USB 4.0 komt dit jaar uit en zal naast hogere overdrachtssnelheden ook een aantal andere voordelen bieden. De nieuwe standaard is een verdere ontwikkeling van de Thunderbolt-architectuur, die voorzien is van de typische USB-hubtechnologie. In dit artikel leest u wat USB 4.0 beter doet dan de vorige versie en wat u nog meer kunt verwachten van de nieuwe interface.
Afhankelijk van de uitbreidingsfase zou een theoretische datasnelheid van 20 of 40 Gbit per seconde beschikbaar moeten zijn met versie 4.0. Dit vereist echter het gebruik van gecertificeerde USB-C kabels.
In maart 2019 kondigde de USB Promoter Group de specificaties voor de nieuwe USB 4.0-standaard aan en na de publicatie van de definitieve versie door het USB Implementors Forum (USB IF) kunnen fabrikanten nu beginnen met de productie van bijbehorende apparaten. De eerste daarvan komen naar verwachting al eind dit jaar op de markt.
Volgens het USB IF Forum is USB 4 achterwaarts compatibel met alle generaties van USB 3.2, USB 2.0 en Thunderbolt 3.
Inhoudsopgave
1. USB-normen zeer verwarrend
De USB-standaard is momenteel nogal verwarrend en werd pas in augustus vorig jaar onderworpen aan nog een uiterst verwarrende naamsverandering. Er zijn ontelbare verschillende aansluitingen en zelfs als je alleen USB-C beschouwt, weer talloze verschillende standaarden. Dit is vooral te wijten aan het feit dat wanneer er een nieuwe versie wordt uitgebracht, de oudere versies erin opgaan en alleen worden onderscheiden door het achtervoegsel “Gen”.
De momenteel beschikbare norm is USB 3.2, die is onderverdeeld in drie snelheidsklassen: Gen 1, Gen 2, Gen 2×2. USB 3.2. 2×2 heeft met 20 Gbit/s tweemaal de bandbreedte van Gen 2 en is momenteel de snelste USB-verbinding.
Volgens het USB Implementors Forum zal er met de nieuwe versie geen verwarring ontstaan. De specificaties worden grotendeels overgenomen van Intels Thunderbolt 3-aansluiting, die al langer op de markt is. Als de snelheid vervolgens wordt verhoogd, zal de naam van de standaard dus altijd USB 5 zijn. USB 4 is compatibel met Thunderbolt 3 en achterwaarts compatibel met USB 3 (incl. 3.1. en 3.2.) en USB 2.0. Bovendien kunnen Thunderbolt 3-functies ook worden geïntegreerd in USB 4-kabels. Daartoe behoort bijvoorbeeld de stroomoverdrachtscapaciteit van 100 watt, waarmee ook notebooks kunnen worden opgeladen.
Goed om te weten: Type-C aansluitingen en kabels kunnen zowel USB als Thunderbolt 3 ondersteunen. Niet elk Type-C apparaat (bijvoorbeeld USB-sticks of Bluetooth-adapters) is echter automatisch compatibel met Thunderbolt 3.
In de volgende tabel vindt u een vergelijking van de verschillende USB-standaarden en hun bandbreedtes:
|
Aanduiding |
Standaard |
Bandbreedte |
|
Supersnelle USB |
USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.0 |
5 Gbit/s |
|
Supersnelle USB 10 |
USB 3.2 Gen 2 / USB 3.1 Gen 2 / USB 3.1 |
10 Gbit/s |
|
Supersnelle USB 20 |
USB Gen 2×2 |
20 Gbit/s |
|
Donderslag 3 |
40 Gbit/s |
|
|
USB 4 |
40 Gbit/s |
2. verbeteringen ten opzichte van USB 3.2
USB 4 is gebaseerd op de architectuur van Thunderbolt. Dit verdubbelt niet alleen de huidige bandbreedte tot 40 Gbit/s, maar maakt ook de verwerking van meerdere gegevens- en weergaveprotocollen tegelijk mogelijk. Dankzij de intelligente toewijzing van bronnen op basis van de overdrachtsvraag biedt de nieuwe versie ook betere videoprestaties. Als u bijvoorbeeld tegelijkertijd data en 4K-video streamt, balanceert de technologie de eisen zodat beide streams vlekkeloos werken.
2.1 USB-hub topologie in versie 4.0
Bovendien kan USB 4, in tegenstelling tot Thunderbolt 3, meerdere apparaten via hubs met een host verbinden (Thunderbolt kan alleen een keten van in serie geschakelde apparaten aan). Dit betekent echter ook dat de hubcontrollers complexer moeten zijn dan voorheen. Technisch gezien bevat een USB 3 hub twee hubcontrollers: één voor USB 3.x en één voor USB 2.0 (inclusief een fallback naar USB 1.x). Afhankelijk van het snelheidsniveau van het aangesloten apparaat is de ene of de andere controller daarvoor verantwoordelijk. Aangezien de bijbehorende datalijnen in de USB A- en USB C-kabels parallel worden geleid, is ook geen protocolconversie nodig.
In het geval van USB 4 moeten wijzigingen worden aangebracht in de USB 3.x.-controller, omdat het Thunderbolt-protocol over de daarvoor bestemde lijnen loopt en de gegevenspakketten dus niet zomaar kunnen worden doorgegeven. Volgens de USB IF zullen hubs daarom tot de eerste toepassingsscenario’s voor de nieuwe norm behoren.
2.2 Kabels en aansluitingen blijven hetzelfde
Gelukkig verandert er fysiek niets met USB 4. Hoewel de onderliggende technologie anders is, zien de kabels, stekkers en poorten er nog steeds hetzelfde uit als bij USB-C.
Goed om te weten: Hoewel Intel de USB Promoter Group heeft voorzien van het Thunderbolt 3-protocol om USB 4 compatibel te maken met Thunderbolt 3-apparaten, zijn fabrikanten niet verplicht om het te implementeren. Dit betekent dat u een USB 4-apparaat kunt krijgen dat niet compatibel is met Thunderbolt 3. Kijk daarom altijd goed naar de specificaties voordat u iets koopt.
Hoewel dit alles op het eerste gezicht niet slecht klinkt, zullen niet alle USB-apparaten de beloofde overdrachtssnelheid van 40 Gbit/s daadwerkelijk kunnen halen. USB 4-apparaten zullen daarom waarschijnlijk hun snelheid moeten verlagen om zich aan te passen aan de omstandigheden van de aangesloten hardware. Daarom zal versie 4.0 ook beschikbaar zijn in drie snelheden (10 Gbit/s, 20 Gbit/s en 40 Gbit/s), waarbij de lagere snelheden vooral bedoeld zijn voor kleinere en goedkopere apparaten.
2.3. USB 4.0 voeding
Alleen bepaalde USB-C-poorten ondersteunen USB-PD (USB Power Delivery), wat een voorwaarde is voor het opladen van bepaalde apparaten (waaronder notebooks en smartphones). Bovendien kunnen hiermee apparaten met een stroomverbruik tot 100 watt zonder extra voeding worden gebruikt (bijvoorbeeld monitoren, inkjetprinters of luidsprekers). USB-4 poorten ondersteunen standaard USB-PD met maximaal 100 watt, hoewel er momenteel geen lader is die ook maar in de buurt van dat vermogen kan komen.