Stik og protokol: USB 2.0, USB 3.x og USB4

USB-C er stikket. USB 2.0, USB 3.x og USB4 er protokollerne, der bestemmer, hvor hurtigt data bevæger sig. Det samme USB-C-stik kan derfor sidde på en port, der kun kører 480 Mbit/s, og på en port, der kører 40 Gbit/s. Stikket afslører ikke forskellen. Det gør kun specifikationen for enheden og mærkningen på kablet.

Fire generationer

USB blev introduceret i 1996 for at samle tilslutningen af eksterne enheder til computere og erstatte bl.a. serielle og parallelle porte. Siden består USB af fire generationer: USB 1.x, USB 2.0, USB 3.x og USB4.

Tabellen viser nominelle hastigheder. Hvilke stik der findes, står under typer af USB-stik.

Navnene og mærkningen

Hastighedsklasserne har fået flere navne gennem årene, og det gør dem forvirrende. I USB 3.2 hedder 5 Gbit/s Gen 1×1, 10 Gbit/s hedder Gen 2×1, og 20 Gbit/s hedder Gen 2×2. I USB4 er 40 Gbit/s Gen 3×2 og 80 Gbit/s Gen 4×2.

På kabler og porte bruges i dag oftest hastighedsmærkningen USB 5Gbps, USB 10Gbps, USB 20Gbps, USB 40Gbps og USB 80Gbps. Det er den, man skal se efter. Navnet „USB 4.0“ er ikke korrekt: Den formelle betegnelse er USB4.

USB 2.0 i et USB-C-stik

Alle USB-C-kabler understøtter mindst USB 2.0-data, og USB-C-stikket har ben til USB 2.0 (D+ og D−). Et kabel med få ledere, ofte kaldt et ladekabel, kan derfor overføre data med op til 480 Mbit/s og strøm, men ikke de hurtige protokoller eller video. Det kan være forklaringen, hvis en forbindelse kører langsommere end forventet.

USB 3.x i et USB-C-stik

USB 3.x findes også i de ældre stik: Standard-A, Standard-B og Micro-B. Med USB-C er der kun én stikform til både langsomme og hurtige forbindelser. Hastighederne 5, 10 og 20 Gbit/s kræver, at både port, kabel og enhed understøtter dem, og at kablet er et full-featured kabel.

USB4

USB4 blev annonceret i marts 2019. Version 1.0 udkom 29. august 2019, og version 2.0 udkom 18. oktober 2022. Det er de vigtigste egenskaber:

• USB4 findes kun med USB-C-stik.
• Protokollen bygger på Thunderbolt 3-protokollen. Forholdet er forklaret under Thunderbolt og USB-C.
• USB4 kan sende flere protokoller samtidig over samme forbindelse (tunnelering): PCI Express, DisplayPort og USB 3.x. USB 2.0 tunnelleres ikke, men kører på egne ledere ved siden af.
• 20 Gbit/s er det laveste niveau. 40 Gbit/s er valgfrit for værter og perifere enheder, og 80 Gbit/s er valgfrit i version 2.0. Version 2.0 har desuden en asymmetrisk tilstand med 120 Gbit/s i den ene retning og 40 Gbit/s i den anden.
• USB4 er bagudkompatibel med USB 3.2 og USB 2.0.
• USB4-værter og -hubs skal kunne sende DisplayPort-signal.
• USB4 stiller ikke selv krav til, hvor meget strøm en port leverer. Det styres af USB-C-specifikationen og USB Power Delivery.

Hvis en producent skriver, at en port er USB4, siger det altså ikke, at den kører 40 eller 80 Gbit/s eller understøtter Thunderbolt. Det skal stå i specifikationen.

Kablet er en del af kæden

Forbindelsen er kun så hurtig som det svageste led i kæden: porten, kablet og enheden i den anden ende. Tabellen viser, hvad kablet som minimum skal være mærket til.

Passive kabler bliver kortere, jo højere hastigheden er. Vejledende længder er ca. 2 m for 5 Gbit/s, ca. 1 m for 10 og 20 Gbit/s og ca. 0,8 m for 40 og 80 Gbit/s. Længere kabler med høj hastighed er ofte aktive, dvs. med elektronik i kablet. Kabelvælgeren på forsiden omsætter strøm, hastighed og skærmbehov til en tjekliste, og USB-C-kabler gennemgår typer, mærkning og længde.

Hastighed, strøm og video er tre forskellige ting

En port kan være hurtig uden at kunne lade en bærbar computer, og omvendt kan en port lade kraftigt, men kun køre USB 2.0. Opladning styres af USB Power Delivery, og skærmudgang kræver, at porten understøtter DisplayPort Alt Mode eller USB4 (se USB-C til HDMI og skærm). Læs derfor enhedens specifikation for hver af de tre egenskaber hver for sig.