यूएसबी 4 का परिचय

यूएसबी 4 का परिचय

USB4 विनिर्देश में निर्दिष्ट USB सिस्टम USB4 है। USB डेवलपर्स फोरम ने इसका संस्करण 1.0 29 अगस्त, 2019 को जारी किया। USB4 का पूरा नाम यूनिवर्सल सीरियल बस जेनरेशन 4 है। यह इंटेल और एप्पल द्वारा संयुक्त रूप से विकसित "थंडरबोल्ट 3" डेटा ट्रांसमिशन तकनीक पर आधारित है। USB4 की डेटा ट्रांसमिशन गति 40 Gbps तक पहुंच सकती है, जो नवीनतम जारी USB 3.2 (Gen2×2) की गति से दोगुनी है।

पिछले USB प्रोटोकॉल मानकों के विपरीत, USB4 को USB-C कनेक्टर की आवश्यकता होती है और बिजली आपूर्ति के लिए USB PD के समर्थन की आवश्यकता होती है। USB 3.2 की तुलना में, यह DisplayPort और PCI Express टनल बनाने की अनुमति देता है। यह आर्किटेक्चर कई टर्मिनल डिवाइस प्रकारों के साथ एक ही हाई-स्पीड लिंक को गतिशील रूप से साझा करने की विधि को परिभाषित करता है, जो डेटा ट्रांसमिशन को प्रकार और एप्लिकेशन के अनुसार बेहतर ढंग से संभाल सकता है। USB4 उत्पादों को 20 Gbit/s की थ्रूपुट का समर्थन करना आवश्यक है और यह 40 Gbit/s की थ्रूपुट का समर्थन कर सकता है। हालांकि, टनल ट्रांसमिशन के कारण, मिश्रित डेटा संचारित करते समय, भले ही डेटा 20 Gbit/s की दर से संचारित हो रहा हो, वास्तविक डेटा ट्रांसमिशन दर USB 3.2 (USB 3.1 Gen 2) की तुलना में अधिक हो सकती है।

USB4 दो संस्करणों में उपलब्ध है: 20Gbps और 40Gbps। बाज़ार में उपलब्ध USB4 इंटरफ़ेस वाले उपकरण या तो Thunderbolt 3 की 40Gbps गति या 20Gbps का कमतर संस्करण प्रदान कर सकते हैं। यदि आप 40Gbps की उच्चतम ट्रांसमिशन गति वाला उपकरण खरीदना चाहते हैं, तो खरीदारी से पहले विशिष्टताओं की जाँच करना सर्वोत्तम है। उच्च गति ट्रांसमिशन की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए, उपयुक्त USB 3.1 C-टू-C का चयन करना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह 40Gbps की दर प्राप्त करने के लिए मुख्य वाहक है।

कई लोग USB4 और Thunderbolt 4 के बीच संबंध को लेकर भ्रमित हैं। दरअसल, Thunderbolt 4 और USB4 दोनों ही Thunderbolt 3 के मूल प्रोटोकॉल पर आधारित हैं। ये एक दूसरे के पूरक हैं और संगत हैं। दोनों के इंटरफेस टाइप-C हैं और दोनों की अधिकतम गति 40 Gbps है।

सबसे पहले, हम जिस USB4 केबल की बात कर रहे हैं, वह USB का ट्रांसमिशन मानक है, जो USB ट्रांसमिशन के प्रदर्शन और दक्षता से संबंधित एक प्रोटोकॉल विनिर्देश है। USB4 को इस विनिर्देश की "चौथी पीढ़ी" के रूप में समझा जा सकता है।

यूएसबी ट्रांसमिशन प्रोटोकॉल को 1994 में कॉम्पैक, डीईसी, आईबीएम, इंटेल, माइक्रोसॉफ्ट, एनईसी और नॉर्टेल सहित कई कंपनियों द्वारा संयुक्त रूप से प्रस्तावित और विकसित किया गया था। इसे 11 नवंबर, 1994 को यूएसबी V0.7 संस्करण के रूप में जारी किया गया था। बाद में, इन कंपनियों ने 1995 में यूएसबी को बढ़ावा देने और समर्थन देने के लिए यूएसबी इम्प्लीमेंटर्स फोरम नामक एक गैर-लाभकारी संगठन की स्थापना की, जिसे यूएसबी-आईएफ के नाम से जाना जाता है, और यूएसबी-आईएफ अब यूएसबी मानकीकरण संगठन है।

1996 में, USB-IF ने आधिकारिक तौर पर USB1.0 विनिर्देश प्रस्तावित किया। हालाँकि, USB1.0 की संचरण दर केवल 1.5 Mbps थी, अधिकतम आउटपुट करंट 5V/500mA था, और उस समय, USB को सपोर्ट करने वाले परिधीय उपकरण बहुत कम थे, इसलिए मदरबोर्ड निर्माता मदरबोर्ड पर सीधे USB इंटरफेस डिजाइन करना बहुत कम करते थे।

▲यूएसबी 1.0

सितंबर 1998 में, USB-IF ने USB 1.1 विनिर्देश जारी किया। इस बार संचरण दर को बढ़ाकर 12 Mbps कर दिया गया और USB 1.0 की कुछ तकनीकी खामियों को ठीक किया गया। अधिकतम आउटपुट करंट 5V/500mA ही रहा।

अप्रैल 2000 में, USB 2.0 मानक पेश किया गया, जिसकी ट्रांसमिशन दर 480 Mbps (60MB/s) थी। यह USB 1.1 से 40 गुना अधिक थी। अधिकतम आउटपुट करंट 5V/500mA था और इसमें 4-पिन डिज़ाइन का उपयोग किया गया था। USB 2.0 आज भी उपयोग में है और इसे सबसे लंबे समय तक चलने वाला USB मानक कहा जा सकता है।

यूएसबी 2.0 से शुरू करते हुए, यूएसबी-आईएफ ने नाम बदलने में अपनी "अद्वितीय प्रतिभा" का प्रदर्शन किया।

जून 2003 में, USB-IF ने USB के विनिर्देशों और मानकों का नाम बदलकर USB 1.0 को USB 2.0 लो-स्पीड संस्करण, USB 1.1 को USB 2.0 फुल-स्पीड संस्करण और USB 2.0 को USB 2.0 हाई-स्पीड संस्करण कर दिया।

हालांकि, उस समय इस बदलाव का मौजूदा स्थिति पर बहुत कम प्रभाव पड़ा, क्योंकि यूएसबी 1.0 और 1.1 मूल रूप से इतिहास के पन्नों से बाहर निकल चुके थे।

नवंबर 2008 में, इंटेल, माइक्रोसॉफ्ट, एचपी, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स, एनईसी और एसटी-एनएक्सपी जैसी उद्योग जगत की दिग्गज कंपनियों से मिलकर बने यूएसबी 3.0 प्रमोटर ग्रुप ने यूएसबी 3.0 मानक को पूरा किया और इसे सार्वजनिक रूप से जारी किया। इसका आधिकारिक नाम "सुपरस्पीड" रखा गया। यूएसबी प्रमोटर ग्रुप मुख्य रूप से यूएसबी श्रृंखला मानकों के विकास और निर्माण के लिए जिम्मेदार है, और इन मानकों को अंततः प्रबंधन के लिए यूएसबी-आईएफ को सौंप दिया जाएगा।

USB 3.0 की अधिकतम ट्रांसमिशन दर 5.0 Gbps (640MB/s) तक पहुँचती है। अधिकतम आउटपुट करंट 5V/900mA है। यह USB 2.0 के साथ पूरी तरह से संगत है और फुल-डुप्लेक्स डेटा ट्रांसमिशन को सपोर्ट करता है (यानी, यह एक साथ डेटा प्राप्त और भेज सकता है, जबकि USB 2.0 हाफ-डुप्लेक्स है), साथ ही इसमें बेहतर पावर मैनेजमेंट क्षमताएं और अन्य विशेषताएं भी हैं।

USB 3.0 में 9 पिन का डिज़ाइन होता है। पहले 4 पिन USB 2.0 के समान होते हैं, जबकि शेष 5 पिन विशेष रूप से USB 3.0 के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इसलिए, आप पिनों की संख्या देखकर यह निर्धारित कर सकते हैं कि यह USB 2.0 है या USB 3.0।

जुलाई 2013 में, यूएसबी 3.1 को 10 जीबीपीएस (1280 एमबी/सेकंड) की ट्रांसमिशन गति के साथ जारी किया गया था, जिसे सुपरस्पीड+ होने का दावा किया गया था, और अधिकतम अनुमेय बिजली आपूर्ति वोल्टेज को बढ़ाकर 20वी/5ए कर दिया गया था, जो 100 वाट के बराबर है।

USB 3.0 की तुलना में USB 3.1 का अपग्रेड भी बहुत स्पष्ट था। हालाँकि, कुछ समय बाद ही, USB-IF ने USB 3.0 का नाम बदलकर USB 3.1 Gen1 और USB 3.1 का नाम बदलकर USB 3.1 Gen2 कर दिया।

नाम में इस बदलाव से उपभोक्ताओं को परेशानी हुई क्योंकि कई बेईमान व्यापारियों ने उत्पादों की पैकेजिंग पर केवल USB 3.1 सपोर्ट का लेबल लगा दिया, यह बताए बिना कि यह Gen1 है या Gen2। वास्तव में, दोनों की ट्रांसमिशन क्षमता काफी अलग है, और उपभोक्ता अनजाने में धोखे में आ सकते हैं। इसलिए, अधिकांश उपभोक्ताओं के लिए यह नाम परिवर्तन एक गलत कदम साबित हुआ।

सितंबर 2017 में, USB 3.2 जारी किया गया था। USB टाइप-C के अंतर्गत, यह डेटा ट्रांसमिशन के लिए दोहरे 10 Gbps चैनलों को सपोर्ट करता है, जिसकी गति 20 Gb/s (2500 MB/s) तक होती है, और अधिकतम आउटपुट करंट अभी भी 20V/5A है। अन्य पहलुओं में मामूली सुधार किए गए हैं।

▲ USB नाम बदलने की प्रक्रिया

हालांकि, 2019 में, USB-IF ने एक और नाम परिवर्तन किया। उन्होंने USB 3.1 Gen1 (जो मूल USB 3.0 था) का नाम बदलकर USB 3.2 Gen1, USB 3.1 Gen2 (जो मूल USB 3.1 था) का नाम बदलकर USB 3.2 Gen2 और USB 3.2 का नाम बदलकर USB 3.2 Gen 2×2 कर दिया।

वर्तमान और भविष्य: यूएसबी4 की ओर एक बड़ी छलांग

अब जबकि हम USB4 तक पहुँच चुके हैं, आइए इस नए प्रोटोकॉल मानक के अपग्रेड और सुधारों पर एक नज़र डालते हैं। सबसे पहले, चूंकि यह "3" से "4" तक एक क्रॉस-जेनरेशन अपग्रेड है, इसलिए सुधार निश्चित रूप से महत्वपूर्ण होगा।

हमारे द्वारा एकत्रित की गई सभी जानकारी के आधार पर, USB4 की नई विशेषताओं को संक्षेप में इस प्रकार बताया जा सकता है:

1. अधिकतम संचरण गति 40 जीबीपीएस:

ड्यूल-चैनल ट्रांसमिशन के माध्यम से, USB4 की सैद्धांतिक अधिकतम ट्रांसमिशन गति 40 Gbps तक पहुंच सकती है, जो कि थंडरबोल्ट 3 (जिसे नीचे "थंडरबोल्ट 3" कहा गया है) के समान है।

दरअसल, USB4 में तीन ट्रांसमिशन स्पीड होंगी: 10 Gbps, 20 Gbps और 40 Gbps। इसलिए, यदि आप सबसे तेज़ ट्रांसमिशन स्पीड, यानी 40 Gbps वाला डिवाइस खरीदना चाहते हैं, तो खरीदने से पहले स्पेसिफिकेशन्स की जांच कर लेना बेहतर होगा।

2. थंडरबोल्ट 3 इंटरफेस के साथ संगत:

कुछ (सभी नहीं) USB4 डिवाइस थंडरबोल्ट 3 इंटरफेस के साथ भी संगत हो सकते हैं। यानी, यदि आपके डिवाइस में USB4 इंटरफेस है, तो संभवतः आप थंडरबोल्ट 3 डिवाइस को बाहरी रूप से कनेक्ट कर सकते हैं। हालांकि, यह अनिवार्य नहीं है। संगतता डिवाइस निर्माता के दृष्टिकोण पर निर्भर करती है।

3. गतिशील बैंडविड्थ संसाधन आवंटन क्षमता:

यदि आप USB4 पोर्ट का उपयोग डिस्प्ले कनेक्ट करने और डेटा ट्रांसफर करने के साथ-साथ करते हैं, तो पोर्ट स्थिति के अनुसार बैंडविड्थ आवंटित करेगा। उदाहरण के लिए, यदि वीडियो को 1080p डिस्प्ले चलाने के लिए केवल 20% बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है, तो शेष 80% बैंडविड्थ का उपयोग अन्य कार्यों के लिए किया जा सकता है। USB 3.2 और उससे पहले के संस्करणों में यह संभव नहीं था। उससे पहले, USB बारी-बारी से काम करता था।

4. सभी USB4 डिवाइस USB PD को सपोर्ट करेंगे।

USB PD का मतलब USB पावर डिलीवरी (USB पावर ट्रांसमिशन) है, जो वर्तमान में प्रचलित फास्ट चार्जिंग प्रोटोकॉल में से एक है। इसे USB-IF संगठन द्वारा विकसित किया गया था। यह स्पेसिफिकेशन उच्च वोल्टेज और करंट प्राप्त कर सकता है, जिसकी अधिकतम पावर ट्रांसमिशन क्षमता 100W तक है, और पावर ट्रांसमिशन की दिशा को इच्छानुसार बदला जा सकता है।

USB-IF के नियमों के अनुसार, वर्तमान USB PD चार्जिंग इंटरफ़ेस का मानक स्वरूप USB टाइप-C होना चाहिए। USB टाइप-C इंटरफ़ेस में दो पिन, CC1 और CC2 होते हैं, जिनका उपयोग PD संचार कॉन्फ़िगरेशन चैनलों के लिए किया जाता है।

5. केवल यूएसबी टाइप-सी इंटरफेस का ही उपयोग किया जा सकता है।

उपरोक्त विशेषता से यह स्वाभाविक है कि हम यह भी जान सकते हैं कि USB4 केवल USB टाइप-C कनेक्टर के माध्यम से ही काम कर सकता है। वास्तव में, न केवल USB PD, बल्कि USB-IF के अन्य नवीनतम मानक भी केवल टाइप-C के लिए ही उपयुक्त हैं।

6. यह पिछले प्रोटोकॉल के साथ बैकवर्ड कम्पैटिबल हो सकता है।

USB4 का उपयोग USB 3 और USB 2 उपकरणों और पोर्टों के साथ किया जा सकता है। यानी, यह पिछले प्रोटोकॉल मानकों के साथ संगत है। हालांकि, USB 1.0 और 1.1 समर्थित नहीं हैं। वर्तमान में, इस प्रोटोकॉल का उपयोग करने वाले इंटरफेस बाजार से लगभग गायब हो चुके हैं।

बेशक, जब किसी USB4 डिवाइस को USB 3.2 पोर्ट से कनेक्ट किया जाता है, तो वह 40 Gbps की गति से डेटा संचारित नहीं कर सकता। और पुराने जमाने का USB 2 इंटरफेस सिर्फ USB4 इंटरफेस से कनेक्ट होने से तेज नहीं हो जाएगा।