Introdução ao USB 4
USB4 é o sistema USB especificado na especificação USB4. O USB Developers Forum lançou sua versão 1.0 em 29 de agosto de 2019. O nome completo do USB4 é Universal Serial Bus Generation 4. Ele se baseia na tecnologia de transmissão de dados "Thunderbolt 3", desenvolvida em conjunto pela Intel e pela Apple. A velocidade de transmissão de dados do USB4 pode atingir até 40 Gbps, o dobro da velocidade do USB 3.2 (Gen2×2) mais recente.
Ao contrário dos padrões anteriores do protocolo USB, o USB4 requer um conector USB-C e precisa do suporte USB PD para alimentação. Comparado ao USB 3.2, ele permite a criação de túneis DisplayPort e PCI Express. Essa arquitetura define um método para compartilhar dinamicamente um único link de alta velocidade com vários tipos de dispositivos terminais, o que permite lidar melhor com a transmissão de dados por tipo e aplicação. Os produtos USB4 devem suportar uma taxa de transferência de 20 Gbit/s e podem suportar uma taxa de transferência de 40 Gbit/s. No entanto, devido à transmissão em túnel, ao transmitir dados mistos, mesmo que os dados sejam transmitidos a uma taxa de 20 Gbit/s, a taxa real de transmissão de dados pode ser maior do que a do USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
O USB4 é dividido em duas versões: 20 Gbps e 40 Gbps. Os dispositivos com interface USB4 disponíveis no mercado podem oferecer a velocidade de 40 Gbps do Thunderbolt 3 ou uma versão reduzida de 20 Gbps. Se você deseja adquirir um dispositivo com a maior velocidade de transmissão, ou seja, 40 Gbps, é melhor verificar as especificações antes de efetuar a compra. Para cenários que exigem transmissão de alta velocidade, a escolha do USB 3.1 C para C apropriado é crucial, pois é a portadora principal para atingir uma taxa de 40 Gbps.
Muitas pessoas se confundem com a relação entre USB4 e Thunderbolt 4. Na verdade, tanto o Thunderbolt 4 quanto o USB4 são desenvolvidos com base no protocolo Thunderbolt 3. Eles se complementam e são compatíveis. As interfaces são todas Tipo C e a velocidade máxima é de 40 Gbps para ambas.
Em primeiro lugar, o cabo USB4 ao qual nos referimos é o padrão de transmissão USB, que é uma especificação de protocolo relacionada ao desempenho e à eficiência da transmissão USB. O USB4 pode ser entendido como a "quarta geração" dessa especificação.
O protocolo de transmissão USB foi proposto e desenvolvido em conjunto por várias empresas, incluindo Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Nortel em 1994. Foi lançado como versão USB V0.7 em 11 de novembro de 1994. Mais tarde, essas empresas criaram uma organização sem fins lucrativos para promover e dar suporte ao USB em 1995, chamada USB Implementers Forum, que é o conhecido USB-IF, e o USB-IF agora é a organização de padronização do USB.
Em 1996, a USB-IF propôs oficialmente a especificação USB 1.0. No entanto, a taxa de transmissão do USB 1.0 era de apenas 1,5 Mbps, a corrente máxima de saída era de 5 V/500 mA e, naquela época, havia poucos dispositivos periféricos compatíveis com USB, de modo que os fabricantes de placas-mãe raramente projetavam interfaces USB diretamente na placa-mãe.
▲USB 1.0
Em setembro de 1998, a USB-IF lançou a especificação USB 1.1. A taxa de transmissão foi aumentada para 12 Mbps desta vez, e alguns detalhes técnicos do USB 1.0 foram corrigidos. A corrente máxima de saída permaneceu em 5 V/500 mA.
Em abril de 2000, o padrão USB 2.0 foi introduzido, com uma taxa de transmissão de 480 Mbps, ou seja, 60 MB/s. É 40 vezes maior que o USB 1.1. A corrente máxima de saída é de 5 V/500 mA e adota um design de 4 pinos. O USB 2.0 ainda é usado hoje e pode ser considerado o padrão USB mais duradouro.
A partir do USB 2.0, o USB-IF demonstrou seu “talento único” em renomeação.
Em junho de 2003, o USB-IF renomeou as especificações e padrões do USB, mudando o USB 1.0 para a versão USB 2.0 Low-Speed, o USB 1.1 para a versão USB 2.0 Full-Speed e o USB 2.0 para a versão USB 2.0 High-Speed.
Entretanto, essa mudança teve pouco impacto na situação atual naquela época, porque o USB 1.0 e 1.1 basicamente deixaram o estágio histórico.
Em novembro de 2008, o USB 3.0 Promoter Group, composto por gigantes da indústria como Intel, Microsoft, HP, Texas Instruments, NEC e ST-NXP, concluiu o padrão USB 3.0 e o lançou publicamente. O nome oficial dado foi "SuperSpeed". O USB Promoter Group é o principal responsável pelo desenvolvimento e formulação dos padrões da série USB, e os padrões serão eventualmente transferidos para a USB-IF para gerenciamento.
A taxa de transmissão máxima do USB 3.0 atinge 5,0 Gbps, ou seja, 640 MB/s. A corrente máxima de saída é de 5 V/900 mA. É totalmente compatível com o USB 2.0 e suporta transmissão de dados full-duplex (ou seja, pode receber e enviar dados simultaneamente, enquanto o USB 2.0 é half-duplex), além de possuir melhores recursos de gerenciamento de energia e outros recursos.
O USB 3.0 adota um design de 9 pinos. Os primeiros 4 pinos são os mesmos do USB 2.0, enquanto os 5 pinos restantes são especialmente projetados para USB 3.0. Portanto, você pode determinar se é USB 2.0 ou USB 3.0 pelos pinos.
Em julho de 2013, o USB 3.1 foi lançado, com uma velocidade de transmissão de 10 Gbps (1280 MB/s), alegando ser SuperSpeed+, e a tensão máxima de alimentação permitida foi elevada para 20 V/5 A, que é 100 W.
A atualização do USB 3.1 em relação ao USB 3.0 também foi bastante óbvia. No entanto, pouco tempo depois, a USB-IF renomeou o USB 3.0 como USB 3.1 Gen1 e o USB 3.1 como USB 3.1 Gen2.
Essa mudança de nome causou problemas para os consumidores, pois muitos comerciantes inescrupulosos apenas marcavam os produtos como compatíveis com USB 3.1 na embalagem, sem indicar se era Gen1 ou Gen2. Na verdade, o desempenho de transmissão dos dois é bem diferente, e os consumidores podem acidentalmente cair em uma armadilha. Portanto, essa mudança de nome foi uma má decisão para a maioria dos consumidores.
Em setembro de 2017, o USB 3.2 foi lançado. Com USB Tipo C, ele suporta dois canais de 10 Gbps para transmissão de dados, com velocidade de até 20 Gb/s (2500 MB/s), e a corrente máxima de saída ainda é de 20 V/5 A. Outros aspectos tiveram pequenas melhorias.
▲O processo de alteração do nome USB
No entanto, em 2019, a USB-IF apresentou outra mudança de nome. Eles renomearam o USB 3.1 Gen1 (que era o USB 3.0 original) como USB 3.2 Gen1, o USB 3.1 Gen2 (que era o USB 3.1 original) como USB 3.2 Gen2 e o USB 3.2 como USB 3.2 Gen 2×2.
Agora e no futuro: o salto em frente do USB4
Agora que chegamos ao USB4, vamos dar uma olhada nas atualizações e melhorias deste novo padrão de protocolo. Antes de mais nada, como se trata de uma atualização intergeracional de "3" para "4", a melhoria deve ser significativa.
Com base em todas as informações que coletamos, os novos recursos do USB4 são resumidos da seguinte forma:
1. Velocidade máxima de transmissão de 40 Gbps:
Por meio da transmissão de canal duplo, a velocidade máxima teórica de transmissão do USB4 deve atingir 40 Gbps, o mesmo que o Thunderbolt 3 (chamado de “Thunderbolt 3″ abaixo).
Na verdade, o USB4 terá três velocidades de transmissão: 10 Gbps, 20 Gbps e 40 Gbps. Portanto, se você deseja comprar um dispositivo com a maior velocidade de transmissão, ou seja, 40 Gbps, é melhor verificar as especificações antes de comprar.
2. Compatível com interfaces Thunderbolt 3:
Alguns (não todos) dispositivos USB4 também podem ser compatíveis com interfaces Thunderbolt 3. Ou seja, se o seu dispositivo tiver uma interface USB4, também pode ser possível conectar um dispositivo Thunderbolt 3 externamente. No entanto, isso não é obrigatório. A compatibilidade depende da postura do fabricante do dispositivo.
3. Capacidade de alocação dinâmica de recursos de largura de banda:
Se você usar a porta USB4 enquanto também a utiliza para conectar um monitor e transferir dados, a porta alocará a largura de banda correspondente de acordo com a situação. Por exemplo, se o vídeo precisar de apenas 20% da largura de banda para alimentar um monitor de 1080p, os 80% restantes podem ser usados para outras tarefas. Isso não era possível no USB 3.2 e em versões anteriores. Antes disso, o modo de funcionamento do USB era o de alternar entre os modos.
4. Todos os dispositivos USB4 suportarão USB PD
USB PD significa USB Power Delivery (transmissão de energia USB), um dos protocolos de carregamento rápido mais populares atualmente. Também foi formulado pela organização USB-IF. Essa especificação permite atingir tensões e correntes mais altas, com a potência máxima de transmissão chegando a 100 W, e a direção da transmissão pode ser alterada livremente.
De acordo com os regulamentos USB-IF, o formato padrão da interface de carregamento USB PD atual deve ser USB Tipo C. Na interface USB Tipo C, há dois pinos, CC1 e CC2, que são usados para canais de configuração de comunicação PD.
5. Somente a interface USB Tipo C pode ser usada
Considerando o recurso acima, é natural que saibamos que o USB4 só pode operar com conectores USB Tipo C. De fato, não apenas o USB PD, mas também outros padrões USB-IF mais recentes, ele se aplica apenas ao Tipo C.
6. Pode ser compatível com protocolos anteriores
O USB4 pode ser usado em conjunto com dispositivos e portas USB 3 e USB 2. Ou seja, pode ser compatível com padrões de protocolo anteriores. No entanto, USB 1.0 e 1.1 não são suportados. Atualmente, as interfaces que utilizam esse protocolo praticamente desapareceram do mercado.
É claro que, ao conectar um dispositivo USB4 a uma porta USB 3.2, ele não consegue transmitir a uma velocidade de 40 Gbps. E a antiga interface USB 2 não ficará mais rápida só por estar conectada a uma interface USB4.
Data de publicação: 21 de julho de 2025
