در دنیای فناوری امروز، استانداردهای اتصال و انتقال دیتا نقشی اساسی در کیفیت تجربه کاربری ایفا می‌کنند. از شارژ سریع گوشی‌های هوشمند تا انتقال فایل‌های سنگین و اتصال لپ‌تاپ به نمایشگرهای 4K یا حتی 8K، سرعت، پایداری و سازگاری درگاه‌های ارتباطی اهمیت بالایی دارند.
یکی از مهم‌ترین این استانداردها، USB (Universal Serial Bus) است که از دهه 1990 تاکنون ستون اصلی ارتباط میان دستگاه‌های دیجیتال محسوب می‌شود. با گذشت زمان و پیشرفت نیازها، نسخه‌های جدیدی از USB معرفی شدند تا محدودیت‌های نسل‌های قبل را برطرف کنند.
>اکنون نوبت به USB4 رسیده است؛ جدیدترین نسل از این فناوری که با ترکیب تجربه نسخه‌های قبلی و ادغام قابلیت‌های Thunderbolt 3، سرعتی فوق‌العاده، انتقال هم‌زمان دیتا و تصویر، و سازگاری گسترده با دستگاه‌های مختلف را به ارمغان می‌آورد. البته برای دستیابی به این توان بالا، استفاده از کابل تایپ سی باکیفیت و سازگار با استاندارد USB4 اهمیت ویژه‌ای دارد.

در این مقاله، به‌صورت جامع به معرفی استاندارد USB4 می‌پردازیم، مزایا و معایب آن را بررسی می‌کنیم و کاربردهای واقعی این فناوری را در زندگی روزمره مورد تحلیل قرار می‌دهیم.

فهرست محتوا

تاریخچه و تکامل USB: از USB 1.0 تا USB 4

استاندارد USB یا Universal Serial Bus در دهه‌ی 90 میلادی با هدف یکپارچه‌سازی روش اتصال دستگاه‌های جانبی به رایانه معرفی شد. پیش از USB، هر دستگاه بر اساس نوع کاربری خود از درگاه‌هایی متفاوت مانند PS/2، Parallel، Serial و FireWire استفاده می‌کرد و این مسئله نه تنها باعث آشفتگی در طراحی سخت‌افزار و کابل‌ها می‌شد، بلکه تجربه‌ی کاربری را نیز بسیار پیچیده می‌کرد. USB آمد تا این وضعیت را تغییر دهد و استانداردی واحد ارائه کند که هم ساده باشد و هم قابلیت توسعه در آینده را داشته باشد.

در ادامه، مسیر تکامل USB را به صورت نسل به نسل بررسی می‌کنیم:

USB 1.0 و 1.1: آغاز مسیر Plug and Play

نسل اول USB که در نسخه‌های 1.0 و 1.1 عرضه شد، بیشتر برای اتصال دستگاه‌های کم‌مصرف مانند موس و کیبورد مورد استفاده قرار گرفت. سرعت انتقال دیتا در این نسل حداکثر 12 مگابیت بر ثانیه بود، اما اهمیت اصلی آن در ایجاد قابلیت Plug and Play نهفته بود؛ یعنی دستگاه بدون نیاز به نصب دستی درایور یا راه‌اندازی مجدد سیستم قابل استفاده می‌شد. همین قابلیت موجب شد USB به‌سرعت به استاندارد غالب در بازار تبدیل شود.

USB 2.0: جهش پهنای باند و شارژ دستگاه‌ها

با افزایش کاربردهای دیجیتال و ظهور دوربین‌های عکاسی و ذخیره‌سازی‌های قابل حمل، نیاز به پهنای باند بیشتر ایجاد شد. نسخه‌ی USB 2.0 که در سال 2000 معرفی شد، با سرعت 480 مگابیت بر ثانیه، جهش مهمی در عملکرد ایجاد کرد. این نسل موجب شد انتقال فایل‌های بزرگ، اتصال هارد اکسترنال و همچنین شارژ دستگاه‌ها از طریق USB رواج پیدا کند. در واقع USB 2.0 اولین نسلی بود که USB را از یک رابط جانبی به یک استاندارد حیاتی و روزمره تبدیل کرد.

USB 3.0 و 3.1: انتقال همزمان دیتا و توان

با رشد رسانه‌های HD، بازی‌های حجیم و ذخیره‌سازی‌های SSD، سرعت‌های فعلی دیگر پاسخگو نبود. این نیاز منجر به توسعه‌ی USB 3.0 و سپس USB 3.1 شد. USB 3.0 سرعتی برابر با 5 گیگابیت و USB 3.1 سرعتی برابر با 10 گیگابیت بر ثانیه ارائه داد. این نسل علاوه بر افزایش پهنای باند، امکان انتقال همزمان توان و دیتا را فراهم کرد؛ اما در عمل محدودیت‌هایی در توزیع توان و سازگاری بین کانکتورها وجود داشت. در همین دوره، رنگ آبی پورت‌ها به عنوان نشانه‌ای برای تشخیص سریع این نسل به کار گرفته شد.

USB 3.2: معرفی Multi-Lane و کانکتور Type-C

برای رفع محدودیت‌های ساختاری، نسل USB 3.2 معرفی شد که به جای افزایش فرکانس انتقال، مفهوم multi-lane را ارائه کرد. این مفهوم به‌جای افزایش سرعت در یک مسیر، امکان عبور دیتا از چند مسیر موازی را فراهم می‌کرد و سرعت انتقال را به 20 گیگابیت بر ثانیه رساند. در این مرحله، کانکتور Type-C به‌عنوان یک استاندارد فیزیکی آینده‌محور مطرح شد؛ چرا که برخلاف USB-A، از هر دو طرف قابل اتصال بود و از نظر طراحی، ظرفیت پشتیبانی از خطوط داده‌ی متعدد را داشت.
>برای درک کامل مزایا و نحوه عملکرد این کانکتور در نقش استاندارد جهانی، مقاله کابل تایپ سی چیست و چرا استاندارد جهانی شد را مطالعه کنید.

USB4: ادغام با استاندارد Thunderbolt 3

اما نقطه‌ی عطف واقعی زمانی رقم خورد که فناوری Thunderbolt 3 وارد میدان شد. Thunderbolt 3 که توسط اینتل توسعه یافته بود، از همان کانکتور USB Type-C استفاده می‌کرد، اما با پهنای باند بسیار بالاتر، یعنی تا 40 گیگابیت بر ثانیه، و علاوه بر انتقال دیتا، قابلیت انتقال تصویر (برای اتصال مستقیم نمایشگرهای 4K و 8K) و انتقال توان را نیز از طریق همان کابل فراهم می‌کرد. این فناوری عملاً نشان داد که یک کابل واحد می‌تواند جایگزین چندین کابل مختلف برای انتقال تصویر، دیتا و انرژی شود.

همین ایده و همین سطح از یکپارچگی بود که مبنای توسعه‌ی USB 4 قرار گرفت. استاندارد USB4 بر پایه پروتکل Thunderbolt 3 شکل گرفت و هدف آن این بود که اکوسیستم USB را از سطح یک رابط انتقال دیتا معمولی به یک استاندارد جامع ارتباطی ارتقا دهد؛ استانداردی که بتواند همزمان نیازهای ذخیره‌سازی سریع، نمایش تصویر، شارژ و اتصال تجهیزات حرفه‌ای را تنها با یک کابل و یک پورت برطرف کند.

به بیان دیگر، USB4 نتیجه‌ی مسیر تکاملی بیست‌و‌پنج ساله‌ی USB است؛ مسیری که از اتصال ساده موس و کیبورد شروع شد و اکنون به مرحله‌ای رسیده که می‌تواند جایگزین کابل HDMI، DisplayPort، شارژرهای جداگانه و حتی کابل‌های مخصوص انتقال داده‌ی پرسرعت شود. از این رو USB4 تنها یک به‌روزرسانی سرعتی نیست، بلکه پایه‌ی شکل‌گیری نسل جدیدی از سیستم‌های اتصال ساده، سریع، یکپارچه و بدون نیاز به کابل‌های متعدد است.

استاندارد USB4 چیست؟

USB 4 جدیدترین نسل استاندارد USB است که در سال 2019 معرفی شد و با هدف ترکیب قابلیت‌های USB 3.x و Thunderbolt 3 طراحی شده است. این نسل برخلاف نسل‌های قبلی USB که ساختار انتقال داده‌ی خطی و نسبتا ساده داشتند، از یک سیستم ارتباطی بسته‌محور و مسیردهی هوشمند استفاده می‌کند. در نسل‌های گذشته USB، داده‌ها روی یک یا دو مسیر مشخص حرکت می‌کردند و ساختار انتقال، شبیه یک بزرگراه یک‌خطه بود؛ یعنی اگر حجم دیتا زیاد می‌شد، مسیر دچار شلوغی و کاهش سرعت می‌گردید. در USB4 این ساختار کاملاً تغییر کرده و انتقال دیتا روی لاین‌های متعدد انجام می‌شود. هر لاین می‌تواند در هر لحظه بخشی از دیتا را حمل کند، و این یعنی دیتا به‌جای حرکت روی یک مسیر، روی چند مسیر موازی انتقال می‌یابد. این روش همان دلیل اصلی افزایش پهنای باند است.

در استاندارد USB4 از دو یا چهار لاین استفاده می‌شود و هر لاین می‌تواند 10 یا 20 گیگابیت در ثانیه دیتا حمل کند. در مجموع، استاندارد USB 4 قادر است به پهنای باند 40 گیگابیت بر ثانیه و در ورژن 2 به 80 گیگابیت بر ثانیه برسد. این طراحی چندمسیره به USB4 اجازه می‌دهد همزمان چند نوع داده را حمل کند، بدون اینکه یکی باعث کند شدن دیگری شود. برای مثال، اگر شما در حال اتصال یک نمایشگر 4K و انتقال فایل به یک SSD اکسترنال باشید، USB4 مسیر داده تصویر و مسیر دیتا فایل را از یکدیگر جدا نگه می‌دارد تا تداخلی رخ ندهد.

سازو کار و معماری USB4

معماری USB4 شبیه یک شبکه حمل‌ونقل هوشمند عمل می‌کند. زمانی که دیتا از دستگاه مبدا ارسال می‌شود، کنترلر USB4 ابتدا بررسی می‌کند که اطلاعات متعلق به چه نوع پروتکلی است؛
داده‌های مربوط به نمایشگر بر پایه پروتکل DisplayPort رمزگذاری و منتقل می‌شوند، داده‌های ذخیره‌سازی بر اساس پروتکل‌هایی مثل PCIe و NVMe و داده‌های عادی سیستم عامل بر اساس USB Protocol.
سپس کنترلر USB4 این داده‌ها را بسته‌بندی، طبقه‌بندی و روی لاین‌های مختلف توزیع می‌کند. این همان چیزی است که استاندارد USB4 را تبدیل به یک سیستم ارتباطی چندمنظوره واقعی می‌کند.

مدیریت هوشمند پهنای باند USB4

یکی از ویژگی‌های کلیدی استاندارد USB4 سازوکار Dynamic Bandwidth Allocation یا تخصیص پویای پهنای باند است. این یعنی USB4 به‌صورت لحظه‌ای تشخیص می‌دهد که کدام نوع دیتا به پهنای باند بیشتری نیاز دارد. اگر شما در لحظه‌ای مشغول انتقال فایل حجیم باشید و نمایشگر تمام‌صفحه کار نکند، پهنای باند تصویر کاهش یافته و بیشتر به داده‌ی ذخیره‌سازی اختصاص داده می‌شود. اگر شروع به پخش ویدیو یا بازی کنید، سیستم پهنای باند را به نفع تصویر افزایش می‌دهد.
به زبان ساده، USB4 هوشمند است و منابعش را بر اساس اولویت لحظه‌ای مدیریت می‌کند.

تکنیک‌های پیشرفته تصحیح خطا USB4

علت دیگر سرعت بالای USB4 در نحوه‌ی کدنویسی و تصحیح خطا است. در USB4 از روش‌های پیشرفته‌ی Packet Routing و Encoding استفاده می‌شود که اجازه می‌دهد میزان خطای انتقال بسیار کم شود. خطای کمتر یعنی نیاز به ارسال مجدد داده‌ها کمتر است، و این به طور مستقیم سرعت مؤثر انتقال USB4 را افزایش می‌دهد. در نسل‌های قدیمی‌تر، خطا و تداخل سیگنال می‌توانست باعث کاهش سرعت محسوس شود، اما USB4 با سیستم‌های بهبود یافته‌ی تصحیح خطا این مشکل را تا حد زیادی حل کرده است.

انواع نسخه‌های USB4 و تفاوت آن‌ها

USB4 یک نام کلی برای خانواده‌ای از مشخصات است. داخل این خانواده، نسخه‌های مختلفی وجود دارد که با سرعت و تعداد لاین های متفاوتی عمل می‌کنند. این نسخه‌ها توسط USB-IF (سازمان توسعه‌دهنده‌ی استاندارد USB) با نام‌های Gen تعریف می‌شوند.

هسته‌ی تفاوت‌ها در اینجاست:
هر نسخه‌ی USB4 از لاین های اختصاصی برای انتقال دیتا استفاده می‌کند و هر لاین می‌تواند سرعت مشخصی داشته باشد. ترکیب تعداد لاین و سرعت هر لاین، سرعت نهایی USB4 را تعیین می‌کند.
این نام‌ها در نگاه اول پیچیده به نظر می‌رسند، اما اگر ساختارشان را باز کنیم، موضوع بسیار ساده است:

عدد بعد از “Gen” نشان‌دهنده نسل سرعت در هر لاین است.
عدد بعد از “×” نشان‌دهنده تعداد لاین ها است.

حالا ببینیم هر کدام چه سرعتی دارند و دقیقاً برای چه کاربردی مناسب‌اند. برای درک بهتر تفاوت این ورژن‌ها، جدول زیر را بررسی کنید:

نسخه USB4	ساختار Lane	سرعت نهایی	توضیحات	مناسب برای
USB4 Gen 2×1	1 لاین × 10Gbps	10Gbps	نسخه اقتصادی و پایه USB4	لپ‌تاپ‌ها و دانگل‌های ارزان/میان‌رده
USB4 Gen 2×2	2 لاین × 10Gbps	20Gbps	عملکرد مناسب برای SSD اکسترنال و نمایشگرهای 1080p / 1440p	مادربردها و لپ‌تاپ‌های میان‌رده
USB4 Gen 3×1	1 لاین × 20Gbps	20Gbps	پایداری بهتر نسبت به Gen 2×2 به دلیل یک مسیر پرسرعت	کاربردهای نیمه‌حرفه‌ای، اتصال‌های پایدار
USB4 Gen 3×2	2 لاین × 25Gbps	40Gbps	برابر با Thunderbolt 3 از نظر سرعت	گوشی‌های پرچمدار، لپ‌تاپ‌های حرفه‌ای، eGPU
USB4 Gen4 (v2.0)	2 لاین × 40Gbps	80Gbps (تا 120Gbps در برخی شرایط)	آخرین نسل با پهنای باند بسیار بالا	مانیتورهای 4K/8K، کارت گرافیک‌های اکسترنال نسل جدید

جهت جلوگیری از سردرگمی در این انتخاب‌های فنی و اطمینان از اینکه کابل خریداری شده تمام قابلیت‌های دستگاه شما را پشتیبانی می‌کند، راهنمای خرید کابل تایپ سی اطلاعات جامعی در اختیار شما قرار می‌دهد.

مزایای USB4: سرعت، تصویر و شارژ همزمان

USB4 نه تنها یک ارتقای سرعتی نسبت به نسل‌های قبلی USB محسوب می‌شود، بلکه مجموعه‌ای از قابلیت‌های پیشرفته و کاربردی را ارائه می‌دهد که تجربه کاربری را به سطحی جدید می‌برد. در ادامه، مهم‌ترین مزایای USB4 به تفصیل بررسی می‌شود:

1. سرعت انتقال فوق‌العاده بالا در USB 4

اولین مزیت مهم، سرعت انتقال بسیار بالا است که می‌تواند به 40 گیگابیت بر ثانیه برسد. این افزایش سرعت، به دلیل استفاده از معماری چندمسیره و تکنیک‌های بسته‌بندی دیتا است. در عمل، این موضوع به معنی انتقال فایل‌های حجیم، اجرای نرم‌افزار از روی حافظه‌های اکسترنال با سرعت نزدیک به عملکرد داخلی، و تجربه‌ی روان در کار با ویدیوها و فایل‌های خام سنگین (مثلاً فایل‌های تدوین 4K و 8K) است. USB4 سرعت را نه فقط روی کاغذ، بلکه در کاربری واقعی افزایش می‌دهد.

2. اتصال همزمان لپ‌تاپ و نمایشگر 4K/8K

قابلیت انتقال تصویر و دیتا به‌صورت هم‌زمان یکی دیگر از مزایای کلیدی USB4 است. پیش از این، برای اتصال لپ‌تاپ به مانیتور نیاز به کابل‌های مجزا مثل HDMI یا DisplayPort بود. اکنون USB4 قادر است تصویر را در کیفیت‌های بسیار بالا مانند 4K و حتی 8K انتقال دهد، بدون اینکه عملکرد انتقال دیتا کاهش چشمگیر داشته باشد. این قابلیت به دلیل پشتیبانی از tunneling پروتکل DisplayPort و مدیریت پویا پهنای باند در زمان واقعی است.

3. شارژ لپ‌تاپ و گوشی با یک کابل USB4

در USB4، انتقال انرژی نیز به‌صورت هوشمند انجام می‌شود. فناوری USB Power Delivery که در این استاندارد به‌طور کامل پذیرفته شده، اجازه می‌دهد یک دستگاه مانند لپ‌تاپ نه‌تنها از همان کابل دیتا استفاده کند، بلکه از طریق آن شارژ نیز شود. این موضوع باعث حذف شارژرهای اضافی و ساده‌تر شدن تجربه‌ی کاربری می‌شود. از طرفی، منبع تغذیه و دستگاه گیرنده پیش از شروع شارژ، درباره‌ی میزان توان مناسب «مذاکره» می‌کنند؛ بنابراین، احتمال آسیب‌دیدگی باتری یا مدار کاهش پیدا می‌کند.

برای دستیابی به حداکثر کارایی در شارژ سریع (به‌ویژه در توان‌های بالا مانند ۱۰۰ وات و بیشتر)، انتخاب کابل‌هایی که از استاندارد PD 3.0 یا بالاتر پشتیبانی می‌کنند اهمیت زیادی دارد. در این زمینه، پیشنهاد می‌کنیم نگاهی به بررسی‌های ما درباره بهترین کابل شارژ مک دودو بیندازید تا با کابل‌های مطمئن و سازگار با فناوری شارژ سریع آشنا شوید.

4. سازگاری با Thunderbolt 3 و USBهای قدیمی

یکی از تفاوت‌های مهم USB4 با نسل‌های پیشین، سازگاری رو‌به‌عقب هوشمند آن است. یعنی اگر دستگاهی تنها از USB 3 یا USB 2 پشتیبانی کند، USB4 به طور خودکار پروتکل را ساده کرده و با آن نسخه سازگار می‌شود. این سازگاری، از یک سو امنیت اقتصادی و طول عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد و از سوی دیگر امکان مهاجرت تدریجی به فناوری جدید را فراهم می‌کند.

5. کاهش کابل‌ها و یکپارچگی

در نهایت، بزرگ‌ترین مزیت USB4 را می‌توان کاهش نیاز به کابل‌های متعدد و ایجاد یک سطح استاندارد فراگیر دانست. شما می‌توانید با یک کابل، دیتا انتقال دهید، مانیتور متصل کنید و دستگاه را شارژ کنید. این همان هدفی است که سال‌ها در صنعت فناوری درباره‌اش صحبت شده بود: یک کابل برای همه‌چیز.

معایب USB4: محدودیت‌ها و نکات مهم

هرچند USB4 یک استاندارد پیشرفته و قدرتمند است، اما برخی محدودیت‌ها و نکات منفی نیز دارد که دانستن آن‌ها برای کاربران حرفه‌ای اهمیت دارد.

1. قیمت بالاتر دستگاه‌ها و کابل‌ها

نخستین مسئله، هزینه بالاتر پیاده‌سازی USB4 است. برای پشتیبانی واقعی از استاندارد USB4، دستگاه‌ها باید از کنترلرهای جدید، بردهای با طراحی دقیق‌تر، ماژول‌های مدیریت توان پیشرفته‌تر و کابل‌هایی USB4 با کیفیت ساخت بالا استفاده کنند. این اجزا ارزان نیستند و به همین دلیل، لپ‌تاپ‌ها و لوازم جانبی مجهز به USB4 معمولاً قیمت بیشتری دارند. به عبارت ساده، USB4 هنوز یک فناوری «عمومی و اقتصادی» برای همه بازارها نشده و بیشتر در محصولات میان‌رده‌ی رو به بالا و پرچم‌دار دیده می‌شود.

2. محدودیت پشتیبانی در برخی دستگاه‌ها

علاوه بر این، همه‌ی دستگاه‌های دارای پورت USB4 الزاماً از تمام قابلیت‌های آن پشتیبانی نمی‌کنند. برخی لپ‌تاپ‌ها فقط انتقال دیتا را با سرعت بالا ارائه می‌دهند اما خروجی تصویر DisplayPort یا توان شارژ بالا را ارائه نمی‌دهند. برخی دیگر از حمایت کامل Thunderbolt 3/4 برخوردار نیستند. این عدم یکپارچگی در استاندارد USB4 باعث می‌شود خریداران نیازمند بررسی دقیق مشخصات فنی باشند، در حالی که انتظار می‌رود USB4 یک تجربه‌ی تک‌معنا و ساده ایجاد کند.

3. سردرگمی کاربران در انتخاب کابل مناسب

مشکل بعدی، عدم شفافیت و استانداردسازی در کابل‌ها و لوازم جانبی است. هر کابل Type-C ظاهراً شبیه دیگری است اما همه آن‌ها توان پشتیبانی از سرعت 40Gbps را ندارند. بسیاری از کابل‌های USB-C محدود به سرعت‌های پایین‌تر هستند و کاربران معمولی تشخیص نمی‌دهند کدام کابل برای USB4 مناسب است. این موضوع باعث تجربه‌های ناهماهنگ می‌شود؛ مثلاً کاربری کابل اشتباهی را به لپ‌تاپ متصل می‌کند و انتظار سرعت بالا دارد، اما نتیجه‌ای نزدیک به USB 2.0 دریافت می‌کند. بنابراین، ظاهر یکسان اما عملکرد متفاوت کابل‌ها، همچنان منبع سردرگمی کاربران در انتخاب کابل USB4 است.
>برای اطمینان از اینکه کابل شما واقعاً از تمام پهنای باند و توان USB4 پشتیبانی می‌کند، باید هنگام خرید کابل تایپ سی به علامت‌ها و مشخصات فنی کابل دقت کافی داشته باشید.

تفاوت USB4 با Thunderbolt 3

برای درک تفاوت استاندارد USB4 با Thunderbolt 3 و Thunderbolt 4، لازم است ابتدا بدانیم این سه استاندارد چگونه به وجود آمده‌اند و چه رابطه‌ای با یکدیگر دارند.
Thunderbolt 3 توسط اینتل طراحی شد و هدف آن این بود که یک رابط واحد برای انتقال دیتا، تصویر و توان ارائه شود. این استاندارد برای اولین بار از کانکتور USB-C استفاده کرد و توانست پهنای باندی برابر با 40 گیگابیت در ثانیه عرضه کند، امکان عبور سیگنال DisplayPort را فراهم کند و حتی اتصال تجهیزات پرسرعت بر پایه PCIe را ممکن سازد.

زمانی که USB-IF شروع به توسعه USB4 کرد، اینتل اجازه استفاده از معماری Thunderbolt 3 را به صورت آزاد ارائه داد. نتیجه این شد که USB4 در سطح معماری داخلی بسیار شبیه Thunderbolt 3 است و از همان ساختار Packet-based و Multi-Lane Signaling استفاده می‌کند. اما این شباهت به معنای یکسان بودن نیست.

تفاوت اصلی USB4 و Thunderbolt 3 این است که USB4 یک خانواده از مشخصات است که سرعت‌ها و امکانات متفاوتی دارد، در حالی که Thunderbolt 3 , 4 یک استاندارد با مشخصات ثابت است.

USB4 می‌تواند سرعت 20 یا 40 گیگابیت داشته باشد، اما Thunderbolt 3 همیشه 40 گیگابیت است.
USB4 می‌تواند انتقال تصویر و PCIe را پشتیبانی کند یا نکند، اما در Thunderbolt 3 این قابلیت‌ها اجباری هستند.

پس تفاوت اصلی در سطح یکپارچگی و الزام استاندارد است؛ USB4 یک استاندارد انعطاف‌پذیر است که بسته به سطح پشتیبانی کنترلر می‌تواند ساده یا بسیار پیشرفته باشد. همین موضوع باعث می‌شود دستگاهی که روی آن عبارت USB4 نوشته شده باشد، لزوماً عملکرد Thunderbolt 3 را ارائه ندهد. ممکن است پورت USB4 فقط 20 گیگابیت سرعت داشته باشد یا خروجی تصویر در آن محدود به رزولوشن‌های پایین‌تر باشد یا از PCIe tunneling پشتیبانی نکند.
جهت اطلاعات عمیق‌تر و جامع‌تر درباره این فناوری، راهنمای کامل تاندربولت چیست را مطالعه کنید.

کاربردهای عملی USB4 در دنیای واقعی

USB4 نه تنها یک استاندارد سریع و آینده‌پذیر است، بلکه کاربردهای عملی آن باعث می‌شود تجربه کاربری در لپ‌تاپ، کامپیوتر، هارد اکسترنال و مانیتور به طور چشمگیری بهبود یابد. در ادامه، مهم‌ترین کاربردها را بررسی می‌کنیم:

1. اتصال لپ‌تاپ به مانیتورهای 4K و 8K

USB4 در عمل، بیش از آن‌که یک پورت با سرعت بیشتر باشد، نقشی اساسی در ساده‌سازی محیط‌های کاری و افزایش بهره‌وری دارد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن در اتصال لپ‌تاپ به نمایشگرهای حرفه‌ای است. برای مثال، یک کابل USB4 می‌تواند تصویر 4K یا حتی 8K را بدون کاهش نرخ فریم منتقل کند. و هم‌زمان داده‌های دیگر را نیز مدیریت نماید. این ویژگی باعث شده است که ایستگاه‌های کاری سبک، استودیوهای تدوین و محیط‌های طراحی گرافیک بتوانند تنها با یک کابل، لپ‌تاپ را به مانیتور، هارد اکسترنال و شبکه متصل کنند، بدون نیاز به کابل‌های HDMI یا DisplayPort مجزا.

2. استفاده در هارد اکسترنال و SSD

در حوزه‌ی ذخیره‌سازی، USB4 امکان اجرای نرم‌افزار و پروژه‌ها از روی حافظه‌های اکسترنال را به شکلی تقریباً برابر با کارکرد حافظه‌ی داخلی فراهم می‌کند. این یعنی تدوینگران و برنامه‌نویسان می‌توانند پروژه‌های سنگین را روی SSD اکسترنال نگه دارند و بدون افت سرعت، آن‌ها را اجرا کنند. در گذشته، انتقال فایل‌های حجیم مانند ویدیوهای خام 4K زمان‌بر بود، اما اکنون USB4 این انتقال را بسیار سریع و روان انجام می‌دهد، به گونه‌ای که مرز بین حافظه داخلی و خارجی تقریباً از بین می‌رود.

3. شارژ لپ‌تاپ و گجت‌ها با یک کابل واحد

در بخش شارژ و انتقال توان، USB4 به دلیل ادغام کامل با استاندارد USB Power Delivery، می‌تواند لپ‌تاپ، تبلت یا گوشی را با یک کابل واحد شارژ کند. این مزیت باعث شده بسیاری از لپ‌تاپ‌ها بدون شارژر اختصاصی عرضه شوند و کاربران تنها با یک کابل شارژر USB4 بتوانند دستگاه‌های مختلف خود را شارژ کنند. این مسئله به‌ویژه برای افرادی که در محیط‌های کاری سیار فعالیت می‌کنند، اهمیت قابل توجهی دارد. زیرا وزن و شلوغی وسایل حمل‌شونده را به شدت کاهش می‌دهد.

4. گیمرها و واقعیت مجازی (VR)

در حوزه‌ی گیمینگ و واقعیت مجازی نیز USB4 نقشی تعیین‌کننده دارد. هدست‌های واقعیت مجازی (VR) مدرن برای انتقال تصویر با نرخ فریم بالا و دریافت دیتا از سنسورها به پهنای باند زیاد و تاخیر بسیار کم نیاز دارند. USB4 توانسته شرایطی ایجاد کند که هدست‌های واقعیت مجازی بدون نیاز به کابل‌های اختصاصی و پیچیده، تنها با یک اتصال Type-C به کامپیوتر یا کنسول متصل شوند و تجربه‌ای روان ارائه دهند. این به ‌ویژه در نسل جدید Headsetهای Standalone و PC-VR اهمیت پیدا کرده است.

مطالعه بیشتر: معرفی بهترین برند های کابل تایپ سی

USB4 نسخه 2.0 (USB4 Gen 4)

USB4 نسخه 2.0 که بعضی منابع از آن با نام USB4 Gen 4 یاد می‌کنند، نقطه‌ی اوج تکامل استاندارد USB تا این لحظه محسوب می‌شود. مهم‌ترین ویژگی این نسخه، دو برابر شدن پهنای باند در مقایسه با نسل اول USB4 است؛ یعنی سرعت تئوری انتقال دیتا از 40Gbps به 80Gbps رسیده است. این افزایش سرعت تنها یک تغییر عددی نیست، بلکه حاصل یک تحول در معماری سیگنالینگ و مدیریت مسیرهای انتقال داده است.

تکنولوژی PAM3 Signaling

در USB4 نسخه 2.0، تکنیک جدیدی به نام PAM3 Signaling استفاده شده است. برخلاف نسل قبلی که از روش NRZ بهره می‌برد، PAM3 در هر چرخه سیگنال سه سطح متفاوت الکتریکی را رمزگذاری می‌کند. این یعنی در همان پهنای کانال قبلی، میزان بیشتری دیتا قابل رمزگذاری و ارسال است، بدون آن‌که لزوماً به افزایش شدید مصرف انرژی یا ضخیم‌تر شدن کابل نیاز باشد. در نتیجه، USB4 نسخه 2.0 عملاً بازده‌ی انتقال دیتا را با بهبود سیگنالینگ بالا می‌برد، نه صرفاً با افزایش فرکانس.

پشتیبانی DisplayPort 2.1 و 8K

در انتقال ویدیو نیز USB4 نسخه 2.0 جهشی جدی ایجاد کرده است. با پشتیبانی از DisplayPort 2.1، این استاندارد می‌تواند نمایشگرهایی با وضوح 8K و نرخ‌های نوسازی بالا را بدون افت کیفیت و بدون فشرده‌سازی مخرب پشتیبانی کند. این مسئله به‌ویژه برای تدوینگران، گیمرهای حرفه‌ای و طراحان سه‌بعدی اهمیت بنیادی دارد؛ زیرا قبلاً برای چنین سیگنال‌هایی نیاز به کابل‌ها و پورت‌های اختصاصی بود.

ادغام با USB Power Delivery 3.1

در زمینه‌ی توان نیز USB4 نسخه 2.0 با USB Power Delivery 3.1 ادغام شده که امکان انتقال توان تا 240 وات را فراهم می‌کند. این بدان معناست که لپ‌تاپ‌های قدرتمند، مانیتورهای بزرگ و حتی برخی GPUهای اکسترنال می‌توانند بدون آداپتورهای اختصاصی و سنگین، تنها با یک کابل Type-C تغذیه شوند.

آینده اتصال با USB4

نسل جدید استاندارد USB، یعنی USB4، مرزهای سرعت و کارایی را جابه‌جا کرده است. این فناوری با سرعت خیره‌کننده 40 گیگابیت بر ثانیه و حتی تا 80 گیگابیت بر ثانیه در نسخه USB4 v2.0، قابلیت انتقال هم‌زمان داده و تصویر را فراهم می‌کند. پشتیبانی از چند جریان داده‌ای، سازگاری با DisplayPort و توان انتقال انرژی تا 240 وات (USB PD 3.1) باعث شده USB4 به استانداردی بی‌رقیب برای آینده‌ی دستگاه‌های دیجیتال تبدیل شود.

USB4 تنها یک ارتقای فنی نیست؛ بلکه پلی میان سرعت، سادگی و بهره‌وری است. این استاندارد برای طیف وسیعی از کاربران (گیمرها، طراحان و کاربران خانگی) عملکردی بی‌نقص ارائه می‌دهد. اگر به دنبال انتقال دیتا با سرعت بالا، اتصال هم‌زمان به نمایشگرهای 4K یا 8K و کاهش تعداد کابل‌های روی میز کارتان هستید، تجهیزات مبتنی بر USB4 بهترین انتخاب خواهند بود.

در نهایت، به خاطر داشته باشید که دستیابی به حداکثر کارایی این فناوری، تنها با استفاده از کابل‌های تایپ سی به تایپ سی باکیفیت و سازگار با استاندارد USB4 ممکن است. برای مشاهده مدل‌های استاندارد و دریافت مشاوره تخصصی در زمینه انتخاب کابل مناسب، می‌توانید به صفحه محصولات ما در بخش خرید کابل تایپ سی به تایپ سی مراجعه کنید.

USB4 چیست؟ هر آنچه که باید در مورد آخرین نسل USB بدانید