USB 4: Daha Yüksek Hız, Daha Büyük Bant Genişliği

“USB (Universal Serial Bus)” teknolojisi uzun yıllardan beri hayatımızın bir parçası ve neredeyse her cihazda kullanılıyor. Diğer teknolojiler gibi, USB standardı da belirli aralıklarla gelişirken veri aktarım hızları katlanarak artıyor. Şu anda en güncel cihazlarda yaygın olarak USB 3.2 Gen 2×2 kullanıldığını görüyoruz. Artık yepyeni bir USB nesline hazır olun: USB 4.

USB teknolojisinin gelişiminde Intel’in önemli katkıları var. Bu bağlamda genel olarak USB4 destekli dizüstü bilgisayarların Intel tabanlı olduğunu söylemek mümkün. Öte yandan Apple, M1 MacBook’larla birlikte USB4 teknolojisini sunmaya başlamıştı. Şu anda USB4 desteğine sahip fazla AMD dizüstü bilgisayar yok, ancak artık yavaş yavaş yeni modeller piyasaya çıkmaya başladı. Örneğin Lenovo’nun ThinkPad Z serisi, AMD CPU ile birlikte USB4 konnektörleri sunuyor.

Daha yüksek veri aktarım hızları sunan USB 4.0, video bant genişliği konusunda çok daha başarılı ve Thunderbolt 3 ile isteğe bağlı uyumluluk sağlıyor. Bilgisayar ve çevre birimi satıcılarının ürünlerini pazarlamak için kafa karıştırıcı USB sürüm numaraları kullandığını görmüşsünüzdür. USB4 ise hem isimlendirmesi hem de sunduklarıyla tamamen yeni bir standart olarak geliyor. İşte USB4 hakkında bilmeniz gereken her şey.

USB 4’ün Temel Faydaları

Yeni USB4 standardının önceki USB sürümlerine göre dört ana avantajı var:

• 40 Gbps maksimum hız: Cihazlar, iki şeritli kablolar kullanarak Thunderbolt 3 ile aynı hızda 40 Gbps’ye kadar hızlara erişebilecek. Veriler, dört çift yönlü şeritten oluşan iki set halinde iletiliyor.
• DisplayPort Alt Modu 2.0: USB 4, alternatif mod üzerinden DisplayPort 2.0 desteği de sunuyor. DisplayPort 2.0 ile HDR10 standardıyla 60 Hz’de 8K çözünürlük elde etmek mümkün. DisplayPort 2.0, tüm verileri tek bir yönde (monitöre) gönderdiğinden ve böylece sekiz veri yolunun tümünü aynı anda kullanabildiğinden, USB verileri için mevcut olan miktarın iki katı olan 80 Gbps’ye kadar veri aktarımı yapabilecek.
• Thunderbolt 3 cihazlarıyla uyumluluk: USB 4 uygulamaları, tümü zorunlu olmamakla birlikte Thunderbolt 3 cihazlarıyla da çalışmakta.
• Video ve PCIe için daha iyi kaynak tahsisi: Diğer arayüzün bağlantıyı devraldığı alternatif mod yerine, USB 4 cihazları DisplayPort, PCIe ve USB paketlerini aynı anda gönderen ve buna göre bant genişliği tahsis eden “protokol tünelleme” adlı bir özelliği kullanacak.

Örneklendirecek olursak, 1080p monitörünüzde video aktarımı yaparken bant genişliğinin yalnızca %20’sine ihtiyaç duyuluyor. Bu durumda kalan %80’lik kaynak, USB protokolü veya PCIe üzerinden çalışabilen harici SSD’nizden dosya aktarımı için kullanılabilir olacak.

Tip-C Bağlantı Tipi Kullanılacak

USB 4 yalnızca Tip-C konnektörü üzerinden çalışacak, yani eski tip Tip-A bağlantı noktalarına sahip bir teknolojik alette USB 4 bağlantısı veya bir hub görmeyi beklemeyin. USB Power Delivery (USB Güç Dağıtımı) gibi diğer yeni özellikler de yalnızca Tip-C ile uyumlu olduğundan bu şaşırtıcı değil. Normal olarak, bir adaptör ile Tip-A bağlantısını kullanmak istediğinizde hız ve güç kısıtlanacak.

İsteğe Bağlı Thunderbolt 3 Uyumu

Intel, USB Promoter Group’a Thunderbolt 3 protokolünü verdiğini ve bu sayede USB 4 bağlantı noktalarına sahip cihazların Thunderbolt 3 cihazları ve Thunderbolt 3’e bağlanmak için USB 4 cihazlarla potansiyel olarak uyumlu olacağını söyledi. Bu herkes için, özellikle dizüstü bilgisayar kullanıcıları için mükemmel bir haber. Harici ekran kartı (eGPU) bağlayarak oyun oynamak isteyen kullanıcılar, artık yüksek veri aktarım hızları sayesinde USB4 bağlantısına güvenebilir.

Piyasada çok sayıda Thunderbolt 3 eGPU olmasına rağmen, Thunderbolt 3 destekli dizüstü ve masaüstü bilgisayarların sayısı açıkçası çok kısıtlı. Öte taraftan, neredeyse hiçbir anakart kutudan çıktığı haliyle Thunderbolt 3 desteği sunmuyor. Thunderbolt bir Intel standardı olduğundan, AMD destekli hiçbir bilgisayarda Thunderbolt desteği bulamazsınız. Thunderbolt 3 için destek sağlanması da standart USB’ye kıyasla çok pahalı çünkü açık bir standart değil ve fazladan çip gerektiriyor. Dolayısıyla bugün mobil cihazda harici ekran kartı kullanmak için Thunderbolt 3 destekli bilgisayar seçenekleri çok sınırlı. Ancak günden güne seçeneklerin arttığını göreceğiz.

USB 4 ile cihaz ve bilgisayar üreticilerinin Intel’e herhangi bir telif ücreti ödemesi gerekmeyecek, bu nedenle toplu olarak benimsenme şansı çok daha yüksek. Öte yandan belirtmemiz gereken önemli bir nokta var: Thunderbolt uyumluluğu USB 4 standardının zorunlu bir parçası değil, bu nedenle üreticilerin bir mecburiyeti yok.

USB Implementers Forum Başkanı Brad Saunders, yeni standart hakkında şunları söylemişti:

“Bilgisayar satıcılarının Thunderbolt’un geriye dönük uyumluluğunu geniş ölçüde desteklemelerini bekliyoruz, çünkü ihtiyaç duydukları şeylerin çoğu zaten USB 4 tasarımında yerleşik durumda. Aynı teknolojiye dayanıyor, bu yüzden yüksek bir benimseme oranı bekliyoruz.”

Apple’ın M1 ve M2 işlemcili dizüstü bilgisayarları Thunderbolt 3 / USB 4 bağlantı noktalarına sahip. Öte yandan 11. Nesil Tiger Lake ve 12. Nesil Alder Lake işlemcilerle desteklenen bazı dizüstü bilgisayarlarda (Dell XPS serisi gibi) USB 4 / Thunderbolt 4 desteği sunuluyor.  Belirttiğimiz gibi, böyle gelişmiş bağlantılar sunmasına rağmen yeni Mac’lere harici GPU takmak mümkün değil.

Thunderbolt 3 ve Thunderbolt 4 konusunda ürünlerin zaman ve para harcayarak sertifika programlarından geçtiğini hatırlatalım. USB 4 ile çalışan bir bilgisayar 40 Gbps hıza çıkabilir ve hatta Thunderbolt etiketi taşıyabilir. Ancak sertifikadan geçmezse son tüketiciye Thunderbolt destekli olarak sunulmayabilir.

Başka bir konuya gelecek olursak, telefon veya tablet üreticileri, aktarım hızlarını kısarak ve PCIe desteği vermeyerek maliyetten tasarruf etmek isteyebilir. Telefonunuza bir eGPU veya yüksek hızlı bir SSD bağlamayacağınızdan dolayı bu mantıklı bir hamle olacaktır.

USB 4.0 Hızları

Kağıt üzerinde maksimum 40 Gbps’ye varan hızlar hakkında konuşuyor olsak da, tüm USB cihazlar ve bilgisayarlar bu standardı desteklemeyecek. Telefon ve Chromebook gibi daha küçük/ucuz cihazların USB4’ün 20 Gb/sn sürümünü kullanmasını bekliyoruz. Bugün çoğu cihazda USB 3.x sürümleriyle birlikte 5 ve 10 Gbps gibi hızlar sunuluyor. Eğer yeni standardı kullanan, USB4 destekli bir cihaz istiyorsanız teknik özelliklere dikkatli bakın.

USB 4 Etiketleri Sürüm Numarası Kullanmayacak

Peki satın aldığınız cihazın USB 4 uyumlu olup olmadığını nasıl anlayacaksınız? Üreticiler teknik özellik sayfalarında USB 4’ün ismini kullanabilir. Ancak USB-IF‘nin logo programı, yalnızca bağlantının 20 veya 40 Gbps olan aktarım hızına odaklanıyor.

Perakende ambalajlarında ve bazen de cihazların üzerinde göreceğiniz sertifika logoları, USB 20 Gbps veya USB 40 Gbps sürümlerine atıfta bulunan etiketler taşıyacak. SuperSpeed ​​USB 20 Gbps standardının (USB 3.2) şu anda kullanımda olduğunu hatırlatalım. Bu standart 20 Gbps’ye ulaşan hızlar sunuyor olsa bile USB4’ün diğer özelliklerini taşımıyor ve logosu da farklı olacak.

Önemli bir hatırlatma olarak, piyasada yer alan binlerce USB destekli cihazın resmi USB-IF sertifikasına sahip olmayacağını, bazı üreticilerin bu logoları hiç kullanmayacağını belirtmekte fayda var. Nitekim ürün açıklamalarında “USB4 destekli” ibaresini kullanan birçok satıcı görmeniz muhtemel.

Bant Genişliği Paylaşımı

Biraz önce bahsettiğimiz protokol tünelleme (tunelling) özelliği, aynı bağlantı üzerinden hem video hem de veri gönderimini mümkün kılıyor. Diyelim ki 40 Gbps hıza ulaşan bir USB 4 bağlantı noktasına sahipsiniz. Harici bir SSD’den dosyalarken aynı zamanda monitöre 4K çözünürlükte görüntü veriyorsunuz. Bu noktada video beslemesinin yaklaşık 12,5 Gbps bant genişliğine ihtiyacı olduğunu belirtelim. Kalan 27,5 Mbps’lik kaynak ise yedekleme sürücüsüne tahsis edilecek.

USB-C ile birlikte Tip-C bağlantı noktasından DisplayPort / HDMI video iletme yeteneği sunan “alternatif mod (alternative mode)” özelliği tanıtılmıştı. Ancak mevcut USB 3.x bağlantılarıyla birlikte kaynakları bölmek için ikili bir yol sağlanmıyor. DisplayPort alt modu, USB verileri ve video verileri arasındaki bant genişliğini tam olarak 50/50 oranında bölebiliyor. HDMI alt modu ise eşzamanlı USB verilerine hiç izin vermiyor. Yeni nesil USB4 standardı, protokol tünelleme ile DisplayPort, PCIe veya USB verilerini paketler halinde gönderiyor ve kaynak tahsisi üzerinde kontrol sağlanıyor.

Saunders ayrıca mevcut USB SuperSpeed hakkında bazı şeyler söyledi:

“USB SuperSpeed ​​ile bu iki farklı bant genişliğini (veri ve video) konnektör üzerinden birleşik bir şekilde yönetmek için mimaride pek esnekliğe sahip değildik. Bu süreç, farklı uygulama türleri arasında daha fazla ölçeklenebilirlik için optimize edildi.”

USB Power Delivery Desteği

Günümüzün bazı USB Tip-C cihazları yüksek güçlü cihazlara güç taşımak için Power Delivery (USB PB) standardını destekliyor. Tekrar hatırlatalım, tüm cihazlarda bu destek sağlanmıyor. Öte yandan tüm USB 4 cihazlar ve bilgisayarlar, daha yüksek watt iletebilen ve daha iyi güç sağlayan Power Delivery özelliğiyle uyumlu olmalı.

USB Poıwer Delivery teorik olarak 100 watt’a kadar güç sağlayabiliyor, ancak şarj cihazlarının bu miktarda gücü desteklemesi gerekmiyor. Nitekim belirli bir USB 4 bağlantı noktasının dizüstü bilgisayarın çalışması için gereken gücü sağlayabileceğinin garantisi yok. Bu noktada durum cihazdan cihaza değişiklik gösterebilir. Bir dizüstü bilgisayar alırken güç tüketimine ve teknik özelliklerine dikkat etmekte fayda var.

USB4, Eski Cihazlarla Geriye Dönük Uyumluluk Sağlıyor

Aslında USB sürümlerinin en iyi yanı uyumluluk. USB 4, USB 3 ve USB 2 destekli konnektörler/cihazlar ile uyumlu çalışacak. Ancak bu noktada hızın en düşük standarda ait hızlarla kısıtlanacağını söylemeye gerek yok. Bir USB 4 aygıtı USB 3.2 bağlantı noktasına taktığınızda 40 Gbps hızla veri aktarımı yapamazsınız. USB 2.0’da ise hızlar bilindiği üzere çok daha düşük.

Eski USB Kablolar

Mevcut USB kablolarınız ve adaptörleriniz USB 4 ile kullanılabilecek. Örneğin 5 Gb/sn hız sağlayan USB 3.2 kablonuz varsa, USB 4.0 bağlantı noktasını kullanıyor olsanız bile yine 5 Gb/sn’ye kadar hız elde edersiniz. Bununla birlikte, Thunderbolt 3 desteği almak için büyük olasılıkla bir Thunderbolt 3 kablosuna ihtiyacınız olacak.

Thunderbolt 4 ve USB4

USB4 ile birlikte Thunderbolt 4 adını da daha sık duymaya başlıyoruz, ancak iki standart aslında rekabet içinde değil. Thunderbolt 4 onaylı bir bilgisayara veya çevre birimine sahip olmak için, üreticinin Intel’den Thunderbolt 3 desteği de dahil olmak üzere USB 4’ün tüm özelliklerini destekleyebildiğini kanıtlayan bir sertifika alması gerekir.

Thunderbolt 4 desteği sunan bir ürün görürseniz, 40 Gbps bağlantı sunan USB 4 ve Thunderbolt 3 cihazlarıyla geriye dönük uyumluluk sağladığını anlayabilirsiniz. Ancak söylediğimiz gibi, Apple MacBook Pro gibi “Thunderbolt 3” uyumlu bir bilgisayar bile Thunderbolt 3 eGPU’lar ile uyumlu değil.

USB Implementers Forum Başkanı Brad Saunders’a tekrar dönecek olursak:

“Thunderbolt 4 bir markalaşma programıdır. Markalaşma programı, Intel’in bildirdiği şekliyle, bazı üreticilerin isteğe bağlı olan tüm üst düzey özellikleri desteklemesi için bazı gereksinimleriyle beraber USB 4.0’a dayanmakta.”

Üretimi USB 3.2’den Daha Maliyetli

USB4’ün yayılma sürecinin önündeki engellerden biri de ek maliyetler. Teknolojik cihazlara USB entegrasyonunun ne kadar maliyetli olduğunu bilmiyoruz, ancak USB4’ün USB 3.2’ye göre çok daha pahalı bileşenler gerektireceğini söylemek mümkün. Saunders maliyetlerin hızla düşmesi gerektiğini söylüyor. Ancak maliyet farkı nedeniyle USB 4.0’ın en azından ilk etapta yalnızca üst düzey PC’lere ulaşmasını bekliyoruz.

USB4 İsimlendirmesi

Diğer tüm USB sürümlerinden farklı olarak, yeni standart resmi olarak boşluksuz olarak (USB4) yazılıyor. Yeni standardın adı USB 4 veya USB 4.0 olarak kullanılsa da resmi isimlendirmesi şu şekilde: USB4.

“4.0, 4.1, 4.2 türünde yinelemeli bir yola girmeyi planlamıyoruz. Ayrıca farklılaştırıcı olarak ürünlerle ilişkilendirilmesini ve kullanılmasını istemiyoruz. Her şeyi mümkün olduğunda basit tutmak istiyoruz.”

USB 3.x standardı, USB Power Delivery ve alternatif mod gibi isteğe bağlı özelliklerin yanı sıra USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2 ve dört farklı USB 3.2 sürümü dahil olmak üzere farklı sürüm numaralarıyla geliyordu. Ancak Saunders bize bu sayıların gerçekte geliştiriciler için olduğunu ve OEM’lerin ürünlerini pazarlarken “SuperSpeed USB” gibi daha basit terimler kullanması gerektiğini söyledi.

USB 3 standardı gerçekten birçok kafa karışıklığına neden olmuştu. USB-IF muhtemelen aynı hataya tekrar düşmek istemiyor. Yüksek ihtimalle gelecekte yeni USB sürümleri gelse bile yine USB4 olarak adlandırılacak, ancak ürün etiketi ve hız bilgileri (USB 4 80 Gbps gibi) güncellenecek.