همه آنچه که باید درباره استاندارد USB4 بدانید

USB4 یک استاندارد جدید اتصال است که مشخصات آن به تازگی توسط فروم پیاده‌کنندگان USB تایید رسمی شده است. اما اینکه USB4 چه مشخصاتی دارد و از چه سرعتی پشتیبانی می‌کند، سوالاتی هستند که در این مطلب به آنها پاسخ خواهیم داد. پس با ما همراه باشید تا از نزدیک نگاهی به این استاندارد جدید بیندازیم.  

ابتدا باید بگوییم که مسیری که از سالیان پیش در حوزه اتصال‌های کابلی دستگاه‌ها شروع شده و الان نیز به USB4 منتهی گردیده، در واقع یک مسیر بسیار طولانی و پرپیچ‌وخم بوده است. اگر جزو کسانی هستید که استاندارهای قبلی فروم پیاده‌کنندگان USB را دنبال می‌کنید، حتما با نام‌گذاری‌های گیچ‌کننده این فروم در رابطه با استاندارهایش آشنایی دارید.

همانطور که احتمالا می‌دانید ما بعد از USB 2.0 و USB 3.0، شاهد معرفی استادارد USB 3.1 نسل اول (با سرعت انتقال داده ۵ گیگابیت بر ثانیه) و USB 3.1 نسل دوم ( با سرعت انتقال ۱۰ گیگابیت بر ثانیه) بودیم که بعدا به استاندارهای USB 3.2 نسل اول و USB 3.2 نسل دوم که دارای سرعت انتقال داده ۲۰ گیگابیت بر ثانیه بودند، ارتقا پیدا کردند. این نکته را هم باید یادآور شویم که برای اشاره به دو نسل اول و دوم USB 3.2، از اصطلاح USB 3.2 Gen 2×2 استفاده می‌شود. البته با توجه به اینکه به‌کارگیری پسوند‌ «نسل» در انتهای نام استانداردها، اغلب باعث سردرگمی کاربران می‌شود، فروم پیاده‌کنندگان USB اخیرا پیشنهاد کرده است که برای مشخص ساختن سرعت‌های ۵، ۱۰ و ۲۰ گیگابیت بر ثانیه، به ترتیب از اسامی SuperSpeed USB ،SuperSpeed USB 10Gbps و SuperSpeed USB 20Gbps استفاده گردد. ضمنا بد نیست بدانید که استاندارد SuperSpeed USB 20Gbps یا همان USB 3.2 Gen 2×2 نیاز به کانکتورهای USB-C دارد.

استاندارد USB4 در مقایسه با USB 3.2 Gen 2×2 قرار است داده‌ها را با سرعت دو برابر بیشتر یعنی ۴۰ مگابیت بر ثانیه انتقال دهد. در حال‌حاضر این میزان سرعت انتقال داده، تنها در استاندارد تاندربولت ۳ شرکت اینتل قابل دسترسی است؛ استانداری که خود USB4 بر پایه آن ساخته شده است.

با توجه به معرفی USB4 در ماه مارس امسال و تایید اخیر مشخصات آن توسط فروم پیاده‌کنندگان USB انتظار می‌رود که سازندگان دستگاه‌ها از همین الان شروع به ساخت محصولات خود براساس این استاندارد جدید بکنند. البته این پروسه مسلما زمان‌بر خواهد بود، اما احتمالا در سال ۲۰۲۰ شاهد اولین دستگاه‌های مجهز به استاندارد USB4 خواهیم بود.

مشخصات USB4 و عملکرد آن

همانطور که در بالا گفته شد، USB4 بر پایه پروتکل تاندربولت ۳ ساخته شده است. اینتل، استاندارد خود را به‌طور رایگان در اختیار گروه توسعه‌دهندگان USB قرار داد تا این گروه بتواند USB4 را با سرعتی معادل سرعت تاندربولت ۳ ارایه کند. USB4 قرار است این قابلیت فوق‌العاده خود را در دسترس همه سازندگان قرار بدهد. این ویژگی قبلا تنها توسط شرکت‌هایی عرضه می‌شد که به‌طور مستقیم با اینتل کار می‌کردند.

اما در رابطه با موضوع سازگاری استاندارد جدید با استانداردهای قدیمی، USB4 قرار است با USB 3.2 و USB 2.0 سازگار باشد. البته برای وصل کردن یک کابل USB4 به پورت‌های قدیمی‌تر، نیاز به یک آداپتور خواهد بود. البته ذکر این نکته لازم است که کابل‌هایی با استاندارد USB4، مانند کابل‌های USB 3.2 Gen 2×2، منحصرا از کانکتورهای USB-C استفاده خواهند کرد.

USB4 با تاندربولت 3 نیز سازگاری خواهد داشت. البته پیاده‌سازی این سازگاری اختیاری است و بستگی به خود سازندگان خواهد داشت. اجباری نبودن این کار، به خاطر آن است که شرکت‌های سازنده اسمارتفون تمایلی به انجام آن ندارند؛ ولی با این‌حال انتظار می‌رود که سازندگان پی‌سی این سازگاری را در دستگاه‌های خود پیاده‌سازی کنند.

درباره مشخصات استاندارد جدید باید بگوییم که USB4، صرفا سرعت انتقال داده‌ها را افزایش نداده است. به گفته فروم پیاده‌کنندگان USB، استاندارد USB4 با داشتن پروتکل‌های چندگانه نمایشگر و داده، حداکثر پهنای باند خود را به‌نحو موثری به اشتراک خواهد گذاشت؛ به این معنی که در هنگام انتقال سیگنال‌های چندگانه (برای مثال سیگنال ویدیویی و داده) از طریق یک کابل USB4، هیچ پهنای باندی به هدر نخواهد رفت و هر سیگنالی، آن میزان از پهنای باند را استفاده خواهد کرد که واقعا نیاز دارد. این در حالی است که قبلا در مورد USB 3، سیگنال ویدیویی می‌توانست پهنای باند بیشتری را که فراتر از حد نیازش بود، اشغال کند و به این ترتیب پهنای باند کمتری برای انتقال سیگنال داده باقی بماند. قابلیت‌ دیگر USB4 این است که این استاندارد نیز مانند تاندربولت ۳، توانایی انتقال برق ۱۰۰ واتی را خواهد داشت.

هزینه‌های USB4

برنامه گذار همه دستگاه‌ها به استاندارد USB4 و استفاده آنها از کانکتورهای USB-C هدف بسیار بلندپروازانه‌ای است و مسلما به این زودی‌ها محقق نخواهد نشد. در حالیکه انتظار می‌رود اولین دستگاه‌های USB4 از سال ۲۰۲۰ وارد بازار شوند، اما پروسه به کارگیری گسترده این استاندارد، احتمالا به خاطر مسایل مالی و هزینه‌هایی که در بر خواهد داشت، به کندی پیش خواهد رفت.

طبیعتا سازندگان دستگاه‌ها برای پیاده‌سازی USB4، مجبور به ساخت سخت‌افزارهایی هستند که پورت‌های USB4 را بر روی خود داشته باشند و این کار مسلما هزینه‌های بیشتری را در مقایسه با پیاده‌سازی استانداردهای نسل قبلی در پی خواهد داشت. بنابراین مشکل هزینه‌ها، بدون شک در مراحل اولیه توسعه USB4 وجود خواهد داشت و این بدین معنی است که تا مدت زمان مشخصی همچنان شاهد پورت‌های USB قدیمی بر روی دستگاه‌ها خواهیم بود. ضمن اینکه قرار نیست در هر موردی، از کانکتورهای USB4 استفاده شود. برای مثال، برای اتصال یک کیبورد، نیازی به کابل USB4 نیست. مساله دیگر در رابطه با هزینه‌ها، مربوط به کابل‌های USB4 می‌شود. از آنجاییکه این کابل‌ها نیاز به کیفیت بالایی جهت انتقال داده‌ها با سرعت ۴۰ مگابیت بر ثانیه دارند، هزینه ساخت‌شان بسیار گران‌تر از کابل‌های USB قبلی خواهد شد.

اما نکته مثبت در رابطه با هزینه‌ها این است که USB4 در مقایسه با تاندربولت ۳ اینتل که هزینه‌‌های پیاده‌سازی سرسام‌آوری دارد، توانسته مسیر جدید و تازه‌ای را پیش روی سازندگان قرار دهد تا آنها بتوانند دستگاه‌های جدید خود را با هزینه‌های نسبتا کمتری روانه بازار کنند.

و در آخر، بار دیگر باید یادآور شویم که عرضه دستگاه‌های مجهز به استاندارد USB4 زمان‌بر خواهد بود، اما با این‌حال، در آینده نزدیک شاهد تحول بزرگی در زمینه اتصال‌های USB خواهیم بود. البته در این مرحله طولانی گذار، احتمالا با سردرگمی‌های بیشتری در رابطه با قابلیت‌های هر کدام از کانکتورها و استانداردهای آنها روبه‌رو خواهیم شد.