USB 3.2 Grundlagen (Teil 1)

USB 3.2 Grundlagen (Teil 1)

Gemäß der neuesten USB-Namenskonvention von USB-IF werden die ursprünglichen Standards USB 3.0 und USB 3.1 nicht mehr verwendet. Alle USB 3.0-Standards werden als USB 3.2 bezeichnet. Der USB 3.2-Standard umfasst alle alten USB 3.0/3.1-Schnittstellen. Die USB 3.1-Schnittstelle heißt jetzt USB 3.2 Gen 2, während die ursprüngliche USB 3.0-Schnittstelle USB 3.2 Gen 1 heißt. Aus Kompatibilitätsgründen beträgt die Übertragungsgeschwindigkeit von USB 3.2 Gen 1 5 Gbit/s, von USB 3.2 Gen 2 10 Gbit/s und von USB 3.2 Gen 2×2 20 Gbit/s. Daher sind die neuen Definitionen von USB 3.1 Gen 1 und USB 3.0 als dasselbe zu verstehen, nur mit unterschiedlichen Namen. Gen 1 und Gen 2 beziehen sich auf unterschiedliche Kodierungsmethoden und Bandbreitennutzungsraten, während sich Gen 1 und Gen 1×2 hinsichtlich der Kanäle intuitiv unterscheiden. Derzeit verfügen viele High-End-Motherboards über USB 3.2 Gen 2×2-Schnittstellen, von denen einige Typ-C-Schnittstellen und einige USB-Schnittstellen sind. Derzeit sind Typ-C-Schnittstellen häufiger. Die Unterschiede zwischen Gen1, Gen2 und Gen3

1. Übertragungsbandbreite: Die maximale Bandbreite von USB 3.2 beträgt 20 Gbit/s, die von USB 4 40 Gbit/s.

2. Übertragungsprotokoll: USB 3.2 überträgt Daten hauptsächlich über das USB-Protokoll oder konfiguriert USB und DP über den DP Alt Mode (alternativer Modus). Während USB 4 die Protokolle USB 3.2, DP und PCIe mithilfe der Tunneltechnologie in Datenpakete kapselt und diese gleichzeitig sendet.
3. DP-Übertragung: Beide unterstützen DP 1.4. USB 3.2 konfiguriert die Ausgabe über den DP Alt Mode (alternativer Modus); USB 4 hingegen kann nicht nur die Ausgabe über den DP Alt Mode (alternativer Modus) konfigurieren, sondern auch DP-Daten extrahieren, indem es die Datenpakete des USB4-Tunnelprotokolls extrahiert.
4. PCIe-Übertragung: USB 3.2 unterstützt kein PCIe, USB 4 hingegen schon. Die PCIe-Daten werden über die Datenpakete des USB4-Tunnelprotokolls extrahiert.
5. TBT3-Übertragung: USB 3.2 unterstützt dies nicht, USB 4 jedoch schon. Über die Datenpakete des USB4-Tunnelprotokolls werden PCIe- und DP-Daten extrahiert.
6. Host zu Host: Kommunikation zwischen Hosts. USB 3.2 unterstützt dies nicht, USB 4 jedoch schon. Der Hauptgrund dafür ist, dass USB 4 das PCIe-Protokoll zur Unterstützung dieser Funktion unterstützt.

Hinweis: Tunneltechnologie kann als eine Technik zur Integration von Daten aus verschiedenen Protokollen betrachtet werden, wobei der Typ durch den Header des Datenpakets unterschieden wird.
Bei USB 3.2 erfolgt die Übertragung von DisplayPort-Video und USB 3.2-Daten über verschiedene Kanaladapter, während bei USB 4 DisplayPort-Video, USB 3.2-Daten und PCIe-Daten über denselben Kanal übertragen werden können. Dies ist der größte Unterschied zwischen den beiden. Das folgende Diagramm hilft Ihnen, dies besser zu verstehen.

Man kann sich den USB4-Kanal als eine Fahrspur vorstellen, die verschiedenen Fahrzeugtypen die Durchfahrt ermöglicht. USB-Daten, DP-Daten und PCIe-Daten können als unterschiedliche Fahrzeuge betrachtet werden. Auf derselben Spur sind verschiedene Fahrzeuge aufgereiht und fahren geordnet. Derselbe USB4-Kanal überträgt unterschiedliche Datentypen auf dieselbe Weise. USB3.2-, DP- und PCIe-Daten laufen zunächst zusammen und werden über denselben Kanal an das andere Gerät gesendet. Anschließend werden die drei unterschiedlichen Datentypen getrennt.