Introdução ao USB 4
USB4 é o sistema USB especificado na especificação USB4. O Fórum de Desenvolvedores USB lançou sua versão 1.0 em 29 de agosto de 2019. O nome completo de USB4 é Universal Serial Bus Generation 4 (Barramento Serial Universal de 4ª Geração). Ele é baseado 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 que é o dobro da velocidade do USB 3.2 (Gen2x2) mais recente.
Ao contrário dos padrões de protocolo USB anteriores, o USB4 requer um conector USB-C e o suporte de 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 múltiplos 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 até 40 Gbit/s. No entanto, devido à transmissão por túnel, ao transmitir dados mistos, mesmo que a taxa de transmissão seja de 20 Gbit/s, a taxa de transmissão real pode ser maior do que a do USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2).
O USB4 divide-se 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 pretende adquirir um dispositivo com a maior velocidade de transmissão, ou seja, 40 Gbps, é aconselhável verificar as especificações antes da compra. Para cenários que exigem transmissão de alta velocidade, a escolha do cabo USB 3.1 C para C adequado é crucial, pois este é o componente essencial para atingir a taxa de 40 Gbps.
Muitas pessoas confundem USB4 com Thunderbolt 4. Na verdade, ambos, Thunderbolt 4 e USB4, são baseados no protocolo Thunderbolt 3. Eles se complementam e são compatíveis. As interfaces são todas do tipo C e a velocidade máxima é de 40 Gbps para ambos.
Primeiramente, 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 diversas 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. Posteriormente, essas empresas estabeleceram uma organização sem fins lucrativos para promover e apoiar o USB em 1995, chamada USB Implementers Forum, que é a conhecida USB-IF, e a USB-IF é agora 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 5V/500mA e, naquela época, havia muito poucos dispositivos periféricos compatíveis com USB, então 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 e alguns detalhes técnicos do USB 1.0 foram corrigidos. A corrente máxima de saída permaneceu em 5V/500mA.
Em abril de 2000, foi introduzido o padrão USB 2.0, com uma taxa de transmissão de 480 Mbps, equivalente a 60 MB/s. Isso representa 40 vezes a velocidade do 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 utilizado até hoje e pode ser considerado o padrão USB mais duradouro.
A partir do USB 2.0, a USB-IF demonstrou seu "talento único" em renomear produtos.
Em junho de 2003, a USB-IF renomeou as especificações e padrões do USB, alterando USB 1.0 para USB 2.0 versão de baixa velocidade, USB 1.1 para USB 2.0 versão de velocidade total e USB 2.0 para USB 2.0 versão de alta velocidade.
No entanto, essa mudança teve pouco impacto na situação atual da época, pois as versões USB 1.0 e 1.1 já haviam praticamente desaparecido do mapa.
Em novembro de 2008, o Grupo Promotor do USB 3.0, 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 atribuído foi "SuperSpeed". O Grupo Promotor do USB 3.0 é o principal responsável pelo desenvolvimento e formulação dos padrões da série USB, e esses padrões serão eventualmente transferidos para a USB-IF para gerenciamento.
A taxa máxima de transmissão do USB 3.0 atinge 5,0 Gbps, o que corresponde a 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 outras funcionalidades.
O USB 3.0 adota um design de 9 pinos. Os primeiros 4 pinos são iguais aos do USB 2.0, enquanto os 5 pinos restantes são projetados especificamente para o USB 3.0. Portanto, você pode determinar se é USB 2.0 ou USB 3.0 pela identificação dos pinos.
Em julho de 2013, foi lançado o USB 3.1, com uma velocidade de transmissão de 10 Gbps (1280 MB/s), denominado SuperSpeed+, e a tensão máxima de alimentação permitida foi aumentada para 20V/5A, o que corresponde a 100W.
A evolução do USB 3.1 em relação ao USB 3.0 também foi bastante evidente. No entanto, pouco tempo depois, a USB-IF renomeou o USB 3.0 para USB 3.1 Gen1 e o USB 3.1 para USB 3.1 Gen2.
Essa mudança de nome causou problemas para os consumidores, pois muitos comerciantes inescrupulosos apenas indicavam na embalagem que os produtos eram compatíveis com USB 3.1, sem especificar se era Gen1 ou Gen2. Na verdade, o desempenho de transmissão dos dois é bastante diferente, e os consumidores podem acabar caindo em uma armadilha. Portanto, essa mudança de nome foi uma má decisão para a maioria dos consumidores.
Em setembro de 2017, foi lançado o USB 3.2. Sob a égide do USB Type-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 permanece em 20V/5A. Outros aspectos apresentam melhorias menores.
▲O processo de alteração do nome do USB
No entanto, em 2019, a USB-IF propôs outra mudança de nome. Renomearam o USB 3.1 Gen1 (que era o USB 3.0 original) para USB 3.2 Gen1, o USB 3.1 Gen2 (que era o USB 3.1 original) para USB 3.2 Gen2 e o USB 3.2 para USB 3.2 Gen 2x2.
Presente e Futuro: O Grande Salto do USB4
Agora que chegamos ao USB4, vamos dar uma olhada nas atualizações e melhorias deste novo padrão de protocolo. Em primeiro lugar, como se trata de uma atualização entre gerações, do “3” para o “4”, a melhoria deve ser significativa.
Com base em todas as informações que reunimos, as novas funcionalidades do USB4 podem ser resumidas 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 ser capaz de atingir 40 Gbps, o que é o mesmo que o Thunderbolt 3 (referido como “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 (mas não todos) dispositivos USB 4.0 também podem ser compatíveis com interfaces Thunderbolt 3. Ou seja, se o seu dispositivo possui uma interface USB 4.0, pode ser possível conectar um dispositivo Thunderbolt 3 externamente. No entanto, isso não é obrigatório. A compatibilidade depende da especificação do fabricante do dispositivo.
3. Capacidade de alocação dinâmica de recursos de largura de banda:
Se você usar a porta USB 4.0 enquanto conecta um monitor e transfere dados, a porta alocará a largura de banda correspondente à situação. Por exemplo, se o vídeo exigir apenas 20% da largura de banda para alimentar um monitor 1080p, os 80% restantes poderão ser usados para outras tarefas. Isso não era possível no USB 3.2 e versões anteriores. Antes disso, o modo de operação do USB era alternado.
4. Todos os dispositivos USB4 serão compatíveis com USB PD.
USB PD significa USB Power Delivery (transmissão de energia USB), um dos protocolos de carregamento rápido mais utilizados atualmente. Foi formulado pela organização USB-IF. Essa especificação permite atingir tensões e correntes mais elevadas, com transmissão de energia máxima de até 100 W, e a direção da transmissão de energia pode ser alterada livremente.
De acordo com as normas da USB-IF, o formato padrão da interface de carregamento USB PD atual deve ser USB Tipo-C. Na interface USB Tipo-C, existem dois pinos, CC1 e CC2, que são usados para os canais de configuração de comunicação PD.
5. Somente a interface USB Tipo-C pode ser usada.
Com essa característica, é natural que também saibamos que o USB4 só funciona através de conectores USB Type-C. Aliás, não só o USB PD, mas também outros padrões mais recentes da USB-IF, só são aplicáveis ao Type-C.
6. Pode ser compatível com versões anteriores de protocolos.
O USB4 pode ser usado em conjunto com dispositivos e portas USB 3 e USB 2. Ou seja, ele é retrocompatível com os padrões de protocolo anteriores. No entanto, o USB 1.0 e o 1.1 não são suportados. Atualmente, as interfaces que utilizam esse protocolo praticamente desapareceram do mercado.
É claro que, ao conectar um dispositivo USB 4.0 a uma porta USB 3.2, ele não poderá transmitir dados a uma velocidade de 40 Gbps. E a antiga interface USB 2.0 não se tornará mais rápida apenas por estar conectada a uma interface USB 4.0.
Data da publicação: 21/07/2025
