Chuẩn kết nối USB 4.0 là gì? Mang lại lợi ích gì trong tương lai?

4 năm trước

Cập nhật 4 năm trước

USB4 đã được cho ra mắt từ 2019 nhưng công nghệ xung quanh nó vẫn còn khá ít người biết nên trong bài viết này mình sẽ liệt kê đầy đủ các thông tin mà các bạn cần biết!

Chắc anh em cũng biết giao tiếp USB (Universal Serial Bus) có mắt từ năm 1996 và tiêu chuẩn USB hiện được phát triển bởi tổ chức USB Promoter Group. Từ đó đến nay, đã có bốn thế hệ USB, gồm: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x và mới nhất hiện tại là USB4 đã chính thức ra mắt từ năm 2019.

Sau một năm, chuẩn kết nối này vẫn còn rất ít vì thực tế, các nhà sản xuất chưa có đủ thiết bị tích hợp cũng như hỗ trợ. Với cả những chuẩn kết nối cũ hơn, thì các công nghệ đi kèm thường khá hạn chế, các đời cao hơn chỉ đơn giản là tốc độ kết nối cao hơn.

Dẫu vậy, USB 4.0 sẽ là tương lai và dần thay thế hoàn toàn các chuẩn kết nối thông dụng khác trên các thiết bị điện tử, đặc biệt là những thiết bị di động trong tương lai.

Những đặc điểm nổi bật chính của chuẩn kết nối USB 4.0

Băng thông tối đa 40 Gbps ~ 5000MB/s: Đây là băng thông lý thuyết tối đa của chuẩn kết nối này - ngang bằng tốc độ của Thunderbolt 3. Tuy nhiên, chuẩn kết nối này có 2 mức tốc độ: USB4 Gen 2x2 là 20Gbps và USB4 Gen 3x2 là 40Gbps. Bạn cần để ý kĩ điều này khi chọn mua các sản phẩm có hỗ trợ USB4.
Thay thế được cho DisplayPort 2.0: USB4 sẽ hỗ trợ DisplayPort 2.0, như vậy qua chuẩn kết nối này chúng ta có thể xuất màn hình ngoài với độ phân giải 8K 60Hz HDR.
Tương thích với các thiết bị hỗ trợ Thunderbolt 3: Tuy nhiên, vẫn sẽ có một số thiết bị hỗ trợ Thunderbolt 3 nhưng không hỗ trợ USB4 (có lẽ điều này sẽ được khắc phục trong tương lai).
Cân bằng tải tốt hơn khi truyền đồng thời video và dữ liệu: Cách quản lý luồng dữ liệu của USB4 đã được cải tiến, giúp cho việc kết nối các thiết bị như laptop đến màn hình rời đồng thời truyền dữ liệu ra ngoài qua các cổng kết nối phụ trợ không bị “nghẽn” và hoàn toàn chỉ cần một sợi dây là có thể làm được tất cả, từ cấp điện, truyền dữ liệu, truyền hình ảnh mà không bị “nghẽn”. Điều này sẽ rất tuyệt vời khi được áp dụng trên các máy quay chuyên nghiệp khi vừa có thể cấp điện, vừa truyền dữ liệu ra ổ cứng ngoài và vừa xuất hình ảnh ra màn rời để tiện cho việc quay phim.

Sử dụng cổng Type-C gần như là bắt buộc

Điều này không có nghĩa là USB4 sẽ chỉ hoạt động qua đầu nối Type-C. Nhưng cũng sẽ sẽ không có đầu Type-A cũ vì tiêu chuẩn Power Delivery bắt buộc phải là Type-C. Ngoài ra, hiện nay cũng chưa có cổng kết nối thông dụng nào có thể đáp ứng về mặt tiếp xúc vật lý tốt như Type-C nên khi áp dụng rất nhiều công nghệ thì đây là cổng giao tiếp đáng tin tưởng.

Tương lai thì cổng Type-C sẽ là xu hướng, các cổng giao tiếp khác đang dần dần chuyển sang cổng Type-C vì nhiều lý do. Vì vậy nếu các bạn muốn trải nghiệm công nghệ mới nhất thì hãy sẵn sàng những thiết bị hỗ trợ cổng Type-C nhé.

Tương thích với Thunderbolt 3 (Option)

Intel đã cho phép USB Promoter Group sử dụng hoàn toàn miễn phí công nghệ Thunderbolt 3 của mình, nhưng không cho phép sử dụng thương hiệu Thunderbolt 3. Đó là một tin tốt cho người dùng, đặc biệt là những người sử dụng laptop có giao thức Thunderbolt 3, hay những người muốn chơi game bằng cách kết nối với eGPU.

Phải nói thêm là Thunderbolt là một công nghệ của Intel nên mặc nhiên tất cả các máy tính sử dụng “AMD” sẽ không có công nghệ này. Thunderbolt 3 cũng đắt hơn để triển khai so với USB tiêu chuẩn, vì nó không phải là tiêu chuẩn mở mà nó yêu cầu một chip điều khiển riêng. Nhưng với USB4, các nhà sản xuất linh kiện sẽ không phải trả cho Intel bất kỳ khoản tiền bản quyền nào, nên việc người dùng “AMD” sẽ được hưởng những công nghệ tương tự như Thunderbolt trên USB4 là điều hoàn toàn dễ hiểu và đây là tín hiệu rất tốt cho đội “Đỏ”.

Tuy nhiên, việc “tương thích” này phụ thuộc hoàn toàn vào nhà sản xuất linh kiện chứ không phải một công nghệ mặc định được trang bị trên USB4.

Ví dụ đơn giản nhất đó chính là Apple mới cho ra mắt những chiếc Macbook chạy chip M1 của hãng có hỗ trợ Thunderbolt 3 và USB4 nhưng tuyệt nhiên sẽ không hỗ trợ eGPU.

Điều này cũng khá khó hiểu tuy nhiên đây là quyết định đến từ nhà “Táo” và thường những quyết định như thế này là để cho công ty sẽ cho ra mắt một sản phẩm để làm riêng công việc “eGPU” đó nên không muốn các hãng khác động vào.

Hai mức tốc độ của USB4

Mặc dù nó có thể đạt tốc độ lý thuyết tối đa lên đến 40 Gbps, nhưng không phải tất cả các sản phẩm hỗ trợ USB4 đều sẽ đạt được tốc độ 40 Gbps. Trong đó, USB4 Gen 2x2 là 20Gbps và USB4 Gen 3x2 là 40Gbps, những sản phẩm giá rẻ có lẽ sẽ được trang bị Gen 2x2 để giảm giá thành, tuy nhiên kết nối này vẫn sẽ vẫn nhanh hơn rất nhiều so với kết nối USB 3 là 5 Gbps mà bạn nhận được từ hầu hết các máy tính xách tay hiện nay (mặc dù USB 10 và 20 Gbps 3.2 kết nối tồn tại nhưng không thông dụng).

Logo USB4 sẽ không sử dụng số phiên bản

Vậy làm cách nào để biết thiết bị bạn đang mua có tương thích với USB4 hay không? Đây thực sự là một điều mà chính mình nhiều lúc vẫn nhầm lẫn vì có quá nhiều khái niệm được đưa ra để hướng tới cùng một công nghệ. USB-IF dùng những không có một logo hay đặc điểm nhận dạng nào dành riêng cho USB4, thay vào đó chỉ những logo đề cập đến tốc độ của nó. Nhưng rất nhiều nhà bán lẻ có trang bị USB4 mà không có chứng nhận chính thức của USB-IF nên họ hoàn toàn có thể thiết kế một logo khác đặc trưng để quảng cáo cho công nghệ USB4 trên máy của họ. Hoặc một trường hợp khác cũng khá phổ biến đó là hình ảnh “cây đinh ba” huyền thoại sẽ có số 20 hoặc 40 bên cạnh để kí hiệu cho kết nối USB4.

USB 3.2 cũng có tốc độ 20Gbps bằng với tốc độ của USB4 Gen 2x2, nhưng sẽ không có những tính năng khác đi kèm như USB4, đơn thuần nó chỉ là tốc độ truyền dữ liệu. Nhưng các bạn đừng lo vì nó sẽ có một logo riêng nên sẽ không gây nhầm lẫn đâu.

Tất cả các thiết bị có USB4 đều hỗ trợ USB Power Delivery

Hiện này không phải các kết nối qua cổng USB type-C đều hỗ trợ Power Delivery (USB PD) để có thể truyền điện công suất lớn. Nhưng với USB4 thì tất cả các cổng type-C hỗ trợ USB4 đều sẽ hỗ trợ Power Delivery. Đây là một đặc điểm kĩ thuật mà mình rất thích, sau này tất cả công việc kết nối chỉ cần một sợi dây duy nhất. Về lý thuyết, USB PD có thể cung cấp tới 100W điện và PD sẽ tự điều chỉnh dòng điện sao cho phù hợp với thiết bị đó.

Tương thích ngược với các thiết bị cũ

Điều tuyệt vời nhất ở tất cả các thế hệ USB là chúng tương thích với nhau rất tốt. USB4 cũng sẽ hoạt động với các thiết bị và cổng USB 3 và USB 2 cũ hơn. Và khi đó kết nối sẽ hoạt động ở tốc độ của cổng kết nối thấp nhất.

Cần lưu ý rằng một điều đó là dây cáp kết nối, để hỗ trợ đầy đủ các tính năng của USB4 bạn cần một dây cáp đủ điều kiện, còn nếu bạn chỉ có dây cáp hỗ trợ tối đa 5Gbps thì nó vẫn sẽ hoạt động bình thường nhưng tốc độ sẽ giới hạn ở tốc độ của dây cáp.

Thunderbolt 4 có phải là USB 4.0?

Để đạt được chứng nhận Thunderbolt 4 thì các thiết bị bắt buộc phải hỗ trợ đầy đủ USB4, có nghĩa sẽ hỗ trợ cả Thunderbolt 3. Nhưng Thunderbolt 4 lại không có một đặc điểm kĩ thuật nào đặc biệt hơn USB4.

Như vậy có hiểu đơn giản tiêu chuẩn Thunderbolt 4 là một tên gọi để “nâng cấp” Thunderbolt 3 hỗ trợ thêm những tính năng mới của USB4 như có thể truyền hình ảnh với độ phân giải 8K 60FPS HDR. Như vậy, các bạn cứ tự tin là bất kì sản phẩm nào được quảng cáo là hỗ trợ Thunderbolt 4 thì chắc chắn nó sẽ hỗ trợ đầy đủ USB4.

Sẽ tốn nhiều chi phí sản xuất hơn so với USB 3.2

Một trở ngại để áp dụng hàng loạt USB4 trên các thiết bị đó chính là vấn đề về giá. Để có tốc độ và độ ổn định cao thì USB4 phải dụng một con chip riêng để điều khiển mà không sử dụng chipset có sẵn trên main. Chính vì thế mà giá có phần cao hơn các đời USB cũ. Nó sẽ không đắt như chip của Thunderbolt 4 nhưng cũng không quá rẻ. Chính điều này sẽ làm cho chuẩn kết nối này thời điểm hiện tại chỉ xuất hiện trên những thiết bị cao cấp. Hy vọng trong thời gian tới mức giá sản xuất của USB4 sẽ giảm xuống để các nhà sản xuất có thể "phổ thông hoá" chuẩn kết nối tuyệt vời này.

Funfact: tên chuẩn của của kết nối này là USB4 (không có dấu cách) đây là quyết định của USB IF nhằm giữ cho sự đơn giản trong tên gọi cũng như cách viết của chuẩn kết nối này.

USB 4.0 là kết nối của tương lai, tổng hợp hầu như tất cả các cổng kết nối cần thiết nhất của các thiết bị di động trong tương lai. Sau này chúng ta đi đâu cũng chỉ cần một sợi dây duy nhất là có thể giải quyết được tất cả các nhu cầu thông dụng.