Mengapa USB 3.1 hanya menggunakan dua dari empat jalur data yang tersedia?

Melihat spesifikasi USB-C, saya perhatikan ada empat pasangan diferensial SuperSpeed untuk transfer data, seperti yang terlihat di https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specifications . Artikel Wikipedia juga mengatakan bahwa hanya dua pasangan ini yang digunakan dalam mode USB 3.1, yang menurut saya sangat aneh.

Dalam pertanyaan ini ( Mengapa Thunderbolt 3 pada kabel tembaga lebih cepat dari USB 3.1? ) Yang saya tanyakan baru-baru ini, Ali Chen menjawab bahwa Thunderbolt 3 melalui USB-C menggunakan kedua pasangan ini, tetapi USB 3.1 tidak. Aku tahu bahwa itu adalah mungkin untuk menjalankan Thunderbolt 3 lebih setiap kabel berkualitas tinggi USB-C, sehingga mereka harus memiliki semua kabel yang diperlukan. Mengapa USB 3.1 standar dari Tipe C tidak menggunakan kedua pasangan, untuk menggandakan transfer data?

— brendon-ai
sumber

USB adalah komunikasi serial. Jika multiplexed seperti halnya thunderbolt, maka protokolnya tidak lagi benar. Sederhananya, USB 3.1 adalah protokol / spesifikasi dan USB tipe C adalah spesifikasi kabel yang dimaksudkan untuk mendukung "mode alternatif" yang memanfaatkan pasangan tersebut.

— BrianC

@ BrianC Oke, itu menegaskan apa yang saya pikirkan. Terima kasih!

— brendon-ai

Pertanyaan "Mengapa" sulit dijawab dan biasanya di luar topik. Dalam hal ini, kami tidak dapat memberi tahu Anda "mengapa" karena kami tidak menemukan spesifikasinya. Kami dapat memberikan tebakan yang berpendidikan, tetapi kemungkinan besar kami tidak akan memiliki cara untuk mengetahui apakah tebakan kami yang terdidik sebenarnya adalah jawaban yang benar. Lebih jauh, "jawaban" apa pun yang dipilih hanya akan menjadi jawaban yang paling sesuai dengan pendapat OP sendiri, atau yang terbaik dalam pembelaannya sendiri. Tak satu pun dari kriteria ini melibatkan menemukan jawaban yang menyelesaikan masalah root.

— music2myear

Anda dapat menjalankan TB hanya melalui kabel Type-C-Type-C FULL-FITURED, bukan pada kabel apa pun. Standar konektor Tipe-C mendefinisikan 15 jenis rakitan kabel yang berbeda (dulu ada 18 jenis, tetapi kemudian set dikurangi menjadi 15).

— Ale..chenski

Voting untuk dibuka kembali karena jawaban Spiff tampaknya tepat.

— psusi

Jawaban:

USB 3.1 Gen 2 (SuperSpeed +, 10 Gbps) dirancang untuk bekerja lebih baik ada USB 3.0 kabel (orang-orang dengan 5 kontak tambahan), serta USB Tipe C kabel.

Karena kabel USB 3.0 yang ada (yang dengan konektor Tipe A dan B, serta varian mikro A dan B) hanya berisi satu pasangan berpasangan berkecepatan super (pasangan Tx dan pasangan Rx), USB 3.1 Gen 2 hanya bisa gunakan pasangan berpasangan dan masih bekerja dengan kabel USB 3.0 yang ada. Jadi, bahkan ketika Anda menjalankan USB 3.1 Gen 2 melalui kabel dengan konektor Tipe C, itu hanya menggunakan satu pasangan berpasangan super cepat. Ini juga memungkinkan untuk memiliki kabel berkemampuan USB 3.0 / 3.1 dengan konektor Tipe C di satu ujung, dan sebelumnya USB 3.0 tipe A, B, mikro A, atau konektor mikro B di ujung lainnya.

Sekarang Anda mungkin mengajukan pertanyaan tindak lanjut, "Mengapa Forum Implementer USB (USB-IF, konsorsium standar USB) tidak menentukan rasa protokol USB yang bahkan lebih cepat dari 10Gbps, yang menggunakan kedua kecepatan super pasang-pasang di konektor Tipe C? " Itu pertanyaan yang valid, tapi saya tidak mau berspekulasi. Itu pasti akan menjadi keberangkatan yang lebih besar dari desain USB PHY sebelumnya, dalam hal itu akan memiliki dua aliran mengirim dan menerima data terpisah yang harus dikoordinasikan. Efeknya, itu akan menjadi semacam antarmuka paralel sedangkan USB secara tradisional serial serial.

Cara Anda mengajukan pertanyaan mengungkapkan beberapa kesalahpahaman potensial yang ingin saya sampaikan di sini:

Saya tahu bahwa dimungkinkan untuk menjalankan Thunderbolt 3 melalui kabel USB-C berkualitas tinggi

Itu tidak sepenuhnya benar. Ada banyak kabel yang memenuhi standar USB Tipe C yang tidak cocok untuk Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 terbatas pada panjang kabel ≤ 0,5m jika Anda memiliki kabel pasif. Agar lebih lama dari itu (seperti 2m), Anda memerlukan kabel aktif yang lebih mahal (kabel dengan chip IC khusus di dalamnya untuk membantu penanganan sinyal).

Mengapa USB-C standar tidak menggunakan kedua pasangan

USB-C bukan protokol. USB Tipe C adalah nama konektor dan spesifikasi kabel; itu bukan nama protokol yang digunakan pada konektor dan kabel itu. Saat melakukan protokol USB melalui kabel Tipe C, Anda sedang menggunakan USB 3.1 Gen 2 (10Gbps "SuperSpeed +"), atau USB yang sebelumnya memiliki rasa.

— Spiff
sumber

"Thunderbolt 3 terbatas pada panjang kabel ≤ 0,5m jika Anda memiliki kabel pasif." - ini juga tidak sepenuhnya benar. Panjang sambungan dibatasi oleh kualitas kabel, oleh atenuasi sinyal pada frekuensi Nyquist. Jika Anda berhasil membuat kabel dari, katakanlah, beberapa Teflon kepadatan rendah dengan kabel berlapis perak dan pelindung kepang, semuanya sangat seragam, Anda dapat memiliki komunikasi bebas kesalahan melalui kabel yang lebih panjang tanpa driver ulang yang aktif, selama Anda bertemu diagram mata ujung-jauh dan jitter bathtub.

— Ale..chenski

Saya minta maaf. Saya sadar bahwa USB-C adalah kabel, bukan protokol. Diedit.

— brendon-ai

Sebenarnya, spesifikasi interkoneksi Type-C mendefinisikan banyak protokol. Salah satunya adalah untuk pull-up / pull-down dasar pada pin CC untuk menentukan peran port, host atau perangkat, atau konektivitas tambahan lainnya (debug, audio, video). Untuk port Dual-Role ada protokol flip-flop lain. Interaksi penanda elektronik melalui CC juga harus mengikuti protokol yang sangat spesifik. Lihat saja Bagian 4.5.2 dari spesifikasi Tipe-C dan pelajari diagram mesin negara yang cukup canggih dalam Gambar 4-12, -13, -14, -15, -16, dll. Atau deskripsi verbal protokol interoperabilitas di Bagian 4.3.

— Ale..chenski

Hanya dua bulan setelah jawaban ini ditulis, USB 3.2 diumumkan yang benar-benar dapat menggunakan kedua jalur pada kabel USB-C yang ada - untuk kecepatan 10 / 20gbps (gen1 / gen2), sehingga kecepatan USB 3.1 ganda: en.wikipedia.org/ wiki / USB_3.0 # 3.2 Kontroler aktual mungkin segera tersedia: anandtech.com/show/14430/…

— user1531083

USB 3.1 menggunakan satu jalur (Tx pair dan Rx pair) karena merupakan standar USB, untuk hanya menggunakan satu Rx + Tx. Semua konektor USB asli (A, B, microAB) hanya memiliki sepasang kontak SS (SuperSpeed), dan seluruh arsitektur perangkat keras USB hanya berfokus pada satu, desain jalur tunggal.

Untuk menggunakan lebih banyak jalur secara paralel, harus ada elemen arsitektur tambahan dalam pipa data perangkat keras tentang cara menangani sinkronisasi jalur dan masalah lain yang terkait dengan manajemen lapisan-tautan individual, pertukaran kredit penyangga dan pemulihan kesalahan, pelatihan tautan dan optimalisasi listrik masing-masing saluran. Setelah Anda melakukan semua ini, itu berubah menjadi "Petir". Atau sesuatu seperti MIPI .

Konektor Type-C adalah standar baru untuk CONNECTOR, yang dimaksudkan untuk memiliki penerapan yang lebih luas daripada USB saja. Kebutuhan akan Tipe-C sebagian besar didorong oleh desain sistem, agar sesuai dengan faktor bentuk elektronik portabel yang lebih kecil. Dalam beberapa hal itu tidak ada hubungannya dengan USB, dan permintaan Anda untuk menggunakan kembali semua jalur kecepatan super yang tersedia untuk mengubah arsitektur USB standar tidak berdasar.

— Ale..chenski
sumber

Satu hal yang saya ingin tahu tentang ... jika USB 3.1 hanya menggunakan satu pasangan Tx-Rx maka mengapa mereka tidak hanya menjalankan lebih banyak sinyal USB? Bahkan dengan dua untuk DisplayPort seperti dalam "mode campuran", Anda dapat memiliki dua bus 5gbps independen untuk dua SSD SATA atau sesuatu seperti itu. Tidak perlu menyinkronkannya.

— chx

@ chx, penggunaan opsional Tx + Rx pasangan kedua diperkenalkan dalam spesifikasi USB 3.2.

— Ale..chenski