تقنية «يو إس بي4» المقبلة... مزايا نوعية فائقة

تدعم تقنية «يو إس بي4» الثورية نقل البيانات مع الملحقات المختلفة بسرعات فائقة

انتشرت تقنية «يو إس بي» بشكل موسع وأصبحت المعيار الرئيسي الذي تعتمده معظم الملحقات. ومع مرور الأعوام، تغير تصميم منفذ هذه التقنية لمواكبة التطور في رفع سرعة تبادل البيانات ودعم شحن الملحقات بسرعات عالية أثناء استخدامها، وحماية المنفذ من وضع السلك به بطريقة خاطئة. وسنشهد في هذا العام بدء إطلاق العديد من الأجهزة والملحقات التي تستخدم الجيل الجديد من التقنية المسمى «يو إس بي4» USB4 (من دون فراغ بين الأحرف والرقم للتركيز على التقنية نفسها عوضا عن رقم الإصدار). وسنستعرض في هذا الموضوع مزايا هذه التقنية الجديدة التي من شأنها إحداث نقلة نوعية في سرعات نقل البيانات والصورة.
بداية يجب التوضيح أن المجموعة التي تشرف على هذه التقنية لاحظت وجود لبس بين الناس في تسمية الإصدارات السابقة 3,0 و3,1 و3,2 لتصبح التقنية الجديدة رقما رئيسيا جديدا عوضا عن استخدام رقم فرعي في خانات الفاصلة العشرية. وستستخدم الشركات المصنعة للأجهزة والملحقات أيقونات تحتوي على أحرف أو رموز «يو إس بي» وإلى جانبها سرعة النقل التي تدعمها (20 أو 40 غيغابت في الثانية، مثلا). هذه الرموز والأيقونات هي للأجهزة المرخصة من المنتدى الرسمي لمعيار USB المسمى USB Implementers Forum USB - IF، ومن المتوقع أن نشهد استخدام الكثير من الملحقات غير المرخصة من الشركات التي لم تسجل منتجاتها وتدفع رسوم استخدام الشعار في منتجاتها.
مزايا نوعية
- الميزة الأولى. تقدم تقنية «يو إس بي4» ميزة مضاعفة سرعة نقل البيانات، حيث تنقل تقنية «يو إس بي 3.2» البيانات بسرعة 20 غيغابت في الثانية كحد أقصى (نحو 2.5 غيغابايت في الثانية، ذلك أن الغيغابايت الواحد يعادل 8 غيغابت)، لتصل سرعات نقل البيانات في «يو إس بي4» إلى 40 غيغابت في الثانية (5 غيغابايت في الثانية) كحد أقصى لدى الاستخدام القياسي.
ولكن يمكن مضاعفة هذه السرعة بحيلة بسيطة، حيث تستخدم أسلاك تقنية «يو إس بي» مسارين لإرسال واستقبال البيانات بين الجهاز والملحقات المتصلة به، وتسمح تقنية «يو إس بي4» باستخدام المسارين في آن واحد لإرسال البيانات لمضاعفة السرعة في الحالات التي لا تحتاج إلى تبادل البيانات، مثل إرسال بيانات الصورة إلى الشاشة. ويمكن من خلال هذه الآلية نقل البيانات بسرعة 80 غيغابت (10 غيغابايت في الثانية) لعرض الصورة بدقة 8K وبتقنية المجال العالي الديناميكي High Dynamic Range HDR 10 وبسرعة 60 صورة في الثانية، مثلا. ويطلق على هذه الميزة المرتبطة بالشاشات DisplayPort Alt Mode 2.0.
وتجدر الإشارة إلى أن السرعات المذكورة هي القصوى، ويسمح المعيار بتصنيع ملحقات ذات 3 سرعات قصوى، هي 10 و20 و40 غيغابت في الثانية، ويُنصح بالتأكد من مواصفات الجهاز والملحق المطلوب قبل الاقتناء لتأكد من وجود دعم للسرعة المرغوبة.
- ميزة أخرى مرتبطة بالسرعة هي أن التقنية تستطيع توزيع السرعة بذكاء بين الملحقات المرتبطة. ولنفرض أن المستخدم لديه منفذ بسرعة 40 غيغابت في الثانية كحد أقصى، ويعرض الصورة بدقة 4K عبر المنفذ وينقل كمية كبيرة من الملفات على وحدة تخزين تعمل بتقنية الحالة الصلبة SSD ذات السرعات العالية، فإن النظام سيعلم بأنه يحتاج إلى 12.5 غيغابت في الثانية لنقل الصورة وسيترك ما تبقى من القدرة المتوفرة (27.5 غيغابت في الثانية) لنقل الملفات، عوضا عن حجز نصف القدرة (20 غيغابت في الثانية) للشاشة التي لن تستفيد من 7.5 غيغابت في الثانية الإضافية. ويطلق على هذه التقنية اسم «بروتوكول التوجيه» Protocol Tunneling، وهي تقنية يتم فيها إرسال بيانات «يو إس بي» وبيانات الصورة DisplayPort وبيانات مسار PCIe المتصل بالمعالج على شكل رزم بيانات Packets، الأمر الذي يسمح بالتحكم بتوافر الموارد.
كما تدعم تقنية «يو إس بي4» معيار USB Power Delivery PD لشحن الملحقات التي تتطلب طاقة كبيرة، الأمر الذي يعني أنه سيكون بالإمكان شحن الهواتف الجوالة والأجهزة المختلفة بسرعات عالية جدا عبر هذه التقنية.
دعم ممتد
وتدعم معالجات الجيل 11 من «إنتل» هذه التقنية إلى جانب معالجات M1 من «آبل»، الأمر الذي يعني أننا سنشهد إقبالا مكثفا على دعمها من كبرى شركات صناعة الأجهزة المكتبية والمحمولة. وستدعم هذه التقنية معيار Thunderbolt 3 من «إنتل» و«آبل»، ولكنه مرتبط بدعم الشركات المصنعة للملحقات لها وقد لا يكون متوافرا في جميع المنافذ والملحقات، ويجب قراءة مواصفات الجهاز أو الملحق بعناية قبل الشراء. ويمكن من خلال هذا الدعم استخدام بطاقات الذاكرة المنفصلة ووصلها بالكومبيوتر المحمول عبر هذا المنفذ لرفع قدراته الرسومية بشكل كبير.
ويجب التنويه إلى أن هذه التقنية تستخدم منفذا بتصميم «يو إس بي تايب - سي» (الجهتان العلوية والسفلية مستقيمتان، مع وجود انحناء جانبي)، وهي متوافقة مع منافذ وملحقات «يو إس بي تايب - سي»، ولكن لن يستفيد المستخدم من السرعات الأعلى التي تدعمها «يو إس بي4» إلا في حال كان المنفذ والملحق يدعمان تقنية «يو إس بي4». هذا الأمر يعني توافر أعداد ضخمة من الملحقات في اليوم الأول لتوافر الأجهزة التي تدعم هذه التقنية، وتوافق ملحقات «يو إس بي4» مع أجهزة الجيل السابق التي تدعم تقنية «يو إس بي 3».
ويجب استخدام وصلات خاصة بتقنية «يو إس بي4» للحصول على أعلى سرعة ممكنة لنقل البيانات. ورغم أن مظهرها الخارجي يماثل وصلات «يو إس بي تايب - سي»، فإنها تحتوي على توصيلات مختلفة تدعم نقل البيانات بسرعات كبيرة. ويمكن استخدام مهايئات Adaptor لتحويل منفذ السلك إلى منفذ «يو إس بي تايب - إيه» الكبير والمستخدم في غالبية الأجهزة المكتبية والكومبيوترات المحمولة دون أي عناء، ولكن النظام سيستخدم أعلى سرعة ممكنة حسب السلك والمنفذ والمهايئ، والتي ستكون 5 غيغابت في الثانية لتقنية «يو إس بي 3.0 تايب - إيه».
الملحقات المتوافرة
ولا يزال عدد الملحقات التي تدعم هذه التقنية محدودا الآن، ولكننا سنشهد انطلاقة سريعة لها خلال النصف الثاني من العام الجاري. وتشمل القائمة منصتي Kingston SD5700T وOWC Thunderbolt Hub لوصل عدة أجهزة بمنفذ واحد، وكابل Cable Matters 40 Gbps، وعبوة وحدة التخزين Acasis M.2 NVMe Enclosure. كما يمكن وصل الملحقات التي تدعم تقنية Thunderbolt 3 التي تشمل منصات وصل عدة ملحقات بمنفذ واحد، وبطاقات الرسومات الخارجية eGPU، ووحدات التخزين بتقنية الحالة الصلبة SSD ذات السرعات الفائقة.