यूएसबी ४ परिचय

यूएसबी ४ परिचय

USB4 ही USB4 स्पेसिफिकेशनमध्ये नमूद केलेली USB प्रणाली आहे. USB डेव्हलपर्स फोरमने २९ ऑगस्ट २०१९ रोजी याची आवृत्ती १.० प्रसिद्ध केली. USB4 चे पूर्ण नाव युनिव्हर्सल सीरियल बस जनरेशन ४ आहे. हे इंटेल आणि ॲपलने संयुक्तपणे विकसित केलेल्या “थंडरबोल्ट ३” या डेटा ट्रान्समिशन तंत्रज्ञानावर आधारित आहे. USB4 चा डेटा ट्रान्समिशन वेग ४० Gbps पर्यंत पोहोचू शकतो, जो नुकत्याच प्रसिद्ध झालेल्या USB 3.2 (Gen2×2) च्या वेगाच्या दुप्पट आहे.

मागील USB प्रोटोकॉल मानकांच्या विपरीत, USB4 ला USB-C कनेक्टरची आवश्यकता असते आणि वीज पुरवठ्यासाठी USB PD च्या समर्थनाची गरज असते. USB 3.2 च्या तुलनेत, ते DisplayPort आणि PCI Express टनेल्स तयार करण्यास अनुमती देते. ही रचना एकाच हाय-स्पीड लिंकला अनेक प्रकारच्या टर्मिनल उपकरणांसोबत गतिशीलपणे सामायिक करण्याची एक पद्धत परिभाषित करते, जी प्रकार आणि अनुप्रयोगानुसार डेटा ट्रान्समिशन उत्तम प्रकारे हाताळू शकते. USB4 उत्पादनांनी 20 Gbit/s च्या थ्रुपुटला समर्थन देणे आवश्यक आहे आणि ते 40 Gbit/s च्या थ्रुपुटला समर्थन देऊ शकतात. तथापि, टनेल ट्रान्समिशनमुळे, मिश्र डेटा प्रसारित करताना, जरी डेटा 20 Gbit/s च्या दराने प्रसारित होत असला तरी, प्रत्यक्ष डेटा ट्रान्समिशन दर USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) पेक्षा जास्त असू शकतो.

USB4 दोन प्रकारांमध्ये विभागलेले आहे: 20Gbps आणि 40Gbps. बाजारात उपलब्ध असलेली USB4 इंटरफेस असलेली उपकरणे थंडरबोल्ट 3 चा 40Gbps वेग किंवा 20Gbps चा कमी केलेला वेग देऊ शकतात. जर तुम्हाला सर्वाधिक ट्रान्समिशन वेग, म्हणजेच 40Gbps असलेले उपकरण खरेदी करायचे असेल, तर खरेदी करण्यापूर्वी त्याची वैशिष्ट्ये तपासणे उत्तम. उच्च-गती ट्रान्समिशनची आवश्यकता असलेल्या परिस्थितींसाठी, योग्य USB 3.1 C TO C निवडणे महत्त्वाचे आहे, कारण 40Gbps चा दर मिळवण्यासाठी ते मुख्य माध्यम आहे.

USB4 आणि Thunderbolt 4 यांच्यातील संबंधाबद्दल अनेक लोकांमध्ये संभ्रम आहे. वास्तविक पाहता, Thunderbolt 4 आणि USB4 दोन्ही Thunderbolt 3 च्या मूळ प्रोटोकॉलवर आधारित आहेत. ते एकमेकांना पूरक आणि सुसंगत आहेत. हे सर्व इंटरफेस Type-C आहेत आणि दोघांचाही कमाल वेग 40 Gbps आहे.

सर्वप्रथम, आम्ही ज्या USB4 केबलचा उल्लेख करत आहोत, ते USB चे ट्रान्समिशन मानक आहे, जे USB ट्रान्समिशनच्या कार्यप्रदर्शन आणि कार्यक्षमतेशी संबंधित एक प्रोटोकॉल स्पेसिफिकेशन आहे. USB4 ला या स्पेसिफिकेशनची “चौथी पिढी” म्हणून समजले जाऊ शकते.

USB ट्रान्समिशन प्रोटोकॉल १९९४ मध्ये कॉम्पॅक, डीईसी, आयबीएम, इंटेल, मायक्रोसॉफ्ट, एनईसी आणि नॉर्टेल यांसारख्या अनेक कंपन्यांनी संयुक्तपणे प्रस्तावित आणि विकसित केला होता. तो ११ नोव्हेंबर १९९४ रोजी USB V0.7 आवृत्ती म्हणून प्रसिद्ध करण्यात आला. नंतर, १९९५ मध्ये या कंपन्यांनी USB ला प्रोत्साहन आणि समर्थन देण्यासाठी 'USB इम्प्लीमेंटर्स फोरम' नावाची एक गैर-लाभकारी संस्था स्थापन केली, जी आता परिचित USB-IF आहे, आणि USB-IF ही आता USB मानकीकरण संस्था आहे.

१९९६ मध्ये, USB-IF ने अधिकृतपणे USB1.0 स्पेसिफिकेशन प्रस्तावित केले. तथापि, USB1.0 चा ट्रान्समिशन रेट केवळ १.५ Mbps होता, कमाल आउटपुट करंट ५V/५००mA होता आणि त्या वेळी USB ला सपोर्ट करणारी पेरिफेरल डिव्हाइसेस खूपच कमी होती, त्यामुळे मदरबोर्ड उत्पादक क्वचितच मदरबोर्डवर थेट USB इंटरफेस डिझाइन करत असत.

▲यूएसबी १.०

सप्टेंबर १९९८ मध्ये, USB-IF ने USB 1.1 स्पेसिफिकेशन प्रसिद्ध केले. यावेळी ट्रान्समिशन रेट १२ Mbps पर्यंत वाढवण्यात आला आणि USB 1.0 मधील काही तांत्रिक तपशील दुरुस्त करण्यात आले. कमाल आउटपुट करंट ५V/५००mA इतकाच राहिला.

एप्रिल २००० मध्ये, USB 2.0 मानक सादर करण्यात आले, ज्याचा प्रसारण दर ४८० Mbps म्हणजेच ६० MB/s होता. हा USB 1.1 पेक्षा ४० पट जास्त होता. याचा कमाल आउटपुट करंट ५V/५००mA असून, यात ४-पिन डिझाइनचा वापर केला जातो. USB 2.0 आजही वापरात आहे आणि ते सर्वात जास्त काळ टिकणारे USB मानक आहे असे म्हणता येईल.

USB 2.0 पासून, USB-IF ने नामांतर करण्यामध्ये आपले “अद्वितीय कौशल्य” दाखवून दिले.

जून २००३ मध्ये, USB-IF ने USB च्या विनिर्देश आणि मानकांची नावे बदलून USB 1.0 चे USB 2.0 लो-स्पीड आवृत्ती, USB 1.1 चे USB 2.0 फुल-स्पीड आवृत्ती आणि USB 2.0 चे USB 2.0 हाय-स्पीड आवृत्ती असे केले.

तथापि, त्या वेळी या बदलाचा सद्यस्थितीवर फारसा परिणाम झाला नाही, कारण USB 1.0 आणि 1.1 हे मूलतः इतिहासजमा झाले होते.

नोव्हेंबर २००८ मध्ये, इंटेल, मायक्रोसॉफ्ट, एचपी, टेक्सास इन्स्ट्रुमेंट्स, एनईसी आणि एसटी-एनएक्सपी यांसारख्या उद्योग क्षेत्रातील दिग्गजांचा समावेश असलेल्या यूएसबी ३.० प्रमोटर ग्रुपने यूएसबी ३.० मानक पूर्ण करून ते सार्वजनिकरित्या प्रसिद्ध केले. त्याला “सुपरस्पीड” हे अधिकृत नाव देण्यात आले. यूएसबी प्रमोटर ग्रुप मुख्यत्वे यूएसबी मालिकेच्या मानकांच्या विकासासाठी आणि निर्मितीसाठी जबाबदार आहे, आणि ही मानके अखेरीस व्यवस्थापनासाठी यूएसबी-आयएफकडे सुपूर्द केली जातील.

USB 3.0 चा कमाल ट्रान्समिशन दर 5.0 Gbps म्हणजेच 640MB/s पर्यंत पोहोचतो. कमाल आउटपुट करंट 5V/900mA आहे. हे 2.0 शी पूर्णपणे सुसंगत आहे आणि फुल-डुप्लेक्स डेटा ट्रान्समिशनला सपोर्ट करते (म्हणजे, ते एकाच वेळी डेटा पाठवू आणि प्राप्त करू शकते, तर USB 2.0 हाफ-डुप्लेक्स असते), तसेच यात उत्तम पॉवर मॅनेजमेंट क्षमता आणि इतर वैशिष्ट्ये आहेत.

USB 3.0 मध्ये ९-पिनची रचना असते. पहिल्या ४ पिन्स USB 2.0 प्रमाणेच असतात, तर उर्वरित ५ पिन्स खास USB 3.0 साठी तयार केलेल्या असतात. त्यामुळे, तुम्ही पिन्सवरून ते USB 2.0 आहे की USB 3.0 हे ठरवू शकता.

जुलै २०१३ मध्ये, १० Gbps (१२८० MB/s) च्या ट्रान्समिशन गतीसह, 'सुपरस्पीड+' असल्याचा दावा करत USB 3.1 जारी करण्यात आले आणि कमाल अनुज्ञेय वीज पुरवठा व्होल्टेज २०V/५A, म्हणजेच १००W पर्यंत वाढवण्यात आले.

USB 3.0 च्या तुलनेत USB 3.1 मधील सुधारणा देखील खूप स्पष्ट होती. तथापि, काही काळानंतर, USB-IF ने USB 3.0 चे नाव बदलून USB 3.1 Gen1 आणि USB 3.1 चे नाव बदलून USB 3.1 Gen2 असे ठेवले.

या नामबदलामुळे ग्राहकांना त्रास झाला, कारण अनेक अप्रामाणिक व्यापाऱ्यांनी पॅकेजिंगवर उत्पादन Gen1 आहे की Gen2, हे न सांगता केवळ 'USB 3.1 ला सपोर्ट करते' असे नमूद केले. वास्तविक पाहता, या दोन्हींची ट्रान्समिशन कार्यक्षमता बरीच वेगळी आहे आणि ग्राहक नकळतपणे या जाळ्यात अडकू शकतात. त्यामुळे, हा नामबदल बहुसंख्य ग्राहकांसाठी एक चुकीचा निर्णय होता.

सप्टेंबर २०१७ मध्ये, USB 3.2 सादर करण्यात आले. USB Type-C अंतर्गत, ते डेटा ट्रान्समिशनसाठी ड्युअल 10 Gbps चॅनेलला सपोर्ट करते, ज्याचा वेग 20 Gb/s (2500 MB/s) पर्यंत असतो आणि कमाल आउटपुट करंट अजूनही 20V/5A आहे. इतर बाबींमध्ये किरकोळ सुधारणा आहेत.

▲ USB नाव बदलण्याची प्रक्रिया

तथापि, 2019 मध्ये, USB-IF ने आणखी एक नामबदल केला. त्यांनी USB 3.1 Gen1 (जे मूळ USB 3.0 होते) चे नाव बदलून USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (जे मूळ USB 3.1 होते) चे नाव बदलून USB 3.2 Gen2, आणि USB 3.2 चे नाव बदलून USB 3.2 Gen 2×2 असे ठेवले.

वर्तमान आणि भविष्य: USB4 ची मोठी झेप

आता आपण USB4 पर्यंत पोहोचलो आहोत, तर चला या नवीन प्रोटोकॉल मानकातील सुधारणा आणि उन्नतींवर एक नजर टाकूया. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, ही “3” पासून “4” पर्यंतची पिढी-ओलांडून केलेली सुधारणा असल्यामुळे, ही सुधारणा लक्षणीय असली पाहिजे.

आम्ही गोळा केलेल्या सर्व माहितीच्या आधारे, USB4 ची नवीन वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे आहेत:

१. ४० Gbps चा कमाल प्रसारण वेग:

दुहेरी-चॅनल ट्रान्समिशनद्वारे, USB4 चा सैद्धांतिक कमाल ट्रान्समिशन वेग 40 Gbps पर्यंत पोहोचू शकतो, जो थंडरबोल्ट 3 (खाली "थंडरबोल्ट 3" म्हणून उल्लेखित) इतकाच आहे.

खरं तर, USB4 मध्ये 10 Gbps, 20 Gbps आणि 40 Gbps असे तीन ट्रान्समिशन स्पीड असतील. त्यामुळे जर तुम्हाला सर्वाधिक ट्रान्समिशन स्पीड, म्हणजेच 40 Gbps असलेले डिव्हाइस खरेदी करायचे असेल, तर खरेदी करण्यापूर्वी तुम्ही त्याची वैशिष्ट्ये तपासणेच योग्य ठरेल.

२. थंडरबोल्ट ३ इंटरफेसशी सुसंगत:

काही (सर्वच नव्हे) USB4 उपकरणे थंडरबोल्ट 3 इंटरफेसशी सुसंगत असू शकतात. म्हणजेच, जर तुमच्या उपकरणात USB4 इंटरफेस असेल, तर बाहेरून थंडरबोल्ट 3 उपकरण जोडणे देखील शक्य होऊ शकते. तथापि, हे अनिवार्य नाही. ते सुसंगत आहे की नाही, हे उपकरण निर्मात्याच्या भूमिकेवर अवलंबून असते.

३. डायनॅमिक बँडविड्थ संसाधन वाटप क्षमता:

जर तुम्ही USB4 पोर्टचा वापर डिस्प्ले जोडण्यासाठी आणि डेटा हस्तांतरित करण्यासाठी करत असाल, तर पोर्ट परिस्थितीनुसार संबंधित बँडविड्थचे वाटप करेल. उदाहरणार्थ, जर 1080p डिस्प्ले चालवण्यासाठी व्हिडिओला फक्त 20% बँडविड्थची आवश्यकता असेल, तर उर्वरित 80% बँडविड्थ इतर कामांसाठी वापरली जाऊ शकते. USB 3.2 आणि त्यापूर्वीच्या काळात हे शक्य नव्हते. त्याआधी, USB ची कार्यपद्धती पाळीपाळीने काम करण्याची होती.

४. सर्व USB4 उपकरणे USB PD ला समर्थन देतील.

USB PD म्हणजे USB पॉवर डिलिव्हरी (USB पॉवर ट्रान्समिशन), जो सध्याच्या मुख्य प्रवाहातील फास्ट चार्जिंग प्रोटोकॉलपैकी एक आहे. तो USB-IF संस्थेद्वारे तयार करण्यात आला होता. या स्पेसिफिकेशनद्वारे उच्च व्होल्टेज आणि करंट मिळवता येतात, ज्यामध्ये कमाल पॉवर ट्रान्समिशन 100W पर्यंत पोहोचते आणि पॉवर ट्रान्समिशनची दिशा मुक्तपणे बदलता येते.

USB-IF च्या नियमांनुसार, सध्याच्या USB PD चार्जिंग इंटरफेसचे मानक स्वरूप USB Type-C असायला हवे. USB Type-C इंटरफेसमध्ये CC1 आणि CC2 नावाच्या दोन पिन्स असतात, ज्यांचा वापर PD कम्युनिकेशन कॉन्फिगरेशन चॅनलसाठी केला जातो.

५. फक्त USB Type-C इंटरफेस वापरला जाऊ शकतो.

वरील वैशिष्ट्यावरून, हे देखील कळणे स्वाभाविक आहे की USB4 केवळ USB Type-C कनेक्टरद्वारेच कार्य करू शकते. वास्तविक पाहता, केवळ USB PD च नाही, तर USB-IF च्या इतर नवीनतम मानकांमध्ये देखील, ते फक्त Type-C लाच लागू होते.

६. पूर्वीच्या प्रोटोकॉलशी मागास-सुसंगत असू शकते.

USB4 हे USB 3 आणि USB 2 उपकरणे व पोर्ट्ससोबत वापरले जाऊ शकते. म्हणजेच, ते मागील प्रोटोकॉल मानकांशी मागास-सुसंगत असू शकते. तथापि, USB 1.0 आणि 1.1 समर्थित नाहीत. सध्या, हा प्रोटोकॉल वापरणारे इंटरफेस बाजारातून जवळजवळ नाहीसे झाले आहेत.

अर्थातच, जेव्हा USB4 डिव्हाइस USB 3.2 पोर्टला जोडले जाते, तेव्हा ते 40 Gbps च्या वेगाने प्रसारित करू शकत नाही. आणि जुन्या पद्धतीचा USB 2 इंटरफेस केवळ USB4 इंटरफेसला जोडल्यामुळे अधिक वेगवान होणार नाही.