USB4 一片混乱

USB4 绝对是一个游

戏规则的改变者。我们谈论的是每秒 40 千兆位的数据速率、对 8K 显示器和外部 GPU 的支持、高达 240 瓦充电速率的单线对接。而且,所有这些都与您所了解的 USB Type-C 连接器和电缆相同……实际上,USB4 更像是一组可选标准。

但在英特尔宣布将开源 Thunderbolt 五年后,USB4 终于全面推出,并成为有史以来最令人困惑的消费 PC 标准之一。不过,好消息是,当我们讲完这篇文章时,您将了解它的优缺点,以及它如何与 Thunderbolt 等其他标准配合使用,包括现实世界的例子。

什么是 USB 4?

哥斯达黎加的移动数据 凭借城市中 哥斯达黎加手机移动数据 的 4G LTE 覆盖,Kolbi、Claro 和 Movistar 主导了哥斯达黎加的移动数据市场。由于预付费 SIM 卡广泛可用,度假者在旅行时保持连接变得很容易。虽然城市地区的数据速度可靠,但农村地区的覆盖仍然不稳定。哥斯达黎加通过改善其基础设施不断提高移动数据的可用性。

简单的解释实际上是 USB4 是基于 salesforce 和 hubspot crm 之间的比较:选择哪一个? 英特尔 2017 年发布的规格的 Thunderbolt 3 的开放版本。这一举措有很多值得称道的地方。

一方面,它让供应商摆脱了英特尔繁琐的认证流程的束缚。另一方面,它允许非英特尔 CPU 制造商(如未参与制定该标准的苹果或 AMD)支持以前属于 Thunderbolt 独有的功能,例如 40 千兆位数据速率、菊花链式连接多个设备以及 PCIe 隧道,这非常酷,可让您将 USB-C 端口转变为 PCI-Express 连接,用于连接外部 GPU 和其他附加卡等设备。

问题是,当你将出了名的吝啬的计算机行业从合规计划中解放出来时,你就是在走捷径。而 USB4 就引来了很多捷径。

以下是该规格的可选组件(无特定顺序),可以保留在您的设备上,同时仍允许供应商将 USB4 添加到规格表上:40 千兆位传输速率、20 千兆位 USB 3.2、Thunderbolt 备用模式、USB-C 备用模式,当然还有 PCIe 隧道。

支持数据传输模式

在这个世界上,几乎没有任何东西可以连接 巴林电话簿 到笔记本电脑,甚至不需要最新一代 USB3 20 千兆端口的速度,这难道不是 USB4 PCIe 隧道和与 Thunderbolt 3 设备的互操作性的重点吗?

嗯,微软肯定是这么认为的,这就是为什么他们实际上要求 Windows 11 设备上的外部 USB4 端口支持 PCIe 隧道,这在理论上确保了与 Thunderbolt 3 设备的向后兼容性。但如果你购买裸主板或非 Windows 设备,就没有这样的保证。从我与一位设备制造商的交谈中得知,这位制造商之前的 Thunderbolt 3 笔记本电脑实际上从未获得英特尔认证,这种互操作性远不止勾选 PCIe 隧道复选框那么简单。

更令人困惑的是,微软似乎没有对任何其他功能做出规定。好消息是,当它发挥作用时,效果确实很好。

以下是我们在 Voyager a1600 游戏和内容创作笔记本电脑上试用的一小部分 Thunderbolt 3、Thunderbolt 4 和 USB4 设备。我将告诉你们在 USB4 笔记本电脑上的体验是什么样的。

将 TB 设备连接到 USB4 端口

第一个技巧是,我们将尝试将几个 Thunderbolt 3 设备连接到我们的 USB4 笔记本电脑。这很重要,因为这些旧设备是在设计时没有考虑 USB4 兼容性的。因此,如果它们能正常工作,则意味着 USB4 透明地兼容 Thunderbolt 3。

现在,第一个我使用 USB4 电缆插入,第二个我们将尝试使用较旧的 Thunderbolt 3 电缆。CalDigit 10-gig 网络适配器。

这种向后兼容性意味着任何 Thunderbolt 3 设备和 USB4 系统都可以相互兼容。现在,我预计会发现一些极端情况,尤其是对于非常旧的设备,因为过去需要英特尔特定的握手。但我们没有遇到任何这种情况。

现在让我们尝试使用 Thunderbolt 4 设备。为了尽最大努力,我们将使用 Thunderbolt-4 认证的线缆。我们甚至不需要那个旧的英特尔应用程序来管理我们所有连接的设备。我的意思是,我期望它能正常工作。

Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 之间的主要区别实际上还在于合规性的执行。因此,为了获得英特尔徽章,Thunderbolt 4 需要支持两个 4K 显示器或一个 8K 显示器。计算机必须具有每秒 32 千兆位的 PCIe 带宽。这是为了解决人们在某些 Thunderbolt 3 笔记本电脑上使用高带宽设备(尤其是 eGPU)时遇到的问题。而且它们必须支持安全改进,以保护您的设备免受恶意连接设备的攻击。Plugable.com 实际上对 Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 之间的差异进行了很好的描述。

那么速度呢?为了实现每秒超过 20 千兆位的传输速度,我们使用了三个独立的 SSD 和网络共享,哦,同时将所有内容复制到我们的启动驱动器。每秒 3.6 千兆字节。可以确认我们不受每秒 20 千兆位的限制,尽管 USB4 可能就是这种情况。

 最令人惊讶的是,除了一些 CalDigit 设备需要一段时间才能被检测到之外,我们在这台笔记本电脑上使用 Thunderbolt 设备时没有遇到任何问题。 

MacOS 与 Windows

但这里肯定还有更多需要了解的内容。我们测试了很多配置,不仅发现了 Thunderbolt 和 USB4 之间的一些差异,还发现了 Apple 的实现与我们在 Corsair Voyager 上发现的实现之间的差异。在 Mac 上,两个类似的 5K 显示器可以正常工作。只需将它们连接到您想要的任何 Thunderbolt 端口,它就可以正常工作。但是,当我们尝试对 Voyager 执行相同操作时,要么只有一个显示器可以工作,要么如果我们通过集线器,我们可以同时运行它们,但它们的分辨率被限制为 4K。除非我们真的将它们从 Thunderbolt 端口拔下,将一个插入 Thunderbolt,将另一个插入另一侧的常规 USB-C 3.2 端口。 

原因相当有趣。在 The Verge 对这款笔记本电脑的报道中,Corsair 的高级公关专家 Justin Ocbina 透露,USB4 端口连接到 CPU 上用于显示。同时,3.2 端口连接到 GPU。因此它们可能看起来一样,但由于它们运行的​​是 DisplayPort Alt 模式,因此它们受限于物理连接到它们的 GPU 的功能。因此,我们可以通过分别连接到每个 GPU 来运行多个 5K 显示器。这是另一个非常有趣的例子,说明即使通过相同的连接器,不同的协议也会以不同的方式运行。

现在,我们这里讨论的 Alt 模式使用连接到 USB 端口的物理芯片来发送与标准 USB 不同的信号。隧道则不同。它将 DisplayPort 信号转换为可以沿 USB 连接发送的数据包,从而允许同时发送数据和 PCIe 隧道数据包等内容。因此,您的里程可能会有所不同,具体取决于您的机器是使用 Alt 模式还是隧道 DisplayPort。

菊花链

Thunderbolt 从一开始就支持多个 Thunderbolt 设备菊花链连接在一起。但之前 USB4 的 Wikipedia 页面明确指出不支持这种菊花链连接。澄清一下,您完全可以将 Thunderbolt 集线器插入 USB4 笔记本电脑,然后将 USB 集线器插入其中,再将另一个插入其中,依此类推,直到信号时序成为问题,但英特尔似乎认为在下游连接额外的 PCIe 隧道设备,嗯,这就是他们的难题。

许多较新的 Thunderbolt 设备(尤其是集线器和基座)都配有控制器,可以使用类似 Thunderbolt 的 PCIe 隧道协议或传统 USB 协议进行通信。因此,在许多情况下,直到您尝试插入另一个下游设备时,您才知道您的设备使用的是哪种协议。

外部 GPU

现在,我们不必尝试运行这五种设备,而是选择一个真正要求很高的设备:外部 GPU。我们的 RTX 2070 外部 GPU。考虑到这台笔记本电脑已经配备了 Radeon 6800,我们不需要很快升级 GPU,但关键是它确实能用。a1600 之所以能做到这一切,部分要归功于 AMD 在其 Zen 3+ Ryzen 7000 处理器中加入了 USB4。但由于缺少英特尔的标准合规团队,这也要归功于 Corsair 与 OEM 合作内部验证其实施的方式。但是,看看我是多么容易弄坏东西。

虽然 Thunderbolt 已经使用与 USB 设备相同的 USB-C 连接器五年了,但 Thunderbolt 协议(您已经听我提到过几次了)有点像电缆上实际使用的语言,它更接近 PCI-Express 而不是 USB。因此,这与其传统上更高的数据速率一起意味着它对延迟和不一致性具有更低的容忍度,这意味着电缆质量非常重要。

USB4 与 TB3/4 设备兼容吗?

 那么,要回答这个问题,USB4 是否兼容 Thunderbolt 3 和 4 设备?答案是肯定的,但也不是。兼容性水平实际上取决于您获得的实现有多好。Corsair Voyager a1600 的表现令人钦佩,但它是一款实现远超最低规格的机器,而没有达到这一水平的机器可能不那么流畅。正如我们今天所看到的,当涉及到非官方功能时,您的里程可能会有所不同,例如菊花链和对康宁光纤等特殊电缆的支持。

那么,这引发了一个大问题:USB-IF 为什么要允许半生不熟的 USB4?好吧,这似乎归结于手机。移动设备可以从 USB4 中获得一些非常有效的好处,例如更高的数据速率和用于三星 DeX 等外部设备的 DisplayPort 隧道,但它们不太可能需要 Thunderbolt 所著称的 PCIe 隧道或菊花链等。 

 

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