คู่มือสุดยอดสำหรับ USB4 จากความเร็ว 40Gbps แบนด์วิดท์แบบไดนามิกไปจนถึงการเชื่อมต่อสายเดียวแบบครบฟังก์ชัน
นับตั้งแต่ USB4 ถือกำเนิดขึ้น เราได้เผยแพร่บทความและลิงก์ต่างๆ มากมายเพื่อแบ่งปันข้อมูลที่เกี่ยวข้อง อย่างไรก็ตาม ความนิยมนั้นสูงมากจนผู้คนทั่วโลกต่างถามถึงตลาด USB4 นับตั้งแต่ยุคแรกของ USB 1.0 และอินเทอร์เฟซการส่งข้อมูล 1.5Mbps USB ได้ผ่านยุคสมัยมาหลายยุคสมัย มีข้อกำหนดต่างๆ มากมาย เช่น USB 1.0, USB 2.0 และ USB 3.0 และรูปแบบและรูปแบบของอินเทอร์เฟซก็รวมถึง USB Type-A, USB Type-B และ USB Type-C ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน เป็นต้น USB4 ไม่เพียงแต่มีความเร็วในการส่งข้อมูลที่เร็วกว่าเท่านั้น แต่ยังมีความเข้ากันได้ที่ดีกว่า (รองรับความเข้ากันได้กับเวอร์ชันก่อนหน้า นั่นคือ เข้ากันได้กับเวอร์ชันที่ต่ำกว่า) สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์เกือบทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและชาร์จอุปกรณ์เหล่านั้นได้ หากโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ จอภาพ เครื่องพิมพ์ ฯลฯ ของคุณรองรับ USB4 ในทางทฤษฎี คุณเพียงแค่ต้องใช้สายเคเบิลข้อมูลที่รองรับ USB4 เพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ ทำให้การทำงานที่บ้านสะดวกสบายยิ่งขึ้น คุณไม่จำเป็นต้องซื้อสายแปลงอินเทอร์เฟซอีกต่อไป ดังนั้น USB4 จึงทำให้โหมดการทำงานของเรามีความหลากหลายและสะดวกสบายยิ่งขึ้น นอกจากนี้ คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งของ USB4 ก็คือ คาดว่าจะนำไปประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ edge ที่รองรับการประมวลผลด้วยปัญญาประดิษฐ์
01 USB4 เทียบกับ USB3.2
USB 3.2 เป็นมาตรฐานใหม่ที่ออกโดยองค์กร USB-IF ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกเมื่อเดือนกันยายน 2017 ในทางเทคนิคแล้ว USB 3.2 ถือเป็นการพัฒนาและเสริม USB 3.1 การเปลี่ยนแปลงหลักคือความเร็วในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็น 20 Gbps และอินเทอร์เฟซยังคงเป็นไปตามมาตรฐานเดิมประเภท Cโปรโตคอล USB 3.1 ได้รับการพัฒนาขึ้นในยุค USB 3.1 ซึ่งไม่รองรับอินเทอร์เฟซ Type-A และ Type-B อีกต่อไป ทั้ง USB4 และ USB 3.2 ใช้อินเทอร์เฟซ Type-C แต่ USB4 มีความซับซ้อนมากกว่ามาก USB4 รองรับการส่งและรับข้อมูลแบบโฮสต์ถึงโฮสต์, PCI Express® (PCIe®), เสียง/วิดีโอ DisplayPort และข้อมูล USB พร้อมกันผ่านอินเทอร์เฟซ Type-C เดียวกันบนลิงก์เดียวกัน โฮสต์ USB4 สองตัวสามารถแลกเปลี่ยนแพ็กเก็ตข้อมูล IP ผ่านอุโมงค์โฮสต์ถึงโฮสต์ การส่งข้อมูลแบบ DisplayPort และ USB tunnel หมายความว่าสามารถส่งเสียง วิดีโอ ข้อมูล และพลังงานผ่านอินเทอร์เฟซเดียวกันได้ ซึ่งเร็วกว่าการใช้ USB 3.2 มาก นอกจากนี้ การส่งข้อมูลแบบอุโมงค์ PCIe ยังให้แบนด์วิดท์สูง ความหน่วงต่ำ และให้ปริมาณงานสูงสำหรับการจัดเก็บข้อมูลความจุสูง ปัญญาประดิษฐ์แบบเอดจ์ และกรณีการใช้งานอื่นๆ
USB4 ผสานช่องสัญญาณการส่งและการรับสองช่องเข้าในอินเทอร์เฟซ USB-C เดียว โดยมีอัตราความเร็วสูงสุด 20 Gbps และ40 กิกะบิตต่อวินาทีและแต่ละช่องสัญญาณสามารถมีอัตราข้อมูลได้ประมาณ 10 Gbps หรือ 20 Gbps สำหรับนักพัฒนาชิป ข้อมูลนี้มีความสำคัญมาก พวกเขาจำเป็นต้องรู้ว่าในโหมด Thunderbolt 3 อัตราข้อมูลในแต่ละช่องสัญญาณการส่งและรับคือ 10.3125 Gbps หรือ 20.625 Gbps ในโหมด USB แบบดั้งเดิม จะมีเพียงช่องสัญญาณการส่ง/รับเพียงช่องเดียวเท่านั้นที่ทำงานด้วยอัตรา5 กิกะบิตต่อวินาที (USB3.0) or 10 กิกะบิตต่อวินาที (USB3.1)ในขณะที่ช่องสัญญาณ USB3.2 ทั้งสองช่องทำงานที่อัตรา 10 Gbps
ในด้านความทนทาน ส่วนประกอบรับแรงของอินเทอร์เฟซ Type-C ส่วนใหญ่คือตัวเรือนโลหะภายนอก ซึ่งแข็งแรงกว่าและมีโอกาสเสียหายน้อยกว่า ช่องสัญญาณข้อมูลกลางได้รับการปกป้องด้วยฝาครอบรูปโค้ง ทำให้ยากต่อความเสียหาย ข้อกำหนดด้านการออกแบบระบุว่ายูเอสบี ไทป์-ซีสามารถรองรับการเสียบและถอดปลั๊กได้มากกว่า 10,000 ครั้งโดยไม่เกิดความเสียหาย หากคำนวณจากการเสียบและถอดปลั๊ก 3 ครั้งต่อวัน อินเทอร์เฟซ USB Type-C สามารถใช้งานได้อย่างน้อย 10 ปี
02 การเร่งการใช้งาน USB4
หลังจากการเปิดตัวโปรโตคอล USB 3.2 อย่างเป็นทางการ องค์กร USB ก็ได้ประกาศรายละเอียดมาตรฐานของ USB 4 อย่างรวดเร็วภายในระยะเวลาอันสั้น ซึ่งแตกต่างจากมาตรฐานก่อนหน้า เช่นยูเอสบี 3.2ซึ่งเดิมทีใช้โปรโตคอลของ USB เอง USB 4 จึงไม่ได้ใช้มาตรฐาน USB ในระดับพื้นฐานอีกต่อไป แต่ใช้โปรโตคอล Thunderbolt 3 ที่ Intel ได้เปิดเผยไว้อย่างครบถ้วน นี่คือการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่สุดในการพัฒนา USB ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา เมื่อใช้ขั้วต่อ Type-C ในการเชื่อมต่อ ฟังก์ชันของ USB4 จะเข้ามาแทนที่ USB 3.2 และ USB 2.0 สามารถทำงานพร้อมกันได้ USB 3.2 Enhanced SuperSpeed ยังคงเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการส่งข้อมูล "USB" บนสาย USB 4 ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่าง USB4 และ USB 3.2 คือ USB4 มุ่งเน้นการเชื่อมต่อ USB4 ได้รับการออกแบบด้วยอุโมงค์สำหรับส่งข้อมูลจากหลายโปรโตคอลร่วมกันบนอินเทอร์เฟซทางกายภาพเดียว ดังนั้น ความเร็วและความจุของ USB4 จึงสามารถแบ่งปันแบบไดนามิกได้ USB4 สามารถรองรับโปรโตคอลการแสดงผลอื่นๆ หรือการสื่อสารแบบโฮสต์ต่อโฮสต์ในขณะที่กำลังส่งข้อมูล นอกจากนี้ USB4 ยังเพิ่มความเร็วในการสื่อสารจาก 20 Gbps (Gen2x2) ของ USB 3.2 เป็น40 Gbps (Gen3x2)บนสถาปัตยกรรมแบบ dual-lane, dual-simplex เดียวกัน
USB4 ไม่เพียงแต่บรรลุ USB ความเร็วสูง (บนพื้นฐานของ USB3) แต่ยังกำหนดอุโมงค์การแสดงผลบนพื้นฐานของ DisplayPort และอุโมงค์โหลด/จัดเก็บบนพื้นฐานของ PCIe อีกด้วย
ด้านการแสดงผล: โปรโตคอลอุโมงค์การแสดงผลของ USB4 ขึ้นอยู่กับ DisplayPort 1.4a DP 1.4a เองก็รองรับ8k ที่ 60Hz or 4k ที่ 120Hzโฮสต์ USB4 จำเป็นต้องรองรับ DisplayPort บนพอร์ตดาวน์สตรีมทั้งหมด หากคุณใช้พอร์ต USB 4 เพื่อส่งวิดีโอและข้อมูลพร้อมกัน พอร์ตจะจัดสรรแบนด์วิดท์ให้เหมาะสม ดังนั้น หากวิดีโอต้องการแบนด์วิดท์เพียง 20% เพื่อขับเคลื่อนจอภาพ 1080p ของคุณ (ซึ่งทำหน้าที่เป็นฮับด้วย) คุณก็สามารถใช้วิดีโอที่เหลืออีก 80% เพื่อถ่ายโอนไฟล์จาก SSD ภายนอกได้
ในแง่ของอุโมงค์ PCIe: การรองรับ PCIe โดยโฮสต์ USB4 เป็นทางเลือก ฮับ USB4 ควรรองรับอุโมงค์ PCIe และควรมีสวิตช์ PCIe ภายใน
ส่วนสำคัญของข้อกำหนด USB 4 คือความสามารถในการปรับปริมาณทรัพยากรที่มีอยู่แบบไดนามิกเมื่อส่งวิดีโอและข้อมูลผ่านการเชื่อมต่อเดียวกัน สมมติว่าคุณมีพอร์ต USB สูงสุดยูเอสบี 4 40 กิกะบิตต่อวินาทีและกำลังคัดลอกไฟล์ขนาดใหญ่จาก SSD ภายนอกและส่งออกไปยังจอแสดงผล 4K สมมติว่าแหล่งวิดีโอต้องการความเร็วประมาณ 12.5 Gbps ในกรณีนี้ USB 4 จะจัดสรรความเร็วที่เหลือ 27.5 Mbps ให้กับไดรฟ์สำรองข้อมูล
USB-C เปิดตัว "โหมดทางเลือก" ซึ่งเป็นความสามารถในการส่งสัญญาณวิดีโอ DisplayPort/HDMI จากพอร์ต Type-C อย่างไรก็ตาม ข้อกำหนด 3.x ในปัจจุบันยังไม่มีวิธีการแบ่งทรัพยากรที่ดีนัก Saunders ระบุว่าโหมด alt ของ DisplayPort สามารถแบ่งแบนด์วิดท์ระหว่างข้อมูล USB และข้อมูลวิดีโอออกเป็น 50/50 ได้อย่างแม่นยำ ในขณะที่โหมด alt ของ HDMI ไม่อนุญาตให้ใช้ข้อมูล USB พร้อมกัน
USB4 กำหนดมาตรฐานไว้ที่ 40Gbps ช่วยให้สามารถแบ่งปันแบนด์วิดท์แบบไดนามิก ทำให้สายเคเบิลข้อมูลเพียงเส้นเดียวสามารถทำงานหลายอย่างได้ USB4 ช่วยให้สามารถส่งข้อมูล PCIe และจอแสดงผลพร้อมกันผ่านสายเดียว ควบคู่ไปกับฟังก์ชัน USB ทั่วไป และยังจ่ายไฟ (ผ่าน USB PD) ได้อย่างสะดวกสบาย ในอนาคต อุปกรณ์ต่อพ่วงส่วนใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นเครือข่ายความเร็วสูง การ์ดจอภายนอก จอแสดงผลความละเอียดสูง อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความเร็วสูงความจุสูง หรือแม้แต่การเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง ก็สามารถเชื่อมต่อกันผ่านอินเทอร์เฟซ Type-C ได้ ยิ่งไปกว่านั้น หากอุปกรณ์เหล่านี้ใช้ USB4 Hub คุณยังสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์อื่นๆ เข้าด้วยกันเป็นอนุกรมหรือแยกสาขาจากอุปกรณ์เหล่านี้ได้ ซึ่งสะดวกอย่างยิ่ง
เวลาโพสต์: 20 ต.ค. 2568
