La guía definitiva de USB4: desde velocidad de 40 Gbps y ancho de banda dinámico hasta conexión de un solo cable con todas las funciones
Desde la aparición del USB4, hemos publicado numerosos artículos y enlaces para compartir información relevante. Sin embargo, su popularidad ha sido tan alta que la gente de todo el mundo pregunta sobre el mercado del USB4. Desde los inicios del USB 1.0 y su interfaz de transmisión de datos de 1,5 Mbps, el USB ha pasado por múltiples generaciones. Ha habido diversas especificaciones, como USB 1.0, USB 2.0 y USB 3.0, y los formatos y diseños de interfaz han incluido USB Tipo-A, USB Tipo-B y el actualmente más común, USB Tipo-C, entre otros. El USB4 no solo ofrece una mayor velocidad de transmisión, sino también una mejor compatibilidad (admite retrocompatibilidad, es decir, compatibilidad con versiones anteriores). Permite conectar y cargar prácticamente cualquier dispositivo de forma más eficiente. Si tu teléfono, ordenador, monitor, impresora, etc., son compatibles con USB4, en teoría, solo necesitas un cable de datos compatible con USB4 para conectarlos, lo que facilita enormemente el teletrabajo. Ya no es necesario comprar varios cables adaptadores. Por lo tanto, el USB4 puede hacer que nuestro modo de trabajo sea más diverso y cómodo. Además, otra característica destacable del USB4 es que se espera que se aplique en dispositivos periféricos que admitan computación de inteligencia artificial.
01 USB4 frente a USB3.2
USB 3.2 es un nuevo estándar publicado por la organización USB-IF. Se presentó en septiembre de 2017. Desde una perspectiva técnica, USB 3.2 es una mejora y un complemento de USB 3.1. El cambio principal radica en que la velocidad de transmisión de datos se ha incrementado a 20 Gbps, y la interfaz sigue siendo la misma.Tipo CEl esquema establecido en la era de USB 3.1 ya no admite interfaces Tipo A ni Tipo B. Tanto USB4 como USB 3.2 utilizan interfaces Tipo C, pero USB4 es mucho más complejo. USB4 admite la transmisión y recepción simultáneas de datos host-to-host, PCI Express® (PCIe®), audio/vídeo DisplayPort y USB a través de la misma interfaz Tipo C en el mismo enlace. Dos hosts USB4 pueden intercambiar paquetes de datos IP mediante el túnel host-to-host; la transmisión a través de túneles DisplayPort y USB permite transmitir audio, vídeo, datos y alimentación por la misma interfaz, lo que resulta mucho más rápido que con USB 3.2. Además, la transmisión a través de túneles PCIe proporciona un gran ancho de banda, baja latencia y un alto rendimiento para almacenamiento de gran capacidad, inteligencia artificial en el borde y otras aplicaciones.
USB4 integra dos canales de transmisión y recepción en una única interfaz USB-C, con una velocidad de hasta 20 Gbps y40 Gbpsy cada canal puede tener una velocidad de datos de aproximadamente 10 Gbps o 20 Gbps. Para los desarrolladores de chips, esta información es crucial. Necesitan saber que, en el modo Thunderbolt 3, la velocidad de datos en cada canal de transmisión y recepción es de 10,3125 Gbps o 20,625 Gbps. En el modo USB tradicional, solo un canal de transmisión/recepción funciona a una velocidad de5 Gbps (USB3.0) or 10 Gbps (USB3.1), mientras que los dos canales de USB3.2 funcionan a una velocidad de 10 Gbps.
En cuanto a la durabilidad, los componentes que soportan la fuerza de la interfaz Tipo C son principalmente la carcasa metálica externa, que es más resistente y menos propensa a sufrir daños. El canal de datos central está protegido por una cubierta en forma de arco, lo que dificulta su deterioro. Los requisitos de diseño indican queUSB Tipo-CPuede soportar más de 10 000 conexiones y desconexiones sin sufrir daños. Si se calcula con base en 3 conexiones y desconexiones diarias, la interfaz USB Tipo-C puede utilizarse durante al menos 10 años.
02 Despliegue acelerado de USB4
Tras el lanzamiento oficial del protocolo USB 3.2, la organización USB anunció rápidamente las especificaciones de USB 4 en un breve plazo. A diferencia de estándares anteriores comoUSB 3.2A diferencia de las versiones anteriores, que se basaban en el protocolo propio de USB, USB 4 ya no adopta las especificaciones de USB a nivel fundamental, sino que adopta el protocolo Thunderbolt 3, que Intel ha divulgado completamente. Este es el mayor cambio en el desarrollo de USB en las últimas décadas. Al usar un conector Tipo-C para la conexión, las funciones de USB 4 reemplazan a las de USB 3.2, y USB 2.0 puede funcionar simultáneamente. La tecnología Enhanced SuperSpeed de USB 3.2 sigue siendo la infraestructura básica para la transmisión de datos USB en la interfaz física de USB 4. La principal diferencia entre USB 4 y USB 3.2 radica en que USB 4 está orientado a la conexión. USB 4 está diseñado con túneles para transmitir datos de múltiples protocolos de forma conjunta en una única interfaz física. De este modo, la velocidad y la capacidad de USB 4 se pueden compartir dinámicamente. USB 4 puede admitir otros protocolos de visualización o comunicación entre hosts mientras se produce la transmisión de datos. Además, USB 4 ha aumentado la velocidad de comunicación de 20 Gbps (Gen2x2) de USB 3.2 a40 Gbps (Gen3x2)en la misma arquitectura de doble carril y doble simplex.
USB4 no solo logra una alta velocidad USB (basada en USB3), sino que también define túneles de pantalla basados en DisplayPort y túneles de carga/almacenamiento basados en PCIe.
Aspecto de la pantalla: El protocolo de túnel de pantalla de USB4 se basa en DisplayPort 1.4a. DP 1.4a es compatible con8k a 60 Hz or 4K a 120 HzEl host USB 4.0 debe ser compatible con DisplayPort en todos sus puertos de salida. Si utiliza el puerto USB 4.0 para transmitir simultáneamente vídeo y datos, el puerto asignará el ancho de banda en consecuencia. Por lo tanto, si el vídeo solo requiere el 20 % del ancho de banda para su monitor 1080p (que también funciona como concentrador), el 80 % restante se puede utilizar para transferir archivos desde una unidad SSD externa.
En lo que respecta a los túneles PCIe: La compatibilidad con PCIe en los hosts USB4 es opcional. Los concentradores USB4 deben ser compatibles con túneles PCIe y debe incluirse un conmutador PCIe interno.
Una parte importante de la especificación USB 4 es la capacidad de ajustar dinámicamente la cantidad de recursos disponibles al enviar vídeo y datos a través de la misma conexión. Por ejemplo, supongamos que tiene un máximo deUSB 4 de 40 GbpsSe están copiando archivos grandes desde una unidad SSD externa y se envían a una pantalla 4K. Supongamos que la fuente de vídeo requiere aproximadamente 12,5 Gbps. En este caso, USB 4 asignará los 27,5 Mbps restantes a la unidad de copia de seguridad.
USB-C introduce el "modo alternativo", que permite transmitir vídeo DisplayPort/HDMI desde un puerto Tipo-C. Sin embargo, la especificación 3.x actual no ofrece un método eficaz para la distribución de recursos. Según Saunders, el modo alternativo de DisplayPort divide con precisión el ancho de banda entre datos USB y vídeo al 50/50, mientras que el modo alternativo de HDMI no permite el uso simultáneo de datos USB.
USB4 define un estándar de 40 Gbps, lo que permite compartir dinámicamente el ancho de banda para que un solo cable de datos pueda cumplir múltiples funciones. Con USB4, es posible transmitir simultáneamente datos PCIe y de visualización a través de una sola línea, además de las funciones USB tradicionales, e incluso suministrar alimentación (mediante USB PD) de forma muy práctica. En el futuro, la mayoría de los periféricos, ya sean redes de alta velocidad, tarjetas gráficas externas, pantallas de alta definición, dispositivos de almacenamiento de gran capacidad y alta velocidad, o incluso entre dos ordenadores, podrán interconectarse mediante una interfaz USB-C. Además, si estos dispositivos incorporan un concentrador USB4, también se podrán conectar más dispositivos en serie o en paralelo, lo que resulta extremadamente práctico.
Fecha de publicación: 20 de octubre de 2025
