یو اس بی 4 : همه آنچه درباره استاندارد USB 4 می دانیم

گروه توسعه‌دهنده USB قصد دارد استاندارد USB 4 را معرفی کند. گفتنی است این استاندارد، ویژگی‌های جدیدی را برای پورت USB تعریف خواهد کرد. در این مطلب به تمامی جزییات و اطلاعات منتشر شده از یو اس بی 4 خواهیم پرداخت.

استاندارد USB 4 جدیدترین نسل از درگاه‌های پرکاربرد و مهم یو اس بی خواهد بود؛ درگاه‌هایی که امکان انتقال داده‌ها و فایل‌ها را با سرعتی بالا فراهم می‌کنند. یو اس بی 4 شامل ویژگی‌های جدید و جذاب فراوانی خواهد شد. در ادامه این مطلب به تفصیل، استاندارد یو اس بی ۴ را بررسی می‌کنیم.

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

• مزایای اصلی USB 4
• آیا USB 4 با درگاه USB نوع C سازگار است؟
• سازگاری با درگاه تاندربولت 3
  • مزایای USB4 در مقابل تاندربولت 3
• سه سرعت مختلف برای USB4
• به اشتراک گذاری عالی پهنای بین پهنای باند و دیتا
• USB4 از استاندارد USB PD پشتیبانی خواهد کرد
• USB4 با نسخه‌های پیشین USB سازگار است
• استاندارد یو اس بی 4 هزینه تولید بالایی دارد
• سازگاری با درگاه تاندربولت 4
• دلیل نامگذاری USB4 به جای USB 4
  • استراتژی نامگذاری نسخه‌های مختلف USB4 در آینده
• سخن پایانی

مزایای اصلی USB 4

همان‌طور که در مقدمه این مطلب بیان کردیم اتصال جدید یو اس بی 4 مزایای جدیدی را به همراه خواهد داشت. اینها دلایل قانع‌کننده‌ای هستند که شرکت‌ها را به سوی گنجاندن درگاه USB 4 در دستگاه‌های خود سوق خواهند داد. در این راستا باید بگوییم USB 4 سه ویژگی خوب را نسبت به درگاه‌های پیشین برای کاربران به ارمغان می‌آورد. که عبارتند از:

• حداکثر سرعت 40 گیگابیت در ثانیه: با برخورداری از کابل دو طرفه، برخی از دستگاه‌ها می‌توانند مشابه درگاه سریع تاندربولت 3 انتقال اطلاعات را به 40 گیگابیت در ثانیه برسانند.
• سازگاری با دستگاه‌های برخوردار از تاندربولت 3: باید بگوییم که برخی از انواع یو اس بی 4 ها با دستگاه‌هایی که دارای پورت اتصال تاندربولت 3 هستند، سازگار خواهند بود.
• تخصیص منابع بیشتر برای ویدیو: اگر با استفاده از USB4 نسبت به انتقال ویدیو و دیتا به صورت همزمان اقدام کنید، پهنای باند با استفاده از این پورت به صورت بهینه اختصاص خواهد یافت. در این صورت اگر فایل ویدیویی تنها به 20 یا 30 درصد از پهنای باند برای نمایش مناسب روی مانیتور 1080 پیکسل نیاز داشته باشد، درصد باقیمانده به انتقال سایر فایل‌ها آزاد خواهد بود.

آیا USB 4 با درگاه USB نوع C سازگار است؟

شاید این جمله نیازی به تایید نداشته باشد و واضح است که استاندارد USB 4 با کانکتور USB Type-C کار خواهد کرد. بنابراین انتظار نداشته باشید در دستگاه‌های برخوردار از یو اس بی 4 شاهد حضور درگاه‌های قدیمی تایپ A باشید. خب این موضوع خیلی هم تعجب برانگیز نیست چراکه استانداردهای اخیر مانند Power Delivery تنها با درگاه‌های Type-C کار می‌کنند. بنابراین استفاده از یک آداپتور در دستگاه‌ها مثلا برای اتصال به Type-A 3.1 باعث کاهش سرعت و توان خروجی خواهد شد.

سازگاری با درگاه تاندربولت 3

اینتل که سازنده فناوری بسیار سریع انتقال اطلاعات یعنی تاندربولت 3 است، اعلام کرده که حق انحصاری این تکنولوژی انتقال را در راستای برقراری امکان سازگاری استاندارد USB 4 و تاندربولت 3 در اختیار سازمان توسعه دهنده استاندارد USB قرار داده است. این خبر برای همه کاربران مخصوصا آن دسته از کاربرانی که قصد استفاده از کارت گرافیک خارجی یا eGPU را برای لپ تاپ و یا اجرای بازی در کامپیوتر دارند، خبر خوبی محسوب می‌شود. با اینکه امروزه کارت‌های گرافیک خارجی در بازار وجود دارند که از درگاه تاندربولت 3 پشتیبانی می‌کنند، اما باید بگوییم که در طرف مقابل تعداد کمی از کامپیوتر رومیزی و لپ‌تاپ‌ها در بازار موجودند که مجهز به درگاه تاندربولت 3 باشند.

مزایای USB4 در مقابل تاندربولت 3

علاوه بر این خوب است بدانید از آنجایی که تاندربولت 3 محصولی از اینتل است، طبیعی است که در محصولات شرکت AMD حضور نداشته باشد. همچنین تاندربولت 3 قیمت بالایی هم دارد؛ چراکه علاوه بر حق انحصار اینتل برای اینکه بتوان از تاندربولت 3 در دستگاه‌های دیگر استفاده کرد به تراشه مخصوصی نیز نیاز است. در نتیجه تعداد لپ تاپ و کامپیوترهایی که می‌توانند از eGPU پشتیبانی کنند، محدود است. اما با معرفی USB4 اکثر تولیدکنندگان چنین تجهیزاتی می‌توانند بدون آنکه حق امتیازی را به اینتل پرداخت کنند با استفاده از درگاه یو اس بی 4 از مزایای درگاه تاندربولت 3 نیز بهره‌مند شوند.

البته سازگاری با درگاه تاندربولت یو اس بی 4 محسوب نمی‌شود و باز هم ممکن است در برخی از دستگاه‌ها نتوانیم از استاندارد یاد شده بهره‌مند شویم. البته در این رابطه مدیر گروه تولیدی USB، برد ساندرز بیان کرده است که این شرکت، در حال تلاش برای برقراری این امکان است تا اکثر کامپیوترهای برخوردار از درگاه USB از تاندربولت 3 هم پشتیبانی کنند. با این حال از بیانات ساندرز برداشت می‌شود که سازمان توسعه دهنده USB به اینکه سازندگان کامپیوترها، به سازگاری محصولات تولیدی خود در پشتیبانی از تاندربولت 3 توجه کنند، امیدوار است تا در این راستا کاربران مشکلی نداشته باشند. اما باید توجه داشته باشیم همه شرکت‌ها برای استفاده از استاندارد تاندربولت 3 می‌بایست مجوز اینتل را داشته باشند که روند دریافت مجوز برای استفاده از تاندربولت 3 نیز نیازمند پرداخت هزینه خواهد بود.

سه سرعت مختلف برای USB4

اگرچه بر اساس آنچه که بر روی کاغذ بیان می‌شود، سرعت پورت USB 4 تا 40 گیگابیت در ثانیه هم می‌رسد؛ اما همه دستگاه‌های USB از این سرعت پشتیبانی نمی‌کنند. در این رابطه مدیر گروه تولیدی USB بیان کرده است که سه سرعت مختلف برای USB4 وجود دارد که عبارت است از: 10 گیگابیت در ثانیه، 20 گیگابیت در ثانیه و 40 گیگابیت در ثانیه. با این حساب خوب است بدانید که برای دستگاه‌های ارزان‌تر همچون موبایل‌ها و کروم بوک ها سرعت‌های پایین‌تر و برای دستگاه‌هایی مانند لپ تاپ سرعت‌های بالاتر در نظر گرفته خواهد شد. پس در زمان خرید باید این موضوع را مورد بررسی قرار داد.

به اشتراک گذاری عالی پهنای بین پهنای باند و دیتا

یکی از ویژگی‌های اصلی که در بخش مزایای اصلی پورت USB 4 نیز به آن اشاره کردیم و جزو مشخصه‌های استاندارد USB 4 نیز محسوب می‌شود، توزیع مناسب پهنای باند در انتقال همزمان داده‌ها و ویدیو است. به ‌طور کلی، اگر پهنای باندی که در اختیار است معادل 40 گیگابیت بر ثانیه باشد و کاربران همزمان در حال پخش یک ویدیوی 4K و انتقال داده از یک حافظه SSD خارجی باشند و برای پخش ویدیو به 12.5 گیگابیت در ثانیه نیاز باشد، آنوقت 27.5 گیگابیت باقیمانده باید به انتقال داده‌ها اختصاص یابد.

هرچند استاندارد USB-C تا اندازه‌ای این کار را انجام می‌دهد اما مشکل اینجاست که تخصیص پهنای باند با این درگاه تنها به طور مساوی بین منابع مختلف انجام خواهد شد که با توجه به آنچه که اکنون از USB 4 می‌دانیم، این مشکل برطرف می‌شود و شاهد بهره‌وری بالاتر خواهیم بود. با این حساب استاندار جدید تعریف شده USB می‌تواند تحولی را در استفاده از برنامه‌های مختلف رقم بزند. اگر می‌خواهید با تفاوت USB-C با سایر استانداردهای USB که در دستگاه‌های مختلف وجود دارند آشنا شوید می‌توانید به این مقاله از پلازا مراجعه کنید.

USB4 از استاندارد USB PD پشتیبانی خواهد کرد

ابتدا خوب است اشاره کنیم که USB PD مخفف عبارت USB Power Delivery بوده و به استانداردی اشاره دارد که با استفاده از آن می‌توان انرژی الکتریکی را به دستگاه‌هایی که مصرف بالای انرژی دارند، منتقل کرد. از آنجایی که برخی از درگاه‌های USB Type-C امروزی با استاندارد USB Power Delivery سازگار هستند، اما باید بگوییم که همه آن‎‌ها قابلیت پشتیبانی از این ویژگی را ندارند. برای آشنایی بیشتر با بهترین مبدل‌های USB-C برای شارژ و سینک نیز می‌توانید به اینجا مراجعه کنید.

اما از طرفی استاندارد USB 4 به صورت کامل ویژگی USB PD را مورد پشتیبانی قرار می‌دهد. خوب است در این راستا اشاره کنیم که USB PD در تئوری می‌تواند تا توان 100 وات امروزی را برای دستگاه‌های مختلف فراهم کند. اما این بدین معنی نیست که لزوماً همه دستگاه‌ها از این ویژگی پشتیبانی کنند و ممکن است برخی از دستگاه‌ها قادر به دریافت توان یاد شده نباشند؛ پس با این حساب نمی‌توان از USB4 در شارژ یک نوت بوک استفاده کرد. اما می‌توان امیدوار بود که برخی از دستگاه‌ها امکان یاد شده را داشته باشند.

USB4 با نسخه‌های پیشین USB سازگار است

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های خوب استاندارد USB این است که همه نسخه‌های آن با هم کار می‌کنند. در این راستا باید بگوییم که پورت USB 4 هم از این ویژگی مستثنی نبوده و می‌تواند سازگاری خوبی با درگاه USB 3 و USB 2 داشته باشد. اما ناگفته نماند در این اتصالات سرعت انتقال داده‌ها معادل سرعت انتقال داده در نسل پایین‎تر خواهد بود. به ‌عنوان ‌مثال هنگام استفاده از درگاه‌های USB 2 و USB4 سرعت انتقال به میزان سرعت درگاه USB 2 خواهد بود.

خوب است اشاره کنیم انتقال داده با درگاه USB 4 و با استفاده از کابل‌های قدیمی با حداکثر سرعت قابل پشتیبانی از کابل صورت می‌پذیرد. به عنوان مثال در کابلی که حداکثر سرعت 5Gbps است نمی‌توان سرعت بیشتری را در انتقال صرفا به دلیل برخورداری از درگاه USB 4 انتظار داشت.

استاندارد یو اس بی 4 هزینه تولید بالایی دارد

با توجه به اطلاعات انتشار یافته از استاندارد یو اس بی 4 باید بگوییم که در مورد هزینه استفاده از آن هنوز اطلاعات زیادی در دست نداریم اما با توجه به شواهد باید بگوییم که هزینه USB4 در مقابل USB 3.2 بیشتر خواهد بود. اما در طرف مقابل احتمالا هزینه کمتری نسبت به تاندربولت 3 داشته باشد. ساندرز در این خصوص بیان کرده است:

من تصور می‌کنم هزینه تولید این درگاه اندکی کمتر از تاندربولت 3 باشد اما به ارزانی SuperSpeed نیز نخواهد بود. علت هم واضح است. چراکه تمام مشخصه‌های خوب استاندارد پیشین USB حفظ می‌شود و بهبودهایی نیز در این استاندارد اعمال خواهد شد. به همین دلیل قیمت بالاتری نسبت به سایر استانداردهای USB به همراه خواهد داشت.

علاوه بر این، او خاطرنشان کرد که امیدوار است هزینه آن به مرور زمان کاهش یابد. با این حساب به دلیل گران‌قیمت بودن درگاه یاد شده در ابتدا شاهد استفاده از آن در دستگاه‌ها و کامپیوترهای پرچمدار شرکت‌های مطرح در حوزه فناوری خواهیم بود.

فناوری تاندربولت 4 ویژگی‌های جدید متعددی را ارائه خواهد داد

در اوایل سال جاری، شرکت اینتل از تمامی جزییات فناوری تاندربولت 4 پرده‌برداری کرد. طبق این جزییات، سرعت تاندربولت 4 از نسل سوم بیشتر نخواهد بود. با این حال، می‌توانید انتظار وجود قابلیت‌های ارتقا یافته مهمی را از این پورت داشته باشید. اینتل در هفته گذشته از سیستم مورد نیاز فناوری تاندربولت 4 رونمایی کرد. این شرکت توضیح داد که این فناوری، علاوه بر هماهنگی با استاندارد یو اس بی 4، قابلیت‌های گسترش‌یافته‌ای نسبت به نسل پیشین خود خواهد داشت. از جمله مهم‌ترین تغییرات تاندربولت 4 می‌توان به دو برابر شدن حداقل داده و ویدیو مورد نیاز در مقایسه با نسل سوم اشاره کرد. در واقع، کاربران برای بهره بردن از این فناوری نیاز به دو نمایشگر 4K یا یک نمایشگر 8K خواهند داشت. در سوی دیگر، تاندربولت 4 همان سرعت 40 گیگابیت بر ثانیه تاندربولت 3 را ارائه می‌دهد.

اگر به خاطر داشته باشید، تاندربولت 3 از اتصالات PCIe با حداقل سرعت 16 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کرد؛ رقمی که در نسل چهارم به 32 گیگابیت بر ثانیه رسیده است. برای مقایسه، استاندارد USB 4 از حداکثر سرعت 20 گیگابیت بر ثانیه با 7.5 وات توان تغذیه انتقالی بهره برده و از یک نمایشگر 4K پشتیبانی می‌کند. علاوه بر این‌ها، برای استفاده از این فناوری جدید نیاز به حفاظ VT-d DMA اینتل و ابزارهای جانبی چون داک‌های مخصوص تاندربولت خواهید داشت. لپ‌تاپ‌های با توان‌های کمتر از 100 وات، باید حداقل شامل یک پورت تاندربولت 4 برای شارژ، باشند. با توجه به موارد مذکور، تاندربولت 4 را می‌توان ارتقایی واضح بر نسل سوم این فناوری دانست. اینتل اعلام کرده که با همکاری با تولیدکنندگان، گواهی‌های استاندارد این فناوری را ثبت خواهد کرد. همان‌طور که به نظر می‌رسد، فناوری تاندربولت 4 منجر به تسهیل تولید قطعات کامپیوتری خواهد شد. در طرف مقابل، مشتریان نیز می‌توانند با استفاده از حداقل ویژگی‌های جدید چون پشتیبانی از درایوهای سریع‌تر و دو مانیتور 4K، استفاده‌های فراوانی از این فناوری ببرند. انتظار می‌رود که نخستین موج از دستگاه‌های پشتیبان از پورت‌های تاندربولت 4 تا اواخر سال جاری عرضه شوند.

دلیل نامگذاری USB4 به جای USB 4

برخلاف سایر نسخه‌های USB در نام نسخه جدید USB بین عبارت USB و عدد نسخه هیچ فاصله‌ای وجود نخواهد داشت. اگرچه کاربران به رسم عادت استاندارد یاد شده را به صورت USB 4 به یاد خواهند داشت اما بنا بر بیان مدیر سازمان USB هدف از تغییر نام این است که تمرکز از روی عدد روی نسخه برداشته شود و توجه کاربران بیشتر بر روی نام برند باشد و به این ترتیب کمتر با اعداد گیج شوند.

یکی از چیزهایی که باید به آن اشاره کنم این است که این بار قصد نداریم نسخه‌های جزئی و مختلفی مانند 4.0، 4.1 و یا 4.2 را روانه بازار کنیم. علاوه بر این تمایلی هم نداریم که از این طریق بین درگاه‌های مختلف که در دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شوند، تمایزی ایجاد کنیم. درواقع هدف از این کار ارائه همه چیز در ساده‌ترین حالت ممکن است.

خوب است بدانید مشخصات USB 3.x با نسخه‌های عددی مختلفی معرفی شد که شامل USB 3.0، USB 3.1 Gen 1، USB 3.1 Gen 2 و چهار نسخه مختلف از USB 3.2 است. شما می‌توانید در اینجا با تفاوت نسخه‌های مختلف USB 3 آشنا شوید. البته این همه ماجرا نیست و باید اضافه کنیم که بعضی از نسخه‌ها خصوصیات اختیاری مانند USB PD و حالت Alt را هم ارائه می‌دهند که با باعث افزایش تعداد مختلف نسخه‌های آن می‌شوند. اما به گفته ساندرز این نوع نامگذاری بیشتر برای توسعه‌دهندگان کارایی دارد. وی در این راستا امیدوار است که تولیدکنندگان از اسامی ساده‌تری مانند SuperSpeed USB در بازاریابی تولیدات خود استفاده کنند.

استراتژی نامگذاری نسخه‌های مختلف USB4 در آینده

با این حال گروه تبلیغاتی USB قصد ندارد نسخه‌های جدید را با ارائه عدد در انتهای نامشان متمایز کند. با این حساب انتظار می‌رود که این نوع از نسخه‌ها با خصوصیاتشان شناخته شوند. به عنوان مثال یکی دو سال که از عرضه پورت USB 4 بگذرد، احتمالا شاهد نامگذاری USB4 80 Gbps بر روی این فناوری خواهیم بود. با این حساب هنوز در مورد استراتژی نام تصمیمی گرفته نشده است و شاید این نسخه از فناوری USB با نام بازاریابی خاصی روانه بازار شود. درواقع ساندرز معتقد است به این دلیل که درگاه یاد شده خصوصیات منحصر به فردی دارد و در آینده این خصوصیات ارتقا می‌یابند، پس لزومی ندارد که با اعداد نامگذاری شوند و نامشان می‌تواند شامل بخشی از خصوصیاتشان باشد.

سخن پایانی

در این مطلب به تمامی ویژگی‌ها و اخبار یو اس بی 4 پرداختیم؛ نسل جدید درگاه‌های انتقال داده که سرعتی بیش از همیشه را برای کاربران به ارمغان خواهد آورد. برخی موارد چون سازگاری این استاندارد جدید با فناوری تاندربولت 4 را می‌توان از هیجان‌انگیزترین جنبه‌های آن دانست. نظر شما در مورد فناوری یو اس بی 4 چیست؟ آیا انتظاراتتان را از نسل جدید درگاه‌های انتقال داده برآورده کرده است؟