USB4

كابل USB بسرعة 40 جيجابت في الثانية، وقدرة 100 واط

ناقل التسلسل العالمي 4 ( USB4 )، والذي يُشار إليه أحيانًا خطأً باسم USB 4.0 ، هو أحدث المواصفات التقنية لمعيار نقل البيانات USB (ناقل التسلسل العالمي) . وقد أعلن منتدى مطوري USB عن USB4 في عام 2019.

يُمكّن USB4 أجهزة متعددة من مشاركة وصلة بيانات واحدة عالية السرعة بشكل ديناميكي . ويحدد USB4 معدلات نقل بيانات تبلغ 20 جيجابت/ثانية، و40 جيجابت/ثانية، و80 جيجابت/ثانية. [ 1 ] [ 2 ] يُعرّف USB4 حصريًا لموصلات USB-C ، وتُنظّم مواصفات Type-C الخاصة به [ 3 ] الموصل والكابلات وميزات توصيل الطاقة الأساسية في جميع استخدامات كابلات USB-C، مع تعزيزها [ 4 ] بمواصفات USB Power Delivery . [ 5 ]

يشترط معيار USB4 "التوافق الوظيفي مع الإصدارات السابقة" لـ USB 3.x والتوافق المخصص مع الإصدارات السابقة لـ USB 2.0 . [ 6 ] يتم تحقيق المشاركة الديناميكية لعرض النطاق الترددي لاتصال USB4 من خلال تغليف اتصالات افتراضية متعددة ("أنفاق") لبروتوكولات أخرى، مثل USB 3.x و HDMI و DisplayPort و PCI Express .

يعتمد USB4 على بروتوكول Thunderbolt 3. ومع ذلك، فهو يختلف عنه بما يكفي بحيث يكون التوافق مع الإصدارات السابقة من Thunderbolt 3 اختياريًا للعديد من أنواع الأجهزة. [ 7 ]

تاريخ

قبل ظهور USB4، وفرت تقنية Thunderbolt طريقةً لمشاركة النطاق الترددي ديناميكيًا بين وصلات DisplayPort و PCIe المتعددة عبر كابل واحد. استخدمت Thunderbolt في الأصل موصل Mini DisplayPort ، وكانت متوافقة فقط مع وصلات DisplayPort، ولم تكن تدعم نقل الطاقة.

أتاح طرح موصل USB Type-C في عام 2014 موصلاً يدعم نقل البيانات والطاقة عبر USB، بالإضافة إلى توصيلات DP . كما سمح بمشاركة عرض النطاق الترددي بشكل ثابت بين توصيلات DP وUSB عبر نفس الكابل.

انتقل Thunderbolt 3 إلى استخدام موصل Type-C الجديد، كما أضاف أيضًا توافقًا مع الإصدارات السابقة لوصلات USB وميزات نقل الطاقة.

إصدار USB4 1.0

شعار منفذ USB بسرعة 40 جيجابت في الثانية

أُعلن عن تقنية USB4 في مارس 2019 من قِبل مجموعة مُروّجي USB. [ 8 ] [ 9 ] يحمل الإصدار 1.0 من مواصفات USB4، الصادر في 29 أغسطس 2019، اسم "الناقل التسلسلي العالمي 4 (USB4™)". وقد استخدمت بعض التقارير الإخبارية قبل إصدار هذا الإصدار مصطلحي "USB 4.0" و"USB 4" بشكل خاطئ. [ 10 ] [ 11 ]

في البيان الصحفي، ذكرت مجموعة مُروّجي USB أن USB4 "يستند إلى مواصفات بروتوكول Thunderbolt™ التي ساهمت بها شركة Intel مؤخرًا ". [ 12 ] وتشمل الأهداف المذكورة في مواصفات USB4 زيادة عرض النطاق الترددي، والمساعدة في توحيد منظومة موصل USB-C، و"تقليل ارتباك المستخدم النهائي". ومن بين المجالات الرئيسية لتحقيق ذلك استخدام نوع واحد من موصلات USB-C، لتوفير ميزات العرض ونقل البيانات، مع الحفاظ على "التوافق مع المنتجات الحالية ومنتجات Thunderbolt ". [ 13 ]

حدد الإصدار 1.0 اتصالات بسرعة 20 جيجابت/ثانية و40 جيجابت/ثانية، ودعمًا إلزاميًا لاتصالات USB 2.0 وUSB 3.x بسرعة تصل إلى 10 جيجابت/ثانية، مع دعم اتصالات النفق وفقًا لمواصفات PCIe 4.0 وUSB 3.2 وDP 1.4a. كما تم تحديد توافق اختياري مع الإصدارات السابقة من Thunderbolt 3، بالإضافة إلى دعم شبكات المضيف إلى المضيف. وبالمقارنة مع Thunderbolt 3، غيّر USB 4 معدل نقل البيانات الخام.تم تعديلها قليلاً لتتوافق مع مواصفات USB الأخرى، حيث يتطابق معدل البت الاسمي مع معدل البت الخام. كما أضاف USB 4 دعمًا لأنفاق USB 3 واستخدام أسلاك USB 2 لتحسين التوافق مع الإصدارات السابقة من معايير USB، وللسماح بأجهزة USB 4 أبسط لا تدعم PCIe. كما أضاف USB 4 دعمًا لبنية الموزعات مقارنةً بتقييد Thunderbolt السابق لبنية التوصيل المتسلسل.

في يوليو 2020، أعلنت إنتل عن Thunderbolt 4 كتقنية USB4 بسرعة 40 جيجابت/ثانية مع متطلبات إضافية، مثل التوافق الإلزامي مع Thunderbolt 3، ودعم أجهزة الكمبيوتر المحمولة الصغيرة للشحن عبر منافذ Thunderbolt 4. [ 14 ] وصفت منشورات مثل AnandTech تقنية Thunderbolt 4 بأنها "مجموعة فرعية من Thunderbolt 3 وUSB4" و"قادرة على قبول اتصالات Thunderbolt 4 وThunderbolt 3 وUSB4 وUSB 3/2/1". وتصف إنتل نفسها تقنية Thunderbolt 4 بأنها "توفر متطلبات أداء دنيا مُحسّنة، وقدرات موسعة، وتوافقًا مع مواصفات USB4"، وأنها مبنية على "ابتكار Thunderbolt 3". [ 15 ]

USB4 الإصدار 2.0

شعار منفذ USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية

في 18 أكتوبر 2022، أصدرت مجموعة USB Promoter Group مواصفات USB4 الإصدار 2.0. [ 16 ] [ 17 ]

أضافت هذه التقنية سرعة نقل بيانات جديدة تسمح باتصالات متناظرة بسرعة 80 جيجابت/ثانية، أو اتصالات غير متناظرة تدعم سرعة 120 جيجابت/ثانية في اتجاه و40 جيجابت/ثانية في الاتجاه المعاكس. ويُمكّن نظام التشفير PAM 3 الجديد هذه الميزة عبر كابلات USB السلبية الحالية بسرعة 40 جيجابت/ثانية. أما الكابلات النشطة، فلا تتوافق مع الإصدارات السابقة بنفس الطريقة، بل أُضيفت فئة سرعة جديدة لها. كما رُقّي دعم أنفاق DP إلى DP 2.1، مما يسمح بتمرير اتصالات DP بسرعة تصل إلى 80 جيجابت/ثانية (UHBR20). واستُبدلت تقنية تمرير سرعات USB 3.2 التقليدية بتقنية "USB3 Gen T tunneling" التي تتجاوز 20 جيجابت/ثانية، كما أُزيلت قيود الحمل الزائد لـ PCIe.

بالتزامن مع إصدار مواصفات USB4 2.0 الجديدة، فرضت منظمة USB-IF أيضاً شعارات وأسماء تسويقية جديدة لتبسيط عرض الحد الأقصى لمعدلات نقل البيانات والطاقة المدعومة للمستهلكين. [ 18 ]

في سبتمبر 2023، أعلنت إنتل عن إطلاق Thunderbolt 5 كتطبيق لتقنية USB4، مستفيدةً من إمكانيات الاتصال الجديدة بسرعة 80 جيجابت/ثانية ودعم DP المُحدَّث [ 19 ]. ويصف بيان صحفي صادر عن إنتل هذه التقنية بأنها "مبنية على معايير الصناعة - بما في ذلك USB4 V2". [ 20 ]

وظائف منافذ USB4

توفر منافذ USB4 أنواعًا متعددة من الاتصالات. يمكن لبعضها أن تعمل بشكل مستقل أو متوازي. ويزداد الأمر تعقيدًا لأن اتصالات USB4 نفسها ليست سوى حاوية لاتصالات أخرى. تتوفر بعض معايير الاتصال، سواء مباشرة من المنفذ أو ضمن اتصال USB4. بل قد تختلف الوظائف المقدمة بشكل أصلي عن تلك المقدمة ضمن اتصال USB4.

يصف هذا القسم التوصيلات غير المتوافقة مع USB4، والتي تُستخدم في الغالب لأغراض التوافق مع الإصدارات السابقة. للاطلاع على معلومات حول توصيلات USB4 ومحتوياتها، يُرجى الرجوع إلى قسم بروتوكول/توصيلات USB4 .

تُشير مواصفات USB4 إلى منافذ مُوجَّهة نحو الجهاز (DFP) ومنافذ مُوجَّهة نحو المنبع (UFP) بدلاً من منافذ المضيف ومنافذ الأجهزة الطرفية. تشمل المنافذ المُوجَّهة نحو الجهاز منافذ المضيف بالإضافة إلى أي "مخارج" لموزع USB4، بينما تشمل المنافذ المُوجَّهة نحو المنبع أي شيء قابل للتوصيل بمنفذ مُوجَّه نحو الجهاز، مثل منافذ الأجهزة الطرفية أو منفذ "الإدخال" لموزع USB4. [ 21 ]

يتطلب أي منفذ USB4 DFP دعمًا لتقنيات USB 2.0 وUSB 3.2 ووضع DP البديل، كلٌّ وفقًا لمواصفاته الخاصة. وبذلك، يكون منفذ USB4 DFP متوافقًا مع جميع معايير USB السابقة ومخرج DP. [ 22 ]

ميزات USB 2.0 DFP

يُحدد معيار USB 2.0 ثلاثة معدلات نقل بيانات مختلفة (منخفضة، كاملة، عالية السرعة)، ويجب دعمها جميعًا. [ 23 ] تستخدم إمكانيات USB 2.0 أسلاكًا ودبابيس منفصلة على موصل Type-C لا يستخدمها USB 3.2 أو USB 4 أو معظم أوضاع Alt الأخرى.

ميزات DFP عبر USB 3.x

يُحدد معيار USB 3.2 ، وهو الإصدار الحالي، ثلاث سرعات نقل بيانات مختلفة: 5 جيجابت/ثانية، و10 جيجابت/ثانية، و20 جيجابت/ثانية. وبينما استُخدمت مواصفات USB 3.2 [ 24 ] في USB 4 منذ البداية، فإن السرعتين الأقل (5 جيجابت/ثانية و10 جيجابت/ثانية) فقط هما الإلزاميتان لدعمها في وحدات معالجة الصور الرقمية (DFP) التي تعمل بنظام USB 4. وكما هو الحال مع أي وحدة معالجة صور رقمية (DFP) سابقة تعمل بنظام USB 3.x، يظل اتصال USB 2.0 متاحًا بالتوازي معها.

ميزات وضع DP البديل DFP

لا تُشير مواصفات USB4 إلى حد أدنى للسرعة أو الميزات اللازمة لوظيفة وضع DP البديل ، بينما تُشير إليها مواصفات Thunderbolt 3. عمليًا، تتطلب عائلة وحدات تحكم Thunderbolt 3 من Intel منفذ DisplayPort 1.2 على الأقل بسرعة HBR2 لدعم إخراج 4K60، ولكنها متوفرة أيضًا بسرعة تصل إلى HBR3 وفقًا لمواصفات DisplayPort 1.4a . [ 25 ] يمكن دائمًا استخدام وضع DP البديل بالتزامن مع اتصالات USB 2.0. كما يمكن استخدامه في وضع مُخفّض السرعة، حيث يبقى نصف أسلاك السرعة العالية الأخرى متاحًا لاتصالات USB 3.x بسرعة 5 أو 10 جيجابت/ثانية.

ميزات وضع Thunderbolt 3 البديل DFP/UFP

على الرغم من شيوع هذه الميزة، إلا أن دعم اتصالات Thunderbolt 3 (بسرعة 20 أو 40 جيجابت/ثانية) اختياري في معظم منافذ USB4. وبينما تُعتبر اتصالات Thunderbolt 3 تقنيًا وضعًا بديلًا، مشابهًا لوضع DP البديل، إلا أن مبادئها أقرب إلى اتصالات USB4. للمزيد من التفاصيل، راجع قسم توافق Thunderbolt 3. قد تدعم أجهزة USB4 اتصالات Thunderbolt 3 (مع أجهزة USB4 أخرى أو مع ملحقات Thunderbolt 3)، ولكنها لا تدعم التعرف عليها من قِبل أجهزة مضيفة Thunderbolt 3.

ميزات نقل الطاقة لـ DFP

لا يفرض معيار USB4 أي متطلبات صريحة على خرج الطاقة، إذ يُحيل جميع متطلبات الطاقة إلى معيار Type-C [ 26 ] الذي يدعم جميع معايير USB وDP وغيرها من المعايير التي تستخدم موصل USB-C. يتطلب ذلك من وحدة USB4 DFP توفير تيار Type-C لا يقل عن 7.5 واط. لا يشترط وجود ميزات استهلاك الطاقة (مثل شحن جهاز كمبيوتر محمول)، ولكن يمكن دعمها وفقًا لمعيار USB PD [ 5 ] ، بالإضافة إلى توفير طاقة أكبر بكثير. يجب أن يدعم بروتوكول USB PD دائمًا تبادل البيانات وفقًا للبروتوكول، وهذا منفصل عن أي وظيفة لبروتوكول PD للتفاوض على توصيل الطاقة الفعلي بخلاف 5 فولت أو أكثر من 15 واط.

موزعات ومحطات USB4

تُصنّف موزعات ومحطات USB4 ضمن فئة مستقلة من أجهزة USB4، وتتضمن متطلبات إضافية. على سبيل المثال، يجب أن يعمل موزع USB4 أيضًا كموزع USB 3.2 تقليدي مع خاصية تمرير وضع DP البديل للأجهزة المضيفة التي لا تدعم اتصالات USB4. كما يُشترط أن يدعم اتصالات Thunderbolt 3. راجع قسم "إمكانيات USB4 حسب نوع الجهاز" لمزيد من التفاصيل.

بروتوكول/اتصالات USB4

يجب أن يدعم كل منفذ USB4 بروتوكول/اتصالات USB4، وهو معيار مستقل لإنشاء روابط/اتصالات USB4 بين أجهزة USB4، ويوجد بالتوازي مع بروتوكولات USB السابقة. على عكس USB 2.0 وUSB 3.x، لا يوفر USB4 طريقة لنقل البيانات مباشرةً، بل هو مجرد قناة يمكنها استيعاب اتصالات افتراضية متعددة ("أنفاق").

تُستعان بمواصفات أخرى لتحديد محتويات النفق ووظائفه الداخلية. يُعرّف معيار USB4 أنواع الأنفاق التالية:

  • توصيلات USB3
  • وصلات DisplayPort
  • وصلات PCIe
  • اتصالات إيثرنت/الشبكة وفقًا لمواصفات USB4Net و Cross-Domain المضمنة [ 27 ]

المبادئ العامة لتقنية USB4

تُشكّل تقنية USB4 بنيةً شجريةً لأجهزة توجيه USB4، حيث يتضمن كل جهاز USB4 جهاز توجيه USB4 للمشاركة في هذه الشبكة. يمكن أن يكون النفق من طرف إلى طرف، حيث يكون المسار عبر شبكة أجهزة التوجيه بأكملها مُهيأً مسبقًا. ولكن يمكن أن يكون النفق أحادي القفزة، حيث يقتصر وجوده على رابط USB4 واحد فقط (أي بين جهازي توجيه). في هذه الحالة، يقوم المُستقبِل بفك ضغط النفق، ويستخدم وسيلةً أخرى خاصة بنوع النفق لتحديد وجهة إرسال البيانات التالية. إذا كانت القفزة التالية جهاز توجيه USB4 آخر، فسيتم استيعاب البيانات مرة أخرى في النفق أحادي القفزة التالي حتى تخرج من شبكة USB4. [ 28 ]

وبناءً على ذلك، تتطلب الأنفاق أحادية القفزة دعمًا خاصًا في كل موجه USB4، وذلك لتمكين تمريرها إلى موجهات USB4 أخرى. أما الأنفاق من طرف إلى طرف، فلا تتطلب دعم موجه USB4 إلا عند إدخال البيانات إلى النفق وعند الوصول إلى الوجهة، أي عند نقطة نهاية النفق.

ملاحظة: لا يُعدّ منفذ USB 2.0 جزءًا من أي نفق. يتم توفير هذه الوظيفة من خلال الحفاظ على اتصال USB 2.0 منفصل فعليًا ومنطقيًا بالتوازي مع اتصال USB 4 عبر الأسلاك المخصصة، تمامًا كما كان الحال مع USB 3.x وتوافقه مع الإصدارات السابقة من USB 2.0.

محولات إدخال/إخراج البروتوكول

يقوم محول إدخال البروتوكول باستقبال الاتصال وفقًا للبروتوكول المُعتمد عليه، ثم يُحوّل محتوياته إلى نفق USB4. أما محولات إخراج البروتوكول فتقوم بالعكس، حيث تستخرج نفقًا من شبكة USB4، وإذا لزم الأمر، تُعيد إنشاء اتصال عادي من محتويات هذا النفق.

عادةً ما تتضمن عملية التحويل إلى نفق إزالة أي طبقة فيزيائية/كهربائية وتشفير معيار الاتصال الأساسي، وقد تضغط المحتويات دون فقدان للبيانات؛ على سبيل المثال، عن طريق حذف البيانات الفارغة. نفق USB4 نفسه افتراضي ولا يحتاج إلى الالتزام بأي عرض نطاق ثابت أو قيود أخرى ناتجة عن الطبقة الفيزيائية/الكهربائية لمعيار الاتصال الأساسي. ولكن بما أن معظم أنواع الأنفاق ستُحوّل في النهاية إلى اتصال مادي عادي، فمن المرجح أن تظل معظم هذه القيود المادية، مثل الحد الأقصى لعرض النطاق، سارية في النهاية.

نفق USB3 من الجيل X

هذا نفق أحادي القفزة قادر على نقل أي اتصال فائق السرعة مُحسّن وفقًا لمواصفات USB 3.2. يتبع USB3 Gen X بنية موزع السرعة الفائقة المُحسّنة، حيث يجب أن يتضمن كل موجه USB4 مزود بأكثر من نقطة نهاية USB3 موزع USB3 أيضًا. هذه هي الطريقة الافتراضية لإنشاء اتصالات USB3 عبر USB4. دعم سرعة 10 جيجابت/ثانية إلزامي في كل وحدة USB4 DFP . الحد الأدنى للسرعة المدعومة لاتصال USB3 الذي يتم تمريره عبر النفق هو 10 جيجابت/ثانية، حيث يجب أن يدعم كل جهاز USB4 هذه السرعة، وتتولى موزعات USB3 تحويلها إلى 5 جيجابت/ثانية للأجهزة المتصلة.

هذا يعني أن موزع USB4 سيشارك اتصال USB3 واحد في اتجاه المنبع ويوزع عرض النطاق الترددي الخاص به عبر جميع المنافذ المواجهة للمصب التي تستخدم اتصالات USB3.

نفق USB3 Gen T

هذا بديل اختياري لتقنية النفق USB3 Gen X التي تم تقديمها في الإصدار 2.0 من USB4. وهو عبارة عن نسخة من طرف إلى طرف من تقنية النفق USB3 Gen X.

بفضل هذه التقنية، يُستغنى عن الحاجة إلى موزعات USB3 في كل موجه USB4، والتي قد تحدّ من معدل نقل البيانات. كما أنها تسمح بإنشاء أنفاق USB3 Gen T متعددة ومنفصلة، ​​حتى عبر الروابط المشتركة. ولأنها نفق من طرف إلى طرف، فإن كل موزع USB4 يدعم تمريرها. صُممت تقنية USB3 Gen T لتكون افتراضية بالكامل، ولا يوجد لها مكافئ مادي. لذا، لا يمكن استخدامها إلا داخل وحدة تحكم USB4. وهذا يسمح لها بتجاوز قيود اتصالات USB  3.2 التي تقتصر على 10 أو 20 جيجابت/ثانية، مع إعادة استخدام معظم أجزاء بروتوكول Enhanced SuperSpeed . [ 29 ]

لا يوجد حتى الآن أي جهاز تحكم USB4 معروف يدعم تقنية Gen T tunneling (أغسطس 2024).

نفق DP

يتم أيضًا استخدام تقنية DisplayPort كنفق اتصال من طرف إلى طرف. يمكن أن يكون هناك عدة أنفاق DP مستقلة، ولكن سيتم توجيه كل منها إلى محول إخراج بروتوكول واحد (عند هذه النقطة، قد يتم استخدام تقنية DisplayPort MST لتقسيم كل اتصال بشكل أكبر).

يُحدد الإصدار 1.0 من USB4 كيفية توجيه اتصالات DisplayPort وفقًا لمواصفات DisplayPort 1.4a (بسرعات تصل إلى HBR3). بينما يُحدّث الإصدار 2.0 من USB4 هذا الدعم ليشمل مواصفات DisplayPort 2.1 الكاملة (بسرعات تصل إلى UHBR20). والجدير بالذكر أن مواصفات USB4 تستثني صراحةً الحاجة إلى دعم سرعة UHBR13.5 لـ DisplayPort، حتى في حال دعم UHBR20. مواصفات DisplayPort غير متاحة للعموم، ومن غير المعروف ما إذا كانت تتضمن استثناءات مماثلة.

تتمتع تقنية نفق DP بفهم دقيق لمحتويات اتصالات DP، وتتجاوز/تنقل بكفاءة أي بيانات زائدة، مما يقلل من عرض النطاق الترددي المستخدم فعليًا لنفق DP. ولكن نظرًا لمتطلبات الوقت الفعلي لاتصالات DP ، يجب حجز عرض نطاق ترددي لها. ينص معيار USB4 على أنه في حال عدم وجود أي معلومات أخرى، يجب حجز أقصى عرض نطاق ترددي ممكن لاتصال DP المحدد (مسارات DP وسرعته). ينطبق هذا الحجز فقط على أنفاق الوقت الفعلي الأخرى. يمكن استخدام عرض النطاق الترددي المحجوز وغير المستخدم بواسطة أنفاق غير الوقت الفعلي مثل PCIe أو USB3، ولكن قد يمنع الحجز إنشاء أنفاق DP أخرى. [ 30 ]

نفق PCIe

على غرار تقنية النفق عبر USB3 Gen X، تستخدم تقنية النفق عبر PCIe أنفاقًا أحادية القفزة، مما يتطلب وجود محولات PCIe في كل موجه USB4 يدعم هذه التقنية. وقد اعتمدت تقنية USB4 منذ البداية على مواصفات PCI Express الإصدار 4 ، ومع إصدار USB4 2.0 أضافت مراجع إلى مواصفات PCI Express الإصدار 5.0 .

واجهت تقنية PCIe tunneling قيودًا كبيرة في USB4 الإصدار 1.0 وكذلك Thunderbolt 3: حيث تتميز PCIe بحجم حمولة أقصى متغير ، ينطبق على عملية الإرسال من البداية إلى النهاية. فإذا كان لأي مكون أو محول PCIe حجم حمولة أقصى محدود ، يجب تقييد جميع الحزم المارة وفقًا لذلك. ولأن USB4 يستخدم حمولة تصل إلى 256 بايت لكل حزمة USB4، بينما تحتوي حزمة PCIe tunneling على رؤوس PCIe وبيانات وصفية إضافية ، فقد تم تحديد حجم الحمولة القصوى لأنفاق PCIe بـ 128 بايت. هذا القيد قد يقلل بشكل كبير من كفاءة اتصال PCIe لجميع الأجهزة والأنظمة التي تدعم عادةً حجم حمولة أقصى 256 بايت أو حتى أكبر.

يزيل الإصدار 2.0 من USB4 هذه العقبة (وهو أمر إلزامي لجميع المطورين)، وذلك بتحديد كيفية تقسيم حزمة PCIe الأكبر حجمًا إلى عدة حزم USB4. ويتطلب دعم هذه الميزة الجديدة أن يقوم كل مكون/وحدة تحكم USB4 مشارك في نفق PCIe بتطبيق الإصدار 2.0 من USB4. [ 31 ]

أوضاع الإشارة في USB4

يشير مصطلح "الإشارة" إلى الطبقة الدنيا في نموذج OSI ، والتي تُسمى أيضًا الطبقة الفيزيائية. يمكن التعبير عن وصلات USB4 بأسماء شائعة الاستخدام، وهي أيضًا أساس الشعارات الرسمية المستخدمة على العبوات والمنتجات. هذه الأسماء هي "USB 20 جيجابت/ثانية"، و"USB 40 جيجابت/ثانية"، و"USB 80 جيجابت/ثانية"، وهي لا تُشير صراحةً إلى كيفية تحقيق الاتصال على الطبقة الفيزيائية. توجد أيضًا أسماء تقنية أخرى تعتمد على تصميم واستخدام كابلات USB-C. تتضمن هذه الأسماء عادةً سرعة نقل البيانات لكل زوج من الأسلاك، مُعبرًا عنها بالجيل الأول/الثاني/الثالث/الرابع (5 جيجابت/ثانية، 10 جيجابت/ثانية، 20 جيجابت/ثانية، 40 جيجابت/ثانية على التوالي)، بالإضافة إلى معلومات إضافية حول عدد أزواج الأسلاك المستخدمة في كل تركيبة.

يُعرّف منفذ USB عادةً "المسار" بأنه اتصال (ثنائي الاتجاه)، ويتكون في جميع أنماط الإرسال الحديثة من زوج سلك واحد للإرسال وآخر للاستقبال. ويشير مصطلح "Gen AxB" إلى مسارات B في نمط التشغيل A. ونظرًا لأن أنماط الجيل الرابع قد أدخلت أيضًا اتصالات غير متماثلة بأعداد فردية من أزواج الأسلاك المخصصة للإرسال والاستقبال، فإن مصطلح "المسار" لم يعد مناسبًا.

 أُضيفت نفس التسمية التقنية لعائلة USB 3.x بأثر رجعي في إصداري مواصفات USB 3.1 وUSB 3.2. ورغم أن هذا يُظهر مبادئ مشتركة، وأن الأجيال نفسها تُشير إلى السرعات الاسمية نفسها، إلا أن مصطلح "الجيل أ" لا يحمل المعنى نفسه تمامًا في  مواصفات USB 3.x وUSB 4. ويُصبح هذا التداخل في التسمية ذا أهمية خاصة بالنسبة للكابلات، كما هو موضح في قسم توافق الكابلات ، والذي تُنظّمه مواصفات Type-C المُشتركة بين جميع مُستخدمي موصل Type-C.

مقارنة أنماط الإشارة
معيار USB
اسم وضع الإشارة [ أ ]تم تقديمه فيالتشفيرأزواج الأسلاك للإرسال والاستقبالمعدل نقل البيانات ( جيجابت/ثانية )معدل نقل البيانات الخام [ ب ] ( جيجابت/ثانية )الاسم التسويقي الحالي لـ USB-IF [ 32 ]الشعار [ 32 ]
لكل زوج من الأسلاكالإجمالي (لكل اتجاه)
USB 2.0
سرعة عاليةUSB 2.0NRZI مع حشو البت1 (مشترك)0.480 (نصف مزدوج)0.480 (نصف مزدوج)؟منفذ USB عالي السرعة
USB 3.2
الجيل 1×1USB 3.08ب/10ب1+1554USB 5 جيجابت في الثانية
الجيل 2×1 [ ج ]USB 3.1128ب/132ب1+110109.7 تقريبًاUSB 10 جيجابت في الثانية
الجيل 1×2USB 3.28ب/10ب2+25108
الجيل 2×2 [ ج ]128ب/132ب2+2102019.39 تقريبًاUSB بسرعة 20 جيجابت في الثانية
USB4
الجيل 2×1 [ ج ]USB464ب/66ب [ د ]1+110109.697 تقريبًا(مؤقت/احتياطي) [ هـ ]
الجيل 2×2 [ ج ]2+2102019.39 تقريبًاUSB بسرعة 20 جيجابت في الثانية
الجيل 3×1128ب/132ب [ د ]1+1202019.39 تقريبًا(مؤقت/احتياطي) [ هـ ]
الجيل الثالث × 22+2204038.79 تقريبًاUSB بسرعة 40 جيجابت في الثانية
الجيل الرابع متناظرUSB4 الإصدار 2.0PAM-3 [ 33 ]

11ب/7ط

2+2~40.58 [ f ]81.15 تقريبًا80.46 تقريبًاUSB 80 جيجابت في الثانية
الجيل الرابع غير متماثل 3:13+13×: ~121.725 1×: ~40.583×: ~120.69 1×: ~40.23غير متوفر [ غرام ]
الجيل الرابع غير متماثل 1:31+3غير متوفر [ غرام ]
غير متوفرTB3 Gen 2×2غير متوفر64ب/66ب2+210.312520.62520غير متوفر
TB3 Gen 3×2128ب/132ب2+220.62541.2540غير متوفر
  1. الأسماء وفقًا لأحدث المواصفات.
  2. معدل البيانات الخام لاتجاه واحد مع إزالة تكاليف التشفير فقط، ولكن مع إهمال تكاليف المعالجة (حتى الثلث).
  3. يختلف USB4 Gen 2 عن USB 3.2 Gen 2. فكلاهما يشير إلى نفس معدل نقل البيانات البالغ 10 جيجابت/ثانية، لكنهما يستخدمان ترميزًا مختلفًا ويختلفان في الطبقة الكهربائية. كما أن لهما متطلبات مختلفة لجودة الإشارة.
  4. يمكن لتقنية USB4 من الجيلين الثاني والثالث استخدام تصحيح الأخطاء الأمامي الاختياري من نوع ريد-سولومون (RS FEC). في هذا الوضع،يتم تجميعبايت (128بايت (12بت + 4بت محجوزة) من بتات التزامن التي تشير إلى أنواع الرموز المعنية، و4بايت من تصحيح الأخطاء الأمامي من نوع ريد-سولومون، مما يسمح بتصحيح ما يصل إلى 1بايت من الأخطاء في أي مكان ضمن كتلة البيانات الإجمالية البالغة 198بايت.        
  5. 1 2 يتطلب USB4 دعم أوضاع المسار المزدوج، ولكنه يستخدم عمليات المسار الواحد أثناء تهيئة رابط المسار المزدوج؛ ويمكن أيضًا استخدام رابط المسار الواحد كوضع احتياطي في حالة حدوث خطأ في ربط المسار.
  6. وفقًا للمواصفات، تعمل الخطوط بسرعة 25.6 جيجابود. يحتوي الرمز الواحد على وحدة ثلاثية واحدة من المعلومات. يقوم التشفير بتحويل كل مجموعة من 11 بت إلى 7 وحدات ثلاثية. تعطي 7 وحدات ثلاثية 2187 قيمة مختلفة أولoز231.585{\displaystyle log_{2}3\approx 1.585}بت/تريت. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 84، القسم 3.2
  7. 1 2 الميزات الاختيارية لوصلات وأجهزة USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية.

تستخدم تقنية Thunderbolt 3 من الجيلين الثاني والثالث، وتقنية USB4 من الجيلين الثاني والثالث، إشارات متشابهة للغاية. مع ذلك، تعمل تقنية Thunderbolt 3 بسرعات أعلى قليلاً، تُعرف بالسرعات القديمة، مقارنةً بسرعات USB4 المُقرّبة. [ 34 ] وتعمل بسرعة أعلى قليلاً تبلغ 10.3125 جيجابت/ثانية (للجيل الثاني) و20.625 جيجابت/ثانية (للجيل الثالث)، وفقًا لمواصفات Thunderbolt.

يُشار عادةً إلى تقنية USB4 Gen 4 بسرعة "40 جيجابت في الثانية"، وتُعرف الاتصالات الكاملة المبنية عليها بسرعات 80 و120/40 و40/120 جيجابت في الثانية. ولكن نظرًا لأن الإشارة الفعلية لم تعد ثنائية، فإن معدلات نقل البيانات الخام الفعلية لم تعد تتطابق تمامًا مع هذه الأرقام.

إمكانيات USB4 حسب نوع الجهاز

موزع USB4

يتم تعريف موزع USB4 من خلال وجود منفذ USB4 UFP واحد ومنفذ USB4 DFP واحد أو أكثر .

قاعدة توصيل تعتمد على منفذ USB4

يتم تعريف قاعدة التوصيل القائمة على USB4 على أنها موزع USB4 يحتوي أيضًا على منافذ إخراج أكثر تخصصًا مثل HDMI أو DP، ولكنه لا يزال يحتفظ ببعض منافذ USB4 DFP.

جهاز طرفي USB4

يُعرَّف جهاز USB4 الطرفي بأنه لا يحتوي على أي منفذ USB4 DFP. هذا يعني أن الأجهزة التي تُعرف باسم "موزعات USB-C" قد تستخدم USB4 لدعم مشاركة النطاق الترددي الديناميكي أو النطاقات الترددية الأعلى لـ USB4. لكنها لا تُعتبر موزعات USB4 إذا لم تكن تحتوي على منفذ USB4 DFP. يسمح عدم وجود منفذ USB4 DFP للجهاز الطرفي بدعم ميزات USB4 التي يحتاجها فقط، مما قد يُبسط تنفيذه بشكل كبير.

دعم ميزة USB4 [ 35 ]
ميزةيستضيفالرصيف (المحطة)جهاز طرفي
يكتب
USB4

اتصال

"20 جيجابت في الثانية" (الجيل 2×2)نعمنعمنعم
"40 جيجابت في الثانية" (الجيل الثالث × 2)خيارينعمخياري
"80 جيجابت في الثانية" (الجيل الرابع المتماثل)خياريخياريخياري
"120/40 جيجابت في الثانية" (تكوين 4 3:1)خيارياختياري [ أ ]خياري
"40/120 جيجابت في الثانية" (التكوين 4 1:3)خيارياختياري [ أ ]خياري
نفقUSB3 "10 جيجابت في الثانية" (الجيل الثاني × 1)نعمنعمخياري
USB3 "20 جيجابت في الثانية" (الجيل 2×2)خياريخياريخياري
USB3 Gen T (عرض نطاق ترددي متغير) [ ب ]خياريخياريخياري
منفذ العرضنعمنعمخياري
PCI Expressاختياري [ ج ]نعمخياري
الاتصالات بين الأجهزة المضيفة/

شبكات USB4

نعمنعمغير متوفر
محليUSB3 "5 جيجابت في الثانية" (الجيل 1×1)نعمنعمخياري
USB3 "10 جيجابت في الثانية" (الجيل الثاني × 1)نعمنعمخياري
USB3 "20 جيجابت في الثانية" (الجيل 2×2)خياريخياريخياري
USB 2.0

(منخفضة، كاملة، عالية السرعة) [ د ]

نعمنعمخياري
وضع DisplayPort البديل [ هـ ]نعمنعمخياري
وضع Thunderbolt البديل على DFPاختياري [ ج ]نعمغير متوفر
الوضع البديل لتقنية Thunderbolt على UFPغير متوفرنعم (قبل عام 2024) / اختياري بعد [ f ]خياري
أوضاع بديلة أخرىخياريخياريخياري
  1. 1 2 حتى بالنسبة لموزعات USB4 "USB 80Gbps"، فإن دعم الاتصالات غير المتماثلة (في أي اتجاه) هو أمر اختياري، ولكن دعم 80 جيجابت/ثانية هو شرط أساسي لأي دعم غير متماثل.
  2. يوفر نفق USB3 Gen T خيارات عرض نطاق محددة. تتوافق هذه الخيارات مع سرعات USB4 الإجمالية 10 و20 و40 و80 ميجابت في الثانية، وحتى مع الاتصالات غير المتماثلة 40/120 و120/40 ميجابت في الثانية. (انظر مواصفات USB4 v2، صفحة 536، الجدول 9-19)
  3. يتطلب نظام التشغيل Windows HLK دعم أي منفذ USB4 لتقنية PCIe tunneling والتوافق مع Thunderbolt 3. لا توجد متطلبات دنيا لعرض نطاق PCIe. [ 36 ]
  4. كما هو الحال مع USB3، يعمل اتصال USB2 على أسلاك منفصلة عن اتصال USB3/USB4 الرئيسي. ولا حاجة إلى تقنية النفق لأن الاتصال يعمل بالتوازي على الكابل.
  5. لا تفرض مواصفات USB4 أي متطلبات على الحد الأدنى للسرعة أو إمكانيات أي مخرج DP.
  6. أزالت نسخة 2024 من مواصفات USB4 شرط دعم موزعات USB4 لتوافق TB3 على منفذ UFP الخاص بها. بينما بقي شرط دعم توافق TB3 على منفذ DFP دون تغيير. مواصفات USB4 الإصدار 2، سبتمبر 2024، صفحة 712، القسم 13

توافق الكابلات

يدعم معيار Type-C التوافق مع الإصدارات السابقة من الكابلات في العديد من الحالات. وعادةً ما ينقطع التوافق فقط بين عائلات المعايير المختلفة (USB 2.0، USB 3.2، USB 4). توجد كابلات "سلبية"، تتكون أساسًا من موصلات بسيطة يمكن استخدامها وإعادة توظيفها لأي نوع من الإشارات في كلا الاتجاهين، وبالتالي تتمتع بأعلى مستوى من التوافق مع الإصدارات السابقة واللاحقة. كما يتضمن المعيار كابلات نشطة أو هجينة نشطة (مزيج من الموصلات النشطة والبصرية)، والتي يشترط المعيار أن تتمتع بدعم واسع للتوافق مع الإصدارات السابقة، بحيث تبدو للمستهلك وكأنها كابلات سلبية عادية. [ 37 ] لكن التوافق مع الإصدارات اللاحقة محدود بالنسبة للكابلات النشطة نظرًا لوجود الإلكترونيات النشطة بداخلها. يُسمح فقط للكابلات النشطة المعزولة بصريًا (OIAC)، والتي يجب أن تكون قابلة للتمييز بوضوح من خلال السعر والتصميم وسُمك الكابل والإعلان، بالتخلي عن معظم التوافق مع الإصدارات السابقة.

يستخدم وضع الإرسال من الجيل الرابع بتقنية PAM-3 إشارات مختلفة تمامًا عن الأوضاع السابقة. يجب أن يدعم كل مكون نشط هذه الإشارات الجديدة بشكل صريح، ولكنه يظل ضمن جميع متطلبات جودة الإشارة لكابلات الجيل الثالث السلبية الحالية (USB4 وTB3).

يُشكّل اتجاه الإشارة تحديًا آخر للكابلات النشطة. تستخدم معظم إشارات USB أزواجًا سلكية مُحددة مسبقًا للإرسال وأخرى للاستقبال. لكن الأوضاع البديلة، مثل وضع DP Alt، قد تتطلب استخدام جميع الأزواج السلكية في نفس الاتجاه. يُؤدي هذا التبديل في اتجاه الأزواج السلكية إلى تعقيد الكابلات النشطة، ولذلك يُعدّ دعمه اختياريًا.

تسمية الكابلات وعلاقتها بإصدارات المواصفات

يهدف معيار USB-IF فقط إلى استخدام الشعارات والأسماء الجديدة القائمة على عرض النطاق الترددي مع المستهلكين. [ 38 ] بالنسبة للكابلات، يكفي عادةً تحديد نوعها (سلبية، نشطة) وأعلى عرض نطاق ترددي مدعوم لتحديدها وميزاتها بشكل فريد. مع ذلك، تُقدم بعض الأنواع النشطة تمييزًا واضحًا عند الحاجة إلى مزيد من التفاصيل حول النوع. رسميًا، يُحدد نوع الكابل وخصائصه بإصدار مواصفات مميز، استُخدم أثناء تطوير/تصميم نموذج الكابل المذكور، بحيث يكون كل كابل صالحًا وربما معتمدًا وفقًا لمجموعة محددة من إصدارات مواصفات USB، مثل "Type-C 2.3، USB 3.2، USB4 الإصدار 2.0". صُمم المعيار أيضًا ليكون قابلاً للتشغيل البيني، حيث يُضيف إصدار المواصفات الأحدث عادةً أوضاع تشغيل جديدة وأنواع كابلات جديدة، ولكنه لا يُقيد الميزات الموجودة مسبقًا، لأن ذلك سيجعل الميزات الموجودة غير متوافقة مع المنتجات الجديدة. لهذا الغرض، لم تتضمن حتى شعارات وملصقات USB القديمة إصدار المواصفات، بل اكتفت بالإشارة إلى "معتمد USB SuperSpeed+ بسرعة 10 جيجابت في الثانية" . يشير هذا الشعار إلى الكابلات التي تدعم سرعات اتصال 10 جيجابت في الثانية لتقنية USB 3.0، سواءً في الإصدار 3.1 أو 3.2، لأن متطلبات الكابلات لم تتغير. لذا، فإن تحديد إصدار المواصفات بدقة ليس ذا أهمية في العادة، ولن يُحدث فرقًا.

كما أن أوضاع الإرسال مثل Gen2×2 غير ذات صلة بالكابلات، حيث أن الكابلات الصالحة إما كاملة الميزات، وتحتوي على جميع أزواج الأسلاك عالية السرعة لما يصل إلى اتصالات ثنائية المسار بالسرعة المحددة، أو أنها USB2 فقط أو نوع محدد ومقيد آخر، كما هو موضح أدناه.

توافق كابل USB4

نظرة عامة على كابلات Type-C السلبية [ 39 ] [ 40 ] والنشطة [ 41 ] ودعمها لتقنية USB4
نوع الكابلسرعةأسماء التسويقالحد الأقصى لمعدل نقل البيانات عبر USB4أقصى طول متوقع للكابل [ أ ]دعم آخرقوة
ملاحظاتUSB2USB3TB3DP
USB2
غير متوفرمنفذ USB عالي السرعةلا≤ 4 أمتارنعملالالاUSB PD:

60 واط

أو

100 واط

أو

240 واط

سلبي كامل الميزات
غير متوفرالجيل الأولUSB 5 جيجابت في الثانية20 جيجابت/ثانية [ ب ]≤ 2 مترنعم5 جيجابت/ثانية20 جيجابت/ثانيةنعم [ ج ]
الجيل الثانيUSB بسرعة 20 جيجابت في الثانية

(تم إيقاف دعم USB 10 جيجابت في الثانية)

20 جيجابت/ثانية≤ 1 مترنعمنعم20 جيجابت/ثانية
(بما في ذلك TB4 وTB5 السلبيين)الجيل الثالث والجيل الرابعUSB بسرعة 40 جيجابت في الثانية

USB 80 جيجابت في الثانية

80 جيجابت/ثانية

(أو غير متماثل)

≤ 0.8 مترنعمنعمنعم [ د ]نعم [ ج ] [ هـ ]
نشط كامل الميزات (وأيضًا هجين بصري)
غير متوفرالجيل الثانيUSB بسرعة 20 جيجابت في الثانية

(تم إيقاف دعم USB 10 جيجابت في الثانية)

20 جيجابت/ثانيةأقل من 5 أمتارنعمنعمنعماختياري [ f ]
(بما في ذلك السل النشط من النوع الرابع)الجيل الثالثUSB بسرعة 40 جيجابت في الثانية40 جيجابت/ثانيةنعمنعمنعم [ د ]اختياري [ f ]

السل حتى 2 متر [ هـ ]

(بما في ذلك TB5 النشط)الجيل الرابعUSB 80 جيجابت في الثانية80 جيجابت/ثانية

(أو غير متماثل)

نعمنعمنعم [ د ]
منفذ USB3 نشطالجيل الثاني؟لانعمنعملاخياري
مكتب الشؤون الداخلية
USB3الجيل الثاني؟لا≤ 50 مترًافقط في حالة البصرياتالجيل الثاني فقط (10 / 20 جيجابت/ثانية)لاخياريغير متوفر
USB4الجيل الثالث؟40 جيجابت/ثانيةخياري
الجيل الرابع؟80 جيجابت/ثانية

(اختياري غير متماثل)

ثندربولت 3
سلبيالجيل الثانيشعار السل بدون الرقم "3"20 جيجابت/ثانية≤ 2 مترنعم5 جيجابت/ثانية فقط عندما يكون > 1 متر [ 42 ]20 جيجابت/ثانيةنعم [ ج ]USB PD:

60 واط

أو

100 واط

الجيل الثالثشعار TB + "3"80 جيجابت/ثانية

(أو غير متماثل) [ 43 ]

≤ 0.8 مترنعمنعمنعم
نشيطالجيل الثالثشعار TB + "3"لا[ ز ](أطول مدة متاحة: 3 أمتار)نعم(في الغالب لا) [ 44 ]نعم(في الغالب لا) [ 45 ]
بصري [ 46 ]الجيل الثالثشعار TB + "3"لا؟لالانعملاغير متوفر
  1. إن أطوال الكابلات القصوى ليست معيارية، بل هي مجرد تقديرات لمواصفات USB، بناءً على الحدود المادية المتوقعة لكابلات النحاس التقليدية.
  2. يتميز بروتوكول USB4 Gen 2 بمتطلبات إشارة أقل صرامة من بروتوكول USB3 Gen 2. تدعم كابلات الجيل الأول المتوافقة مع المواصفات اتصالات USB4 Gen 2 بسرعة 20 جيجابت/ثانية.
  3. 1 2 3 لا توجد سرعة قصوى محددة مضمونة بواسطة مواصفات Type-C
  4. قد تتطلب أجهزة TB3 القديمة تعريفًا اختياريًا للكابل على أنه "TB3 40 جيجابت/ثانية"، لأنها أقدم من تعريف USB-C من الجيل الثالث. وبدون هذا التعريف الإضافي، قد تتعرف هذه الأجهزة على هذه الكابلات على أنها "20 جيجابت/ثانية" / من الجيل الثاني فقط. ( مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 393)
  5. كابلات TB4 وTB5 التي يصل طولها إلى مترين (النشطة والخاملة) هي "كابلات عالمية"، بما في ذلك دعم تقنية DP. قد تشمل ضمانات DP فقط أعلى السرعات التي يغطيها معيار DP 1.4 لـ TB4 (HBR3) أو معيار DP 2.1 لـ TB5 (UHBR20) .
  6. 1 2 لا تضمن مواصفات Type-C سرعة قصوى محددة لتقنية DP. توجد تطبيقات مختلفة للكابلات النشطة قد تتصرف بشكل مختلف.
  7. يُعد كابل Apple TB3 Pro أحد كابلات TB3 النشطة القليلة التي تدعم منفذي DP وUSB3. ولا يزال من غير الواضح ما إذا كان هذا سلوكًا خاصًا أم أن الكابل متوافق مع USB4 أيضًا. "تبيع Apple الآن كابل Thunderbolt 3 Pro بسعر 129 دولارًا" . theverge.com . The Verge. 27 يوليو 2020. تاريخ الاطلاع: 9 أغسطس 2024 .

دعم وضع DP البديل لكابلات USB4

لا تُحدد مواصفات منفذ USB-C سرعات DisplayPort مُعينة تدعمها الكابلات السلبية، بينما يُعد دعمها اختياريًا للكابلات النشطة. ويُشير عرض USB-C حول وضع DisplayPort البديل [ 47 ] إلى كابلات USB-C السلبية كاملة الميزات لدعمها لتقنية DisplayPort وإمكانية زيادة سرعة DisplayPort مستقبلًا. وكانت سرعة HBR3 هي أعلى سرعة DisplayPort مُتاحة آنذاك.

قد تُسبب الكابلات النشطة تعقيدات إضافية، لأن الإلكترونيات النشطة لا تحتاج إلى تشغيل جميع أزواج الأسلاك عالية السرعة في نفس الاتجاه لعمليات USB العادية (لكن كابلات "USB 80Gbps" مُلزمة بدعم الاتصالات غير المتماثلة، والتي تشمل على الأقل تشغيل بعض أزواج الأسلاك في أي من الاتجاهين). كما قد تُعاني الكابلات النشطة من قيود أخرى، حيث قد تدعم الإلكترونيات النشطة أنماط إشارة مُحددة فقط. يوجد نوعان من الإلكترونيات النشطة: مُعيدات الإشارة الخطية (Linear ReDrivers) التي تُضخّم الإشارة فقط دون مراعاة أي نمط إشارة أو ترميز مُحدد، ومُعيدات التوقيت (ReTimers) التي تُعيد بناء الإشارة الواردة بدقة للحصول على نتيجة ذات جودة أعلى.

تضمن كابلات TB4، حتى النشطة منها، بطول يصل إلى مترين على الأقل، دعم وضع DP Alt. لم يُذكر حد أقصى مُحدد للسرعة، لكن جميع متطلبات TB4 الأخرى تشير إلى DP 1.4 وسرعته القصوى HBR3. [ 48 ] يُجدد TB5 الضمان نفسه [ 49 ] لكابلات USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية مع الإشارة إلى مواصفات DP 2.1 (بسرعات تصل إلى UHBR20).

وفقًا لـ VESA، الشركة المصنعة لتقنية DisplayPort، فإنّ DP 2.1 متوافق مع طبقة PHY الخاصة بـ USB4. [ 50 ] ولا يزال مدى اكتمال هذا التوافق غير واضح. مع ذلك، تتطابق سرعة UHBR10 DP مع USB4 Gen 2 من حيث معدل البت والترميز، بينما تتطابق سرعة UHBR20 DP مع USB4 Gen 3 من حيث معدل البت والترميز. وتشير إحدى خدمات اعتماد USB وDP إلى أن كابلات USB بسرعة 5 جيجابت في الثانية (USB 3.2 Gen 1) تدعم سرعات UHBR10، وهو ما يتوافق مع متطلبات اتصالات USB بسرعة 20 جيجابت في الثانية (USB4 Gen 2x2). [ 51 ]

يذكر موقع Anandtech [ 52 ] أن "هذا يعني أيضًا أن وضع DP Alt Mode 2.0 يجب أن يعمل إلى حد كبير مع الكابلات المتوافقة مع USB4، على الرغم من أن VESA حريصة على تجنب وعد التوافق مع جميع الكابلات".

تتوفر أجهزة إعادة التوجيه الخطية [ 53 ] وأجهزة إعادة التوقيت [ 54 ] التي يتم الإعلان عنها لسرعات USB4 Gen 3 وجميع سرعات DP الحالية حتى UHBR20 بما في ذلك UHBR13.5.

التوافق مع تقنية Thunderbolt

ثندربولت 3

تنص مواصفات USB4 على أن أحد أهداف التصميم هو "الحفاظ على التوافق مع النظام البيئي الحالي لمنتجات USB و Thunderbolt". يُشترط التوافق مع Thunderbolt 3 لموزعات USB4، بينما يُعد هذا التوافق اختياريًا لأجهزة USB4 المضيفة والأجهزة الطرفية USB4. [ 55 ] يجب أن تدعم المنتجات المتوافقة وضع 40 جيجابت/ثانية، وطاقة لا تقل عن 15 واط، وساعة مختلفة. ويتعين على المطورين توقيع اتفاقية الترخيص وتسجيل مُعرّف البائع لدى Intel. [ 56 ]

يعتمد بروتوكول USB4 على مبادئ تشغيل Thunderbolt 3 ويرتبط بها. تحدد مواصفات USB4 ببساطة الميزات التي يجب تعطيلها أو تخفيض إصدارها، والمعلمات التي يجب تغييرها للوصول إلى تطبيق متوافق مع Thunderbolt 3. [ 57 ] يتضمن ذلك، على سبيل المثال: الاقتصار على بنية التوصيل المتسلسل (يجب أن يعرض الموزع منفذ USB4 DFP واحدًا على الأكثر)، وتخفيض إمكانيات DP إلى DP 1.2، وتعطيل أي نفق USB3 أو اتصال USB 2.0 المتوازي، والعودة إلى معدل الإشارة السابق الأعلى قليلاً لـ TB3. يتم التعامل مع أي اتصال USB 3.x أو USB 2.0 - إن لزم الأمر - بواسطة وحدات تحكم PCIe-USB وعبر نفق PCIe.

يُعتبر اتصال TB3 رسميًا وضعًا بديلًا وليس وضع تشغيل USB أصليًا. ولذلك، تُستخدم آليات USB PD القابلة للتوسيع والمحددة من قِبل المُصنِّع للاستعلام عن الكابلات والأجهزة لمعرفة مدى دعمها وبدء الاتصال.

ثندربولت 4

خلال معرض الإلكترونيات الاستهلاكية CES 2020 ، أعلنت كل من USB-IF وإنتل عن نيتهما السماح لمنتجات USB4 بدعم بعض أو كل وظائف منتجات Thunderbolt 4. وكانت معالجات Tiger Lake من إنتل أولى المنتجات المتوافقة مع USB4 ، مع ظهور المزيد من الأجهزة المتوافقة في نهاية عام 2020 تقريبًا. [ 58 ] [ 59 ]

يُعدّ Thunderbolt 4 علامة تجارية رائدة في مجال حلول USB بسرعة 40 جيجابت في الثانية [ 60 ] . ويفرض Thunderbolt 4 بعض الميزات الاختيارية في USB 4، بما في ذلك التوافق مع الإصدارات السابقة حتى Thunderbolt 3، والحد الأدنى من PCIe (32 جيجابت في الثانية)، وإمكانيات DP (نفقان DP، بدقة 4K بمعدل 60 إطارًا في الثانية لكل منهما، وHBR3+DSC). [ 61 ]

بالنسبة للكابلات، فإنها تفرض بالمثل ميزات أعلى من الحد الأدنى لدعم 100 واط على الأقل و"العالمية" الأقل تحديدًا لما يصل إلى مترين.

بل إن تقنية Thunderbolt 4 تتطلب من بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة دعم الشحن عبر منافذ Thunderbolt، وهو أمر مستقل عن أي دعم لتقنية USB4.

ثندربولت 5

يُعدّ Thunderbolt 5 ترقيةً لـ Thunderbolt 4، وهو أيضًا حلٌّ مُصمَّمٌ خصيصًا لتقنية USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية. ويتطلّب هذا الحلّ حدًّا أدنى أعلى لسرعة PCIe (64 جيجابت في الثانية) وقدرات DP (نفقان DP، "6K60 لكلٍّ منهما"، مع عدم وضوح الحدّ الأدنى لسرعة DP). كما يُلزم بدعم اتصالات غير متماثلة بسرعة 120/40 جيجابت في الثانية من الأجهزة المضيفة إلى محطات الإرساء، لكنّه لا يُشير إلى العكس. [ 62 ]

بالنسبة للكابلات، يشترط Thunderbolt 5 دعم 240 واط و"العالمية" حتى مترين.

تجدر الإشارة إلى أن بعض الميزات الأخرى التي تُروّج لتقنية Thunderbolt 5، مثل سرعة نقل البيانات عبر USB3 تصل إلى 20 جيجابت/ثانية أو دعم 3 منافذ DP بسرعة تصل إلى UHBR20، تُعدّ اختيارية حتى في Thunderbolt 5. وبينما تدعم وحدات تحكم Intel هذه الميزات على نطاق واسع، وبعضها متوفر حتى في وحدات تحكم Thunderbolt 4 الأحدث، إلا أن هذا لا ينطبق على جميع أجهزة أو وحدات تحكم Thunderbolt 5. راجع قسم " وحدات تحكم USB4 المعروفة" .

مخطط توصيل الدبابيس

مخطط توصيل مقبس من النوع C

يستخدم USB4 موصل Type-C ذو الـ 24 سنًا في غلاف متناظر. يحتوي Type-C على 12 سنًا من النوع A في الأعلى و12 سنًا من النوع B في الأسفل. [ 63 ]

تُستخدم قناة تهيئة CC وفقًا لمعيار Type-C لاكتشاف التوصيلات، وتحديد اتجاه القابس (بفضل غلاف USB Type-C القابل للعكس)، وإنشاء اتصال USB PD للتفاوض على الطاقة والاستعلام عن الكابل (eMarker) والطرف الآخر لمعرفة ما إذا كان يدعم USB4 أو TB3. [ 64 ] [ 65 ] إذا كانت جميع الأجهزة تدعم USB4، فسيتم تفعيل وضع USB4. وإذا لم يكن الأمر كذلك، فقد يعود المنفذ إلى أوضاع بديلة أخرى مثل وضع Thunderbolt 3 البديل، أو وضع DP البديل، أو توصيلات USB3.

بمجرد طلب اتصال USB4، يستخدم USB4 قناة SBU لإدارة الاتصال والتهيئة والفصل. [ 66 ] تُستخدم جميع أزواج SuperSpeed ​​التفاضلية لوصلة USB4 الرئيسية. بالنسبة لاتصالات الجيل الثاني والثالث، تُشكّل TX1+ وTX1− وRX1+ وRX1− المسار الأول، بينما تُشكّل TX2+ وTX2− وRX2+ وRX2− المسار الثاني، كلٌّ منها في اتجاه الإرسال والاستقبال على التوالي. يمكن لاتصالات الجيل الرابع أيضًا استخدام ثلاثة أزواج في اتجاه واحد للأوضاع غير المتماثلة. يُستخدم الزوج التفاضلي D+ وD− لنقل بيانات USB 2.0 الذي يعمل بشكل مستقل عن اتصالات USB4 الأخرى. [ 67 ] بينما يتم اتصال USB3 عبر "نفق" داخل وصلة USB4 الرئيسية، يستمر أي اتصال USB2 مع أجهزة USB2 المحتملة عبر نفس الأسلاك كما لو لم يكن USB4 موجودًا.

لا يتطلب USB4 سوى حدوث اتصال PD وموافقة الطرفين على اتفاقية طاقة أولية قبل الانتقال إلى مفاوضات USB4. وبخلاف ذلك، فهما مستقلان، ويمكن إعادة التفاوض على الطاقة في أي وقت (بما في ذلك تغيير الاتجاه) دون التأثير على وصلة USB4، ويخضعان فقط لمواصفات Type-C وPD، وليس لـ USB4 نفسه.

تخطيط دبابيس مقبس من النوع C
دبوساسموصف
A1أرضيالعودة الأرضية
A2SSTXp1 ("TX1+")زوج تفاضلي فائق السرعة رقم 1، TX، موجب
A3SSTXn1 ("TX1-")زوج تفاضلي فائق السرعة رقم 1، TX، سالب
A4V BUSطاقة الشبكة
A5CC1قناة التكوين
A6Dp1زوج تفاضلي USB 2.0 ، الموضع 1، موجب
A7Dn1زوج تفاضلي USB 2.0، الموضع 1، سالب
A8SBU1استخدام النطاق الجانبي (SBU)
A9V BUSطاقة الشبكة
A10SSRXn2 ("RX2-")زوج التروس التفاضلية فائق السرعة رقم 4، RX، سالب
A11SSRXp2 ("RX2+")زوج التروس التفاضلية فائق السرعة رقم 4، RX، موجب
A12أرضيالعودة الأرضية
تخطيط دبابيس النوع C B
دبوساسموصف
فيتامين ب12أرضيالعودة الأرضية
B11SSRXp1زوج تفاضلي فائق السرعة رقم 2، RX، موجب
B10SSRXn1زوج تفاضلي فائق السرعة رقم 2، RX، سالب
B9V BUSطاقة الشبكة
B8SBU2استخدام النطاق الجانبي (SBU)
B7Dn2زوج تفاضلي USB 2.0، الموضع 2، سالب [ أ ]
ب6Dp2زوج تفاضلي USB 2.0، الموضع 2، موجب [ أ ]
ب5CC2قناة التكوين
ب٤V BUSطاقة الشبكة
ب3SSTXn2زوج التروس التفاضلية فائق السرعة رقم 3، TX، سالب
B2SSTXp2زوج التروس التفاضلية فائق السرعة رقم 3، TX، موجب
ب1أرضيالعودة الأرضية
  1. 1 2 يوجد زوج تفاضلي واحد فقط غير فائق السرعة في الكابل. هذا الدبوس غير موصول في القابس/الكابل.

دعم البرامج

يدعم USB4 ما يلي:

مدير الاتصال

مدير الاتصال هو جزء من مضيف USB4 يتولى إدارة الاتصالات عبر بنية USB4 بأكملها، بما في ذلك إنشاء الأنفاق، ومعالجة أي حجوزات للنطاق الترددي، وتحديد أولويات البيانات، مثل تحديد أنفاق DP التي يمكن إنشاؤها وسرعتها. يدعم برنامج تشغيل USB4 في نظام التشغيل Windows 11 تقنية USB4 بشكل أصلي، حيث يُعد مدير الاتصال جزءًا من برنامج تشغيل يعمل فقط مع وحدات التحكم المتوافقة. أما وحدات التحكم القديمة، فكان مدير الاتصال مُدمجًا في برامجها الثابتة ، وبالتالي كانت تتطلب دعمًا أقل بكثير من نظام التشغيل.

في نظام التشغيل لينكس، يدعم برنامج تشغيل USB4 و Thunderbolt (المسمى "thunderbolt") كلاً من وحدات التحكم التي تتم إدارتها بواسطة البرامج الثابتة ووحدات التحكم التي تتم إدارتها بواسطة نظام التشغيل عبر نفس الأدوات.

دعم الأجهزة

يتوقع براد سوندرز، الرئيس التنفيذي لمجموعة USB Promoter، أن معظم أجهزة الكمبيوتر المزودة بمنفذ USB4 ستدعم تقنية Thunderbolt 3، ولكن من غير المرجح أن يقوم مصنعو الهواتف بتطبيق دعم Thunderbolt 3. [ 72 ]

في 3 مارس 2020، أعلنت شركة Cypress Semiconductor عن وحدات تحكم جديدة للطاقة من النوع C (PD) تدعم USB4، وهي CCG6DF كمنفذ مزدوج وCCG6SF كمنفذ فردي. [ 73 ]

في نوفمبر 2020، كشفت شركة أبل عن أجهزة MacBook Air (M1، 2020) و MacBook Pro (13 بوصة، M1، 2020) و Mac mini (M1، 2020) ، والتي تتميز بمنفذي USB بسرعة 40 جيجابت في الثانية (USB4 Gen 3).

أعلنت AMD أيضًا أن معالجات Zen 3+ (Rembrandt) ستدعم USB 4 [ 74 ] ، وقد تم بالفعل تضمين هذه الميزة في المنتجات التي تم إصدارها بعد تحديث برنامج تشغيل مجموعة الشرائح. [ 75 ] مع ذلك، لم تُعلن AMD عن دعم USB بسرعة 20 جيجابت في الثانية (USB 3.2 Gen 2×2) إلا في معالجات Zen 4 التي تم إصدارها في سبتمبر 2022. [ 76 ] [ 77 ] دعمت Intel منفذي Thunderbolt 3 وUSB-C في معالجاتها المحمولة من الجيل الثامن في عام 2018. على سبيل المثال، يحتوي جهاز Lenovo P52 على منفذي Thunderbolt 3 في الخلف. وقد تطورت تقنية Thunderbolt/USB مع تحسين Intel لتصميم الدوائر المنطقية.

وحدات تحكم USB4 المعروفة

يوضح الجدول التالي وحدات تحكم USB4 والميزات التي تدعمها. غالبًا ما تؤثر اللوحات أو المنتجات التي تُستخدم فيها هذه الوحدات على الميزات المدعومة، على سبيل المثال، من خلال عدم توصيل جميع المدخلات، أو ضبط إعدادات وحدة التحكم بشكل مختلف لتحقيق التوافق أو توفير الطاقة، أو من خلال دمجها مع مكونات أخرى أقل جودة.

على سبيل المثال، تتطلب العديد من وحدات تحكم USB4 التي تُدمجها إنتل في معالجاتها مكونات خارجية إضافية مثل مُعيدات التوقيت للوصول إلى سرعات 40 جيجابت/ثانية كاملة. ويمكن استخدامها أيضًا في تكوينات أبسط لسرعات 20 جيجابت/ثانية فقط. [ 78 ]

قد تعتمد خصائص الاتصالات البديلة، مثل سرعات DP أو USB3 الأصلية - والتي قد تختلف عن السرعات المدعومة لأنفاق DP وUSB3 داخل اتصالات USB4 - على مكونات أخرى، مثل أجهزة إعادة التوقيت المستخدمة. [ 79 ]

وحدات تحكم USB4 المعروفة
الشركة المصنعة
وحدة التحكمعائلةيكتب
مُدار أصليًا [ أ ]
إصدار USB4
سرعة جيجابت/ثانية
منافذ USB4

(أعلى / أسفل)

مدخل/مخرج DP

محولات البروتوكول [ ب ]

USB3

جيجابت/ثانية

PCIe [ ج ]
متوافق مع TB3
موانئ أخرىمعتمد
إنتل
JHL8540 [ 80 ]مابل ريدجيستضيفلا 1 402 لأسفل2 بوصة

DP 1.4 (حتى HBR3)

10

(التحكم المتكامل)

x4 الجيل الثالث (32 جيجابت/ثانية)نعمغير متوفرTB4
JHL8440 [ 81 ]غوشن ريدجالمركز / المنطقة المحيطةغير متوفر1 للأعلى،

3 دن

اثنان خارج

DP 1.4 (حتى HBR3)

10

(محور، تحكم متكامل)

(32 جيجابت/ثانية)PCIe x1 Gen 3 dn,

1 USB3 dn

JHL8140هوفر ريدجبيري.1 لأعلىاثنان خارج

DP 1.4 (حتى HBR3)

10

(محور، تحكم متكامل)

غير متوفر3 منافذ USB3/DP معطلة،

1 USB3 dn

JHL9540 [ 82 ]بارلو ريدجيستضيفنعم 22 لأسفل3 بوصات

DP 2.1 (حتى UHBR10، +UHBR20) [ د ]

20

(التحكم المتكامل)

x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")1 DP out [ e ]
JHL9440 [ 83 ]المركز / المنطقة المحيطةغير متوفر1 للأعلى،

3 دن

3 خارج

2 في DP 2.1 (حتى UHBR10، +UHBR20) [ د ]

20

(محور، تحكم متكامل)

x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")2 DP في،

1 USB3 dn

JHL9580 [ 84 ] [ 85 ]يستضيفنعم 802 لأسفل3 بوصات

DP 2.1 (حتى UHBR10، +UHBR20) [ د ]

20

(التحكم المتكامل)

x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")1 DP out [ e ]TB5
JHL9480 [ 86 ]المحور / لكلغير متوفر1 للأعلى،

3 دن

3 خارج

2 في DP 2.1 (حتى UHBR10، +UHBR20) [ د ]

20

(محور، تحكم متكامل)

x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")2 DP في،

1 USB3 dn

بحيرة النمر [ 87 ]وحدة المعالجة المركزية المدمجةيستضيفلا 1 40حتى

2 + 2 dn [ f ]

2 في/المجموعة:

حتى HBR3

10(32 جيجابت/ثانية)غير متوفرTB4
بحيرة ألدر [ 88 ]نعم10 [ غرام ]غير متوفر
بحيرة رابتور [ 89 ]10

(20 داخلي) [ ز ]

الناتج الأصلي: [ h ]

DP UHBR10، +UHBR20، [ d ] USB3 20G

بحيرة النيزك [ 90 ]20 [ غرام ]الناتج الأصلي: [ h ]

DP UHBR10, +UHBR20 [ d ]

بحيرة القمر [ 91 ]حتى

2 +1 dn [ f ]

بحيرة آرو [ 92 ]2 لأسفل
AMD
AMD Renoir, Phoenix [ 93 ]حتى 1+1 dn [ f ]2 مدخل/منفذ

حتى HBR3

10غير متوفرالناتج الأصلي: [ h ]

DP UHBR10

؟
AMD Strix Point [ 94 ]TB4

[ 95 ] [ 96 ]

AMD Strix Halo [ 97 ]الناتج الأصلي: [ h ]

DP UHBR20 [ i ]

تفاحة
M1/2منفذ USB4/TB3 من أبليستضيف؟ 1 40؟1 مدخل/منفذ

حتى HBR3

10غير متوفرغير متوفرTB3
M1-3 برو، ماكس، M4أبل تي بي 42 مدخل/منفذ

حتى HBR3

TB4
إم 3 ألترا،

M4 برو/ماكس

أبل تي بي 5 (الجيل الأول) 2 802 مدخل/منفذ

حتى UHBR10، +UHBR20 [ د ]

TB5
M5 Pro [ 98 ]أبل تي بي 5 (الجيل الثاني)3 مداخل/منفذ

حتى UHBR10، +UHBR20  ؟ [ د ]

10  ؟
M5 Max [ 99 ]4 مداخل/منفذ

حتى UHBR10، +UHBR20  ؟ [ د ]

عبر
VL830 [ 100 ]غير متوفربيري.غير متوفر 1 401 لأعلىمخرج واحد: DP 1.4 (حتى HBR3)10 (محور)لالا5 منافذ USB3 dn،

1 USB2 dn

غير متوفر
VL832 [ 101 ]USB4
أسميديا
ASM2464PD [ 102 ]Peri. / NVMe1 لأعلىغير متوفر20 (محيطي)x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")نعم(USB3 NVMe ctrl., only integr. PD)TB4، USB4
ASM2464PDX [ 103 ]Peri. / NVMe1 لأعلى20 (محيطي)الجيل الرابع x4

(متفرع x1)

نعم(USB3 NVMe ctrl.)TB4، USB4
ASM4242 [ 104 ]يستضيفنعم2 لأسفل2 بوصة: DP 1.4 (حتى HBR3)20 (integ. ctrl.)x4 الجيل الرابع ("64 جيجابت/ثانية")نعمغير متوفرTB4، USB4
ريلتك
RTX5490 [ 105 ] [ 106 ]محيط / مركزغير متوفر1 402 لأسفلUSB4 لأعلى/لأسفل: UHBR20،  ؟20 (محور، تحكم متكامل)؟نعممنفذان USB3 بسرعة 20 جيجابت، ومنفذ DP بسرعة فائقة 20 جيجابتUSB4
  1. لا يُدير مُتحكم المضيف نفسه عبر البرامج الثابتة المُدمجة، بل عبر معيار ACPI وUSB4 باستخدام برامج تشغيل نظام التشغيل العامة، مثل برامج تشغيل USB4 الخاصة بنظام Windows 11. ينطبق هذا فقط على مُتحكمات المضيف. أما جميع المُتحكمات الأخرى، فتُدار دائمًا بواسطة مدير اتصال المضيف، سواءً كان ذلك مُدمجًا في البرامج الثابتة أو بواسطة نظام التشغيل.
  2. محولات البروتوكول هي التي تحول بين النفق والاتصال الخارجي عبر USB4. محولات DP In تُربط مباشرةً بمدخلات وحدة معالجة الرسومات (GPU). يمكن مشاركة محولات DP Out بين عدة منافذ إخراج فعلية، وفي هذه الحالة، فإنها تحد من عدد المنافذ التي يمكن استخدامها في الوقت نفسه.
  3. منفذ PCIe الرئيسي لوحدة التحكم. لا ينطبق على وحدات التحكم المضيفة المدمجة في المعالج. إذا كان استخدام PCIe داخليًا فقط في وحدة التحكم، فنادرًا ما تُذكر مواصفات معدل نقل البيانات عبر PCIe.
  4. يدعم UHBR10 وجميع السرعات الأقل ، بالإضافة إلى UHBR20 ، بينما لا يدعم سرعات UHBR13.5. يتوافق UHBR10 وUHBR20 مع معيار USB4 من الجيل الثاني والثالث على التوالي، بينما لا يتوافق UHBR13.5 مع أي من إشارات USB4 الحالية .
  5. 1 2 لم يتضح بعد مدى قدرة المخرج على القيام بوظائف معينة أو استخداماته. وفقًا لتسريب "المنفذ الجانبي"، قد يكون مجرد منفذ لتمرير مدخل DP الثالث.
  6. يشير الرمز " 2 +2" إلى جهازَي توجيه مضيف USB4 ثنائيي المنافذ منفصلين. ولكن نظرًا لتكاملهما مع وحدة المعالجة المركزية، يمكنهما مشاركة وظائف لا تُعدّ جزءًا تقنيًا من جهاز توجيه مضيف USB4، مثل USB3. قد تتشارك الأنظمة وحدة تحكم USB3 مشتركة، مما يوفر منفذ USB3 رئيسيًا واحدًا لكل منفذ USB4، على غرار منافذ PCIe.
  7. 1 2 3 وحدة تحكم USB3 مشتركة عبر جميع منافذ USB4 المدمجة
  8. ١ ٢ ٣ ٤ ما يمكن أن تُخرجه منافذ USB4 مباشرةً، بدلاً من تمريرها عبر نفق USB4. يمكن أن يكون هذا أعلى من دعم النفق، لأنه غير مقيد بمواصفات USB4 ومستقل تقنيًا عن عمليات/اتصالات USB4.
  9. من غير الواضح ما إذا كان هذا يشمل دعم UHBR13.5، على عكس منتجات Intel المنافسة

مراجع

  1. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023
  2. "منظمة USB-IF تعلن عن نشر مواصفات USB4 الجديدة لتمكين أداء USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية" (ملف PDF) . 18-10-2022.
  3. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023
  4. مواصفات كابل وموصل Type-C ، صفحة 216f، القسم 4.6 خطأ harvnb: لا يوجد هدف: CITEREFType-C_Cable_and_Connector_Specification ( مساعدة )
  5. 1 2 مواصفات توصيل الطاقة عبر منفذ USB لعام 2023
  6. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، الصفحة 1، القسم 1.5، الصفحة 12، القسم 2
  7. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 15، القسم 2.1.5
  8. هيل، براندون (4 مارس 2019). "تقنية USB4 تستفيد من بروتوكول Thunderbolt 3 لمضاعفة السرعات إلى 40 جيجابت في الثانية" . هوت هاردوير . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2020 .
  9. «تم الإعلان عن USB4 بنطاق ترددي 40 جيجابت في الثانية، وهو مبني على Thunderbolt 3» . GSMArena.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2020 .
  10. "مع USB 4، سيتقارب Thunderbolt وUSB" . 2019-03-04. مؤرشف من الأصل في 2022-09-10 . تم الاطلاع عليه في 2020-05-01 .
  11. هاغيدورن، هيلبرت (13 يونيو 2019). "سيصل منفذ USB 4.0 في أواخر عام 2020" . Guru3D . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2020 .
  12. مجموعة مُروّجي USB (4 مارس 2019). "مجموعة مُروّجي USB تُعلن عن مواصفات USB4" (ملف PDF) . usb.org . تاريخ الاسترجاع: 21 ديسمبر 2024 .
  13. "مواصفات USB4" . الصفحة 1، القسم 1.4 أهداف التصميم. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-04-2021.
  14. د. كاتريس، إيان (2020-07-08). "تحديث إنتل ثندربولت 4: وحدات التحكم ومعالجات تايجر ليك في 2020" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2020-07-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-12-21 .
  15. "تقديم تقنية Thunderbolt 4: اتصال كابل عالمي للجميع" . 2020-07-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-12-21 .
  16. «مجموعة مُروّجي USB تُعلن عن إصدار USB4 2.0» . www.businesswire.com . 1 سبتمبر 2022. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 سبتمبر 2022 .
  17. «منظمة USB-IF تعلن عن نشر مواصفات USB4 الجديدة لتمكين أداء USB بسرعة 80 جيجابت في الثانية» (ملف PDF) . USB-IF . منتدى مطوري USB. 18 أكتوبر 2022. تاريخ الاطلاع: 19 يناير 2023 .
  18. بورتر، جون (30 سبتمبر 2022). "يو إس بي تتخلى عن علامة سوبر سبيد التجارية في محاولة لتبسيط موصلها واسع الانتشار" . ذا فيرج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2024 .
  19. غانيش، تي إس (12 أكتوبر 2023). "إنتل تكشف النقاب عن وحدات تحكم بارلو ريدج ثندربولت 5 - إطلاق TB5 في عام 2024" . مؤرشف من الأصل في 12 سبتمبر 2023. تم الاطلاع عليه في 21 ديسمبر 2024 .
  20. "إنتل تُطلق معيار الاتصال Thunderbolt 5" . 12 أكتوبر 2022. تاريخ الاطلاع: 21 ديسمبر 2024 .
  21. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، الصفحات 13 وما بعدها، الشكل 2-1: بنية نظام ناقل USB4/USB3.2 المزدوج
  22. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 12 وما بعدها، القسم 2: نظرة عامة على البنية
  23. مواصفات USB 2.0 لعام 2024
  24. مواصفات USB 3.2 لعام 2022
  25. "مواصفات منتج وحدة تحكم Intel® JHL8540 Thunderbolt™ 4" . www.intel.com . تاريخ الاطلاع: 2024-08-06 .
  26. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 244، القسم 5.3
  27. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 خدمة النطاقات المشتركة 2023
  28. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 13
  29. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 487
  30. دليل مدير الاتصال لمواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 59، القسم 6.1
  31. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 660، القسم 11.1.1.1.3
  32. 1 2 مخطط متطلبات العلامة التجارية لـ USB من USB-IF
  33. فريق GraniteRiverLabs (17 يناير 2023). "مرحباً بكم في عصر سرعة USB4 الفائقة التي تصل إلى 80 جيجابت في الثانية" . www.graniteriverlabs.com . GraniteRiverLabs تايوان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 فبراير 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 فبراير 2023 .
  34. "كيفية اختبار واستكشاف أخطاء USB4 وإصلاحها" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 10 سبتمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2022 .
  35. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 17 وما بعدها، القسم 2.1.1.4
  36. محتوى برنامج تشغيل ويندوز (18 مايو 2022). "دعم نفق PCIe لأنظمة USB4" . learn.microsoft.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2024 .
  37. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 261، الفقرة 3
  38. "جلسة تعريف العلامة التجارية لـ USB لعام 2019" (ملف PDF) . usb.org . 2020-02-07. ص16 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-07-08 .
  39. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 42، علامة التبويب 3-1
  40. "كيفية تجاوز الحد الأقصى لطول كابل USB" . blog.tripplite.com . تاريخ الاسترجاع: 14 مارس 2024 .
  41. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 261، القسم 6
  42. "كابل تيندربولت 3 من كيبل ماترز 107002 بسرعة 40 جيجابت/ثانية / 20 جيجابت/ثانية" . kb.cablematters.com . 2024-10-09 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-12 . عند توصيله بأجهزة USB-C، يمكن أن تصل سرعة نقل البيانات إلى 10 جيجابت/ثانية (0.5 متر و1 متر) و5 جيجابت/ثانية (2 متر).
  43. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 246، شكل 5-1
  44. "كابلات USB-C، كابلات Thunderbolt 3 - كيفية التمييز بينهما" . archive.caldigit.com . CalDigit . تاريخ الاسترجاع: 2024-08-08 .
  45. "كيفية اختيار كابل Thunderbolt 3؟" . chargerlab.com. 2019-05-11 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-08 .
  46. "كابل كورنينج ثندربولت™ 3 البصري (40 جيجابت/ثانية)" (ملف PDF) . كورنينج . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2024 .
  47. "VESA – وضع DisplayPort™ البديل على USB-C®" (ملف PDF) . 19-11-2019. ص 23. تم الاطلاع عليه بتاريخ 08-08-2024 .
  48. "عرض تقديمي صحفي لإعلان تقنية Thunderbolt 4™ من إنتل" (ملف PDF) . إنتل. ص 9، ص 13. تاريخ الاطلاع: 8 أغسطس 2024 .
  49. "عرض تقديمي لتقنية Thunderbolt 5™" (ملف PDF) . thunderbolttechnology.net . إنتل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أغسطس 2024 .
  50. "VESA تصدر مواصفات DisplayPort 2.1" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-06 .
  51. "نظرة عامة على مواصفات واختبارات DisplayPort™ 2.1" . مختبرات غرانايت ريفر. معدل نقل بيانات فائق السرعة في DisplayPort™ 2.1 . تاريخ الاسترجاع: 8 أغسطس 2024 .
  52. «إصدار مواصفات وضع العرض البديل 2.0 لمنفذ العرض: تعريف وضع العرض البديل لـ USB4» . موقع Anandtech. مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2024 .
  53. "PI2DPX2020" . الثنائيات . 2011-03-02 . تم الاسترجاع في 2024-08-08 .
  54. "KM864742" . نوفوتون . تم الاسترجاع في 9 أغسطس 2024 .
  55. مواصفات USB4 الإصدار 1.0 أغسطس 2019 الفصل 13: "قد يدعم مضيف USB4 وجهاز USB4 الطرفي توافق TBT3 بشكل اختياري. إذا كان مضيف USB4 أو جهاز USB4 الطرفي يدعم توافق TBT3، فيجب أن يفعل ذلك كما هو محدد في هذا الفصل".
  56. "مواصفات متطلبات التوافق بين USB4 و Thunderbolt3 - USB-F" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-11-2021 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-11-2021 .
  57. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 709 وما بعدها، القسم 13: التوافق مع أنظمة Thunderbolt 3 (TBT3)
  58. «أجهزة USB4 جاهزة للطرح العام المقبل» . Engadget . 3 سبتمبر 2019. مؤرشف من الأصل في 24 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 28 أبريل 2020 .
  59. مايسلينجر، فلوريان (14 يونيو 2019). "أول أجهزة USB 4 ستُطرح في نهاية عام 2020" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أبريل 2020 .
  60. "معالجات Intel® Core™ Ultra من سلسلتي 200H و200U ونظام USB Type-C الفرعي" . Intel.com . تاريخ الاسترجاع: 10 يناير 2026. Thunderbolt™ 4 هو علامة تجارية لحلول USB Type-C تتطلب العناصر التالية...
  61. "عرض تقديمي صحفي لإعلان Intel Thunderbolt 4" (ملف PDF) . thunderbolttechnology.net . Intel. ص4 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2024 .
  62. "عرض تقديمي لتقنية Thunderbolt 5™" (ملف PDF) . thunderbolttechnology.net . إنتل. ص 19. تاريخ الاسترجاع : 9 أغسطس 2024 .
  63. "العلاقة بين USB4 وموصل USB Type-C" . مدونة توتال فيز . ١٨ فبراير ٢٠٢٠. مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٠ سبتمبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٥ أبريل ٢٠٢٢ .
  64. مواصفات كابل وموصل Type-C لعام 2023 ، صفحة 260، الشكل 5-1 نموذج تدفق اكتشاف ودخول USB4
  65. ليونغ، بنسون (19 نوفمبر 2018). "قناة تهيئة منفذ USB Type-C" . ميديوم . مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أبريل 2022 .
  66. مواصفات USB4 الإصدار 2.0 لعام 2023 ، صفحة 25
  67. "مواصفات USB4" . www.usb.org . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أبريل 2022 .
  68. "إصدار نواة لينكس 5.6 مع دعم WireGuard وUSB4 وأجهزة AMD وIntel الجديدة - Phoronix" . Phoronix.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2021-11-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-04-28 .
  69. "تقديم الجيل الجديد من أجهزة ماك" . apple.com . 10 نوفمبر 2020. مؤرشف من الأصل في 1 مارس 2021. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2020 .
  70. "مقدمة إلى مدير اتصال USB4 في نظام التشغيل Windows" . docs.microsoft.com . 2021-09-03. مؤرشف من الأصل في 2021-11-03 . تم الاطلاع عليه في 2021-11-03 .
  71. "29 فبراير 2024 - معاينة KB5034848 (إصدارات نظام التشغيل 22621.3235 و22631.3235) - دعم مايكروسوفت" . support.microsoft.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 أغسطس 2024 .
  72. بيلتش، أفرام (2021-04-20). "USB 4: كل ما نعرفه حتى الآن" . تومز هاردوير . مؤرشف من الأصل في 2021-06-30 . تم الاسترجاع في 2020-04-30 .
  73. شيلوف، أنطون. "سايبرس تعلن عن وحدات تحكم جاهزة لـ USB 3.2 و USB 4: EZ-PD CCG6DF و CCG6SF" . www.anandtech.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2021-12-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-04-28 .
  74. كاتريس، إيان (4 يناير 2022). "شركة AMD تعلن عن معالجات Ryzen 6000 المحمولة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة: Zen3+ بتقنية 6 نانومتر مع رسومات RDNA2" . موقع Anandtech. مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2022 .
  75. كلوتز، آرون (28 يونيو 2022). "شركة AMD تُضيف دعم USB 4 في تحديث مجموعة الشرائح لمعالجات Ryzen 6000 المحمولة (مُحدّث)" . موقع Tom's Hardware .
  76. بونشور، جافين (23 مايو 2022). "الإعلان عن معالج AMD Ryzen 7000: 16 نواة من معمارية Zen 4، بالإضافة إلى PCIe 5 وDDR5 لمقبس AM5، سيصدر هذا الخريف" . موقع Anandtech. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 يوليو 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يوليو 2022 .
  77. "أكدت AMD تشكيلة معالجات Zen4 وRyzen 7000: Raphael في 2022، وDragon Range وPhoenix في 2023" . VideoCardz.com . تاريخ الاطلاع: 29 نوفمبر 2022 .
  78. "ورقة بيانات الجيل الثالث عشر من معالجات Intel® Core™، المجلد 1 من 2" . intel.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  79. "ورقة بيانات الجيل الثالث عشر من معالجات Intel® Core™، المجلد 1 من 2" . intel.com . مخطط منصة خط معالجات P/H/H Refresh، الحاشية 2. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  80. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL8540 USB4" .
  81. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL8440 USB4" .
  82. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL9540 USB4" .
  83. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL9440 USB4" .
  84. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL9580 USB4" .
  85. "تسرب بارلو ريدج" .
  86. "مواصفات وحدة تحكم Intel JHL9480 USB4" .
  87. "مواصفات معالج Intel Tiger Lake" .
  88. "مواصفات معالج Intel Alder Lake" .
  89. "مواصفات معالج Intel Raptor Lake" .
  90. "مواصفات معالج Intel Meteor Lake" .
  91. "مواصفات معالج Intel Lunar Lake" .
  92. "مواصفات معالج Intel Arrow Lake" .
  93. "مواصفات معالج AMD Ryzen™ 7 7840HS" . amd.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  94. "مواصفات معالج AMD Ryzen™ AI 9 HX 370" . amd.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  95. "مراجعة جهاز HP Elitebook X G1a 14 من موقع Notebookcheck" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  96. "مراجعة جهاز HP ZBook G1a 14 Notebookcheck" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  97. "مواصفات معالج AMD Ryzen™ AI Max+ 395" . amd.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  98. "دعم الشاشة الخارجية لجهاز ماك بوك برو M5" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-04-06 .
  99. "دعم الشاشة الخارجية لجهاز ماك بوك برو M5" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2026-04-06 .
  100. "مواصفات وحدة التحكم عبر VL830 USB4" .
  101. "مواصفات وحدة التحكم عبر VL832 USB4" .
  102. "مواصفات وحدة تحكم USB4 من نوع ASM2464PD" .
  103. "مواصفات وحدة تحكم USB4 من نوع ASM2464PDX" .
  104. "مواصفات وحدة تحكم USB4 ASM4242" .
  105. "أطلقت شركة Realtek أول وحدة تحكم USB4 متعددة المنافذ معتمدة بالكامل من USB-IF (TID: 11930) في جميع أنحاء العالم (RTS5490)، والتي تدمج وظائف USB Type C/PD" .
  106. "تحليل منفذ وحدة تحكم موزع USB4 من RealTek RTS5490" .

مراجع المواصفات