原标题:USB4 技术超详细解读
USB4 全名为Universal Serial Bus Generation 4。USB 这个介面在1996 年发布USB 1.0 规格, 传输速度支援低速1.5 Mbps 与全速12 Mbps,以及之后陆续发表支援速度480 Mbps、5Gbps、10Gbps、20Gbps 等,并在2019年9 月发布最新一代USB4 规格,支援20 Gbps 与40 Gbps。USB 介面演进及相对应的logo,请参考图表一。

图表一
USB4新功能三大重点
1. USB4 只采用USB Type-C 连接器,USB4 讯号采双通道传输; 而过去的连接器如USB Type-A 或Micro-B,仅支援单通道传输,无法支援USB4。
2. USB 传输速度最快支援40G (20Gbps x2),并可同时传送DisplayPort 影音。旨在将多种协议组合到单个物理接口,可以动态共享USB4 架构的整体速度和性能。
3. 向下相容USB 2.0 与USB 3.2及支援Thunderbolt 3。
USB4连接器与线缆重点
1.USB4 只采用USB Type-C 连接器。
2. USB4 Cable 被动线缆,可支援的被动线缆长度由USB 3.2 Gen2 的1 公尺,降为USB4 Gen3 的0.8 公尺。
3. 若需较长的线缆,如连接大尺寸萤幕,或是VR 应用,可使用主动式线缆。USB4 主动式线缆为含有Repeater 元件(如Re-timer,Re-driver 等主动元件)的线缆,以及光纤线缆等。至于可支援的主动式线缆长度最长为5 公尺。
USB4架构重点
USB4 主要构成元件有路由器(Router) ,适配器(Adapter),以及TMU (Time Management Unit,时间管理单元)。
1. 路由器是USB4 的一个主要建构模块,路由器将隧道协议转换成USB4 封包传送,并透过TMU来作时间同步。主要由USB Host 内建的Connection Manager 来侦测及管理。
2.适配器是内建在路由器里,主要功能为路由器与外部元件沟通的媒介,进行协定转换。例如USB4 Host在传输USB3 资料(如图二),由内部USB3 Host 透过USB3 Adapter 进行协定封装成USB4 Tunneled Packet。一个路由器内部最多可以支援64个适配器。
3.TMU 是内建在路由器里,使用分布式时间管理单元(TMU),在路由器间做时间同步。

图二