變。當使用 Type-C 連接器連接的時候， USB4 的功能 取代 USB 3.2 ，并保持 USB 2.0 同時運行,USB 3.2 Enhanced SuperSpeed 仍然是 USB4 物理線路上 "USB 數據" 傳輸的基礎架構,USB4 和 USB 3.2 最大的區別在于 USB4 是面向連接的，USB4 設計了隧道（tunneling）以便將多種協議的數據在單一物理接口上聯合傳輸，這樣一來 USB4 的速度和能力能被動態的共享,USB4 能在數據傳輸的同時，支持其他顯示協議，或者主機到主機的通信,此外，USB4 還在相同的雙路雙單工（dual-lane, dual-simplex）架構上，將通信速度從 USB 3.2 的 20 Gbps (Gen2x2) 提高到了40Gbps(Gen3x2).

USB4 除了實現高速USB(基于USB3)之外，還基于DisplayPort定義了顯示隧道，基于PCIe定義了load/store 隧道.

USB 速度方面：USB4 主機必須支持 20Gbps ，并可選支持 40Gbps，雖然它可以達到高達40 Gbps的理論速度，但并非所有USB設備或主機都支持該標準。Saunders說將有三種速度：10 Gbps，20 Gbps和40 Gbps。期望更小，更便宜的設備（如手機和Chromebook）使用較低速度之一，當你購買筆記本電腦時，如果你希望獲得最快的USB 4連接，則需要確保查看規格.

顯示方面：USB4 的顯示隧道協議基于DisplayPort 1.4a， DP 1.4a 本身是支持 8k 60Hz 或者 4k 120 Hz的，USB4 主機要在所有下行端口支持 DisplayPort ，如果您使用USB 4端口同時傳輸視頻和數據，端口將相應地分配帶寬，因此，如果視頻僅需要20％的帶寬來驅動您的1080p顯示器（也是一個集線器），那么另外80％的視頻將可以從外部SSD傳輸文件.

PCIe隧道方面: USB4 主機對 PCIe 的支持是可選的。USB4 Hub 應當支持 PCIe 隧道，內部應當事先 PCIe Switch.

USB 4規范的一個重要部分是能夠動態調整通過同一連接發送視頻和數據時可用的資源量。因此，假設你擁有最大40 Gbps的USB 4，并且在從外部SSD復制大量文件時輸出到4K顯示器。假設規定視頻源需要大約12.5 Gbps，在這種情況下，USB 4會將剩余的27.5 Mbps分配給備份驅動器。

USB-C引入了“替代模式”，即從Type-C端口傳輸DisplayPort / HDMI視頻的能力，但目前的3.x規范并沒有提供分割資源的好方法，根據Saunders的說法，DisplayPort alt模式可以將USB數據和視頻數據之間的帶寬精確地分成50/50，而HDMI alt模式根本不允許同時使用USB數據.

USB4 定義了 40Gbps 的標準，能動態共享帶寬使得單根數據線可以實現多種功能。 有了 USB4 之后，可以在一根線上同時傳輸 PCIe 和顯示數據，外加傳統 USB 功能，還能供電（由 USB PD 提供）非常方便。今后大部分的外設，無論是高速網絡，外接顯卡，高清顯示器，大容量高速存儲設備，甚至一臺機器和另一臺機器，都能通過 一個Type-C 接口互聯。而且如果這些設備實現了USB4 Hub，你還可以從 這些設備串聯或者分支連接更多的設備，簡直是非常方便.

USB4主要優點

與以前的USB版本相比，USB 4標準有三個主要優點.

40 Gbps最大速度：

通過使用雙通道電纜，某些設備將能夠以高達40 Gbps的速度運行，速度與Thunderbolt 3相同.

與Thunderbolt 3設備兼容：

部分（但不一定是所有）USB 4實施也適用于Thunderbolt 3設備。

更好的視頻資源分配：

如果您使用USB 4端口同時傳輸視頻和數據，端口將相應地分配帶寬。因此，如果視頻僅需要20％的帶寬來驅動您的1080p顯示器（也是一個集線器），那么另外80％的視頻將可以從外部SSD傳輸文件。

將使用Type-C端口

USB4只能在Type-C連接器上運行。不要指望看到帶有老式Type-A端口的USB 4設備或集線器。因為其他最近的標準，如USB Power Delivery僅適用于Type-C,例如，如果使用適配器連接到Type-A 3.1端口，速度和功率將下降到最小公分母。

所有USB4主機均支持USB PD

目前一些USB Type-C設備支持USB供電（USB PD）標準，用于向高功率設備供電，但并非所有設備都可以。每個USB 4設備和主機都必須符合USB PD，這樣可以實現更高的功率和更好的電源管理。

USB PD理論上可以提供高達100瓦的功率，但充電設備不必支持這么大的功率。因此，無法保證給定的USB 4端口能夠提供或占用特定筆記本所需的數量。

向后兼容較舊的設備

所有USB產品的最佳之處在于它們如何協同工作。USB 4可與USB 3和USB 2設備和端口配合使用。但是你只能獲得連接中最薄弱環節的速度和能力。當將USB 4設備掛接到USB 3.2端口時，USB 4設備將無法以40 Gbps的速度傳輸，而舊式USB 2端口不會因為將其連接到全新的USB 4備份驅動器而突然變得更快。

制造成本比USB 3.2更高

大規模采用的另一個障礙是增加了USB 4的成本,雖然不知道PC和設備供應商增加USB 4連接的確切成本，但已知的是它需要比最新的當前標準更昂貴的組件，USB 3.2

為什么USB 4被正式拼寫為“USB4”

與其他所有版本的USB不同，新規范在版本號之前正式拼寫，沒有空格。雖然我們認為大多數人可能會把它寫成USB 4，但官方名稱是USB4,USB Promoter Group首席執行官布拉德·桑德斯（Brad Saunders）解釋說，他在刪除空間方面的目標是將重點放在版本號和品牌名稱上,USB 3.x規格已經填充了不同的版本號，包括USB 3.0，USB 3.1 Gen 1，USB 3.1 Gen 2和四個不同版本的USB 3.2，此外還有USB PD等可選功能的存在與否備用模式。但桑德斯說，這些數字真的適合開發人員，他希望原始設備制造商在營銷他們的產品時會使用更簡單的術語，如“SuperSpeed USB”.

也許是因為他擔心營銷人員向消費者投入太多數字，Saunders表示該組織不打算使用版本號進行規格更新。因此，即使兩年內迭代速度更快，它仍然可能被稱為USB 4，但速度數字在其之后（比如USB4 2.0 &80 Gbps）。他和他的團隊還沒有決定品牌戰略，所以USB 4可能還有營銷名稱。就像USB 3.x被稱為“SuperSpeed USB”一樣，USB 4最終可能會有自己的名字.

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USB4加速來了

近幾年，遠程學習和辦公的頻率大幅增加，也推動了這幾項數據的增長。而更加順暢的上網課和居家辦公需要更快的數據網絡和更高的設備接口速度，USB4的誕生恰逢其時，滿足了新的學習和工作模式對于數據和接口速度的需求。無論是現實應用的升級還是工作學習模式的轉換，都需要芯片加持。在芯片設計中將接口規范升級為USB4，并確保所有系統組件能夠協同工作。總的來看，USB 3.2和USB 4的開始商用，大大推進了這一在我們生活中應用廣泛的高速接口的發展，使得數據的轉移和復制更為方便，可以預見的是，在USB4成為主流接口的時候，“一接口走天下”的時代已經到來，顯示器也只需要一根線就能完成電能和信號傳輸，這將大大方便人們的生活；USB4加速來了！

審核編輯：湯梓紅