USB4 1.0 版規範正式釋出,最快 40Gbps 把 USB3、PCIe、DisplayPort 統統包在一起

作者 | 發布日期 2019 年 09 月 09 日 8:45 | 分類 3C , 周邊 , 零組件 follow us in feedly


USB-IF 近年來真的相當熱鬧,除了從 USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2 一路改名改制,今年 Intel 強勢主導的 Thunderbolt 3 也將會是下一世代選用重點之一,如今 USB4 1.0 版規範正式於 USB-IF 網站推出,不僅速度更快,也要加強宣傳 Type-C,以及 Type-C 傳輸內容功能多樣化。

USB-IF 近日終於公布 USB4 1.0 版規範,實體介面連接埠同樣拋棄使用已久的 Type-A、Type-B,改採 Type-C 形式,Type-C 支援單通道、雙通道傳輸模式,且 USB4 最快速度將從 USB 3.2 的 Gen2×2 20Gbps 提升至 Gen3×2 40Gbps。此外為向下相容,USB 2.0 High Speed 世代以前的訊號傳輸仍自行獨立,不包在 USB4 封包裡一同傳輸(Gen2 要求傳輸路徑總插入損失於 5GHz 不得超過 17.5dB、Gen3 則是於 10GHz 不得超過 15dB,對線材品質有更高的要求)。

▲ USB4 系統架構圖,可見到 USB 2.0 訊號採用獨立路徑傳輸。

另外一項較重要的改革,則是 USB4 變更為 Tunnel 隧道式協定,USB4 封包不僅能傳遞自己的資料,USB3、DisplayPort、PCIe 訊號也能包入 USB4 封包傳輸,共享最高 40Gbps 傳輸頻寬。

▲ USB4 可使用 1 對線材(SBTX / SBRX)與 1 個旁通通道(用以初始化 USB4 連結與管理)進行單通道傳輸,亦可透過 2 對線材與 1 個旁通通道進行雙通道傳輸。

▲ USB3 訊號透過隧道方式於 USB4 結構的傳輸路徑圖。

▲ PCIe 訊號透過隧道方式於 USB4 結構的傳輸路徑圖。

▲ DispalyPort 1.4a 訊號同樣透過 USB4 隧道式協定進行傳輸,僅在左端訊號輸入與右端訊號輸出採用 DisplayPort 規範。

與前一世代相同,USB4 主機端不一定要支援所有的功能集,但最少需要支援 Gen2×2 20Gbps 以及 DisplayPort Alt Mode,其餘 PCIe 控制器、Gen3×2 40Gbps 在主機端則是選用功能。

主機端 Thunderbolt 3 支援性部分,USB4 同樣將其定位在選用功能集,採用 Thunderbolt Alt Mode 方式傳輸,支援 Gen2 10.3125Gbps 與 Gen3 20.625 Gbps,不過要求 USB4 集線器需於所有 DFP(Downstream Facing Port)加入與 Thunderbolt 3 的交互相容性。因此過去 Type-C 連接埠功能標示不清,讓人摸不著頭緒的情形,依然會發生在 USB4 規格之中(註:DisplayPort Alt Mode 和 Thunderbolt Alt Mode 另行定義於 USB Type-C Specification)。

▲ USB4 溝通與各項功能層的對應圖。

這份 USB4 1.0 版規範由數個大公司共同簽署發表,包含蘋果、HP、Intel、Microsoft、Renesas、STMicroelectronics、Texas Instruments,由於晶片製造與整合需要一段時間,最快有望於 2020 年下半年見到第一批支援 USB4 規範的產品上市,且仍需等待 USB-IF 公布 USB4 圖像標誌。

(本文由 T客邦 授權轉載;首圖來源:Flickr/Maurizio Pesce CC BY 2.0)

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