Всё, что вы хотели знать о USB4 и Thunderbolt, но боялись спросить

Как USB стал самым массовым интерфейсом и почему его универсальность теперь путает пользователей: изучаем историю и разбираемся с будущим

Знакомые с историей USB (кто не знаком — советуем прочитать наш материал) наверняка обратили внимание на то, что развивался этот интерфейс скачками. Революционным стал USB 1.1 (спецификация 1.0 в итоге оказалась неработоспособной, так что особого следа на рынке не оставила) — массовый и быстрый по тем временам универсальный последовательный внешний интерфейс. Правда, он был искусственно ограничен, дабы не конкурировать с FireWire — на деле-то USB мог больше, чем ему разрешали на старте. Когда ограничения сняли, появилась спецификация USB 2.0, сразу увеличившая скорость в 40 раз.

Возможно, получилось бы выжать и два порядка разницы, но узким местом стали изначальные принципы работы, ориентированные как раз на низкие (к тому моменту — уже низкие) скорости работы, простоту и дешевизну. Поэтому вторая революция случилась в рамках USB 3.0 — радикально не похожего на предшественника. Скорость для начала увеличили на порядок, но понятно было, что это не предел. Со временем пропускную способность одного линка подняли с 5 до 10 Гбит/с, а затем дали возможность объединять сразу два линка для связи с одним устройством (для чего потребовалось придумать новый универсальный разъем Type-C, хотя нужен он не только для этого), что обеспечило 20 Гбит/с. И это снова примерно в 40 раз больше, чем 480 Мбит/с у USB 2.0 — на чем разработчики опять уперлись в тупик.

Что остается делать, если прямое решение проблемы увеличения пропускной способности невозможно? Необходимо опять поменять базовые принципы — как уже было сделано при переходе от USB 2.0 к USB 3.0. Тогда процесс занял несколько лет, приведя к неприятным задержкам для потребителей, которым 480 Мбит/с стало мало еще в середине десятилетия, а прорыв свершился лишь в его конце. А вот «расшить» тупик USB 3.x можно было малой кровью. Один из основных разработчиков стандарта, а именно компания Intel, не только знала о грядущем тупике, но и имела в запасе Thunderbolt — куда более быстрый и имеющий возможность модернизации. К слову, имелся этот Thunderbolt уже не только в запасе, но и в продаже. Более того, еще в 2015 году, когда будущее USB 3.x казалось относительно безоблачным, при разработке Thunderbolt 3 его сделали частично совместимым с USB. Оставалось совершить последний логичный шаг: сделать совместимым с Thunderbolt уже USB и развивать его на новых принципах.

На деле же история получилась гораздо менее логичной. Впрочем, как мы уже отмечали в «историческом» материале, слова «USB» и «бардак» можно в принципе считать синонимами. Внутри-то обычно всё получалось технически грамотно, а вот снаружи возникала запутанная терминология, вопросы совместимости и прочие ограничения. В итоге по состоянию на сегодня USB и Thunderbolt так и продолжают развиваться параллельно. При этом современные контроллеры Thunderbolt — это всегда контроллеры USB4, а вот обратное в теории неверно. Хотя на практике знак равенства между ними ставить можно, пусть и с оговорками. Как мы дошли до жизни такой, и до какой жизни — сейчас разберемся подробнее.

Thunderbolt 3 как предтеча USB4

Первые презентации еще не Thunderbolt, а Light Peak. О USB 3.0 в те годы никто не заикался

Первые 20 лет истории Thunderbolt (да, это достаточно старая разработка) заслуживают отдельного материала, которым мы постараемся заняться позднее. Сейчас же нам потребуется знать всего два момента. Первое: на каждом этапе пропускная способность Thunderbolt была более высокой, чем у USB. Этот интерфейс сразу делался в расчете на высокие скорости и без оглядки на совместимость. Изначально в Intel вообще собирались использовать для соединения оптику, а не медь — помешал только вопрос питания оконечных устройств. Второе: в Thunderbolt изначально закладывались не только передача данных как таковая, но и вывод видеосигнала высокой четкости. В первом приближении можно считать, что Thunderbolt — это туннелирование PCIe и DisplayPort в одном кабеле для внешних устройств. Общего с USB концептуально — только внешние устройства и кабели.

Два порта Thunderbolt 2 (Macbook Pro 13 Retina (Late 2013))

Изначально же у этих стандартов было еще меньше общего: первые версии Thunderbolt (дальше в сокращениях мы будем называть его просто TB) использовали разъем Mini-DP. Что, в общем-то, логично: ведь видео по Thunderbolt может передаваться всегда, так что незачем придумывать «свой» специальный разъем, а других подходящих «чужих» 15 лет назад не было. Но в рамках спецификаций USB 3.1 в 2013 году появился новый универсальный симметричный разъем Type-C. Под симметрией следует понимать не только то, что разъем можно втыкать любой стороной (хотя это высоко оценили все затронутые), но и то, что на обоих концах кабеля теперь одинаковые разъемы — в отличие от асимметрии раннего USB с его разъемами типов А и B. А большое количество контактов, в немалой степени обусловленное симметричностью, позволило использовать Type-C не только для USB, сделало универсальным. В частности, сразу же заговорили о том самом видеосигнале — при использовании порта в режимах HDMI Alt Mode или DisplayPort Alt Mode.

Обзор Orico M2V01-C4: универсальное решение для создания внешних SSD с одновременной поддержкой Thunderbolt3 и USB3 Gen2

Естественно, при разработке стандарта один из его ведущих разработчиков (напомним: Intel) подумывал и о других своих разработках. Так что мало кто удивился, когда Thunderbolt 3 в 2015 году «переехал» именно на Type-C: новый разъем для него подходил. Но одним лишь разъемом компания не ограничилась, сделав новое поколение стандарта полностью универсальным: TB3 начал поддерживать и самый быстрый на тот момент протокол USB 3.1 Gen2. Для хостов поддержка стала обязательной, для периферийных устройств — опциональной. Точнее, изначально в периферийных контроллерах шестой серии ее не было, но седьмую «научили» распознавать подключение к USB-хосту и передавать сигнал чипу-компаньону. Как это работает, мы в свое время изучали на примере универсальной SSD-коробки на паре мостов Intel JHL7440 и JMicron JMS583. Решение было дорогим, но по тем временам большим шагом вперед — ведь до появления подобных накопителей пользователям нужно было выбирать между скоростью и универсальностью. TB3 обеспечивал 20 или 40 Гбит/с в зависимости от хоста — против максимум 10, а чаще и 5 Гбит/с у USB. Зато USB к тому моменту можно было найти иногда даже в чайниках, не говоря уже о всяких умных телевизорах, а порты Thunderbolt сколько-нибудь регулярно встречались разве что в дорогих ноутбуках.

В MacBook Pro 15 (Late 2016) остались только выход на наушники и 4 порта TB3 (по два с каждой стороны) — и больше никаких разъемов

Последнее, в общем-то, распространению Thunderbolt и мешало. Интерфейс скоростной, универсальный, но требующий соответствующих хост-контроллеров, которые еще и в системе нужно было подключать к скоростному интерфейсу, типа PCIe Gen3×4. Однако вычислительные ресурсы постоянно дешевеют, техпроцессы — совершенствуются, так что стоимость реализации любых технологий снижается. И к тому моменту, когда разработка USB 3.x уперлась в потолок, Thunderbolt потенциально стал настолько дешев, что... Раздать его всем и каждому всё еще не получалось, конечно, но превратить нишевое решение в доступное очень многим — вполне. А в перспективе — и вообще всем, поскольку изобретать новый велосипед смысла точно не было, но и ничего не делать тоже было нельзя.

Осложненные роды USB4

Казалось бы: что могло пойти не так? Учитывая, что речь идет о USB — всё. Начиная с названия: многие до сих пор к нему никак не привыкнут, именуя новый стандарт «USB 4.0» по аналогии с предыдущими версиями. Отказ от минорных и мажорных номеров, впрочем, в духе современности, да и сами по себе они раньше создавали немало путаницы — достаточно вспомнить USB 3.1 Gen2 и USB 3.2 Gen1. Но ребрендинг на ровном месте всё равно выглядит странновато — тем более, что мы уже знаем, чем это изменение аукнулось позднее.

Правда, к технике это всё не относится. С ней предполагалось поступить просто: USB4 = TB3 + USB 3.2 в одном флаконе. То есть простое расширение спецификаций при полной совместимости с обоими предшественниками, что обеспечивало новому стандарту удвоение скорости сразу и перспективы дальнейшего роста. Просто и красиво. И без проблем с лицензированием, поскольку Intel перед началом работы над USB4 сделал использование Thunderbolt свободным и бесплатным для всех — за исключением самой торговой марки и названия. То есть хочешь использовать название «Thunderbolt» и рисовать около порта характерную молнию — добро пожаловать за лицензией и обязан соблюдать в дальнейшем требования разработчика (о чем чуть позже). А можешь ничего этого не делать, продавая «USB4-содержащий продукт», например. Чисто опенсорсный подход, которого разработчик никогда не чурался.

Но простота и логика — это не про USB Implementers Forum, у всех участников которого есть свои интересы, не всегда нормально приводимые к общему знаменателю. Поэтому, как мы уже писали, в окончательных спецификациях многое отправилось в опциональную часть — от старшего скоростного режима USB 3.2 Gen2×2, до совместимости с TB3 и более ранними версиями альтернативного стандарта. На первом позднее остановимся более подробно, а второе вообще не понятно, как могло получиться при полном копировании всех протоколов и логики работы. Всё портит (теоретически, по крайней мере) одна маленькая деталь: в спецификациях немного изменили опорную частоту интерфейса. То есть фактически рабочие частоты у TB3 и USB4 разные, несмотря на одинаковые алгоритмы работы.

На практике это может мешать, а может и не мешать, поскольку не так уж сложно реализовать возможность работы с обеими частотами. Intel, в принципе, такой расклад вполне устраивал, поскольку планам компании никак не препятствовал. В итоге первой реализацией USB4 на рынке оказался... Thunderbolt 4. Многие тогда удивлялись: зачем менять TB3 со скоростью 40 Гбит/с на TB4 со скоростью 40 Гбит/с? А дело в том, что TB4 уже полностью совместим с USB4 при сохранении полной же совместимости с ранними версиями Thunderbolt. Пользуясь случаем, компания также «выкинула» возможность сертификации устройств со скоростью 20 Гбит/с как устройств TB4 (для TB3 это было допустимо) и улучшила поддержку видео, но это уже частности. Главный момент заключается именно в том, что хост TB3 теоретически может не заработать с устройством USB4 (или наоборот), а TB4 это не касается.

А что же с другими деталями и практикой?

USB4 и Thunderbolt: сходства и различия

Повторимся, в окончательные спецификации не вошли в качестве обязательных ни совместимость USB4 со старыми реализациями Thunderbolt, ни туннелирование PCIe. (Туннелирование нужно, чтобы упростить внешнее подключение «обычных» устройств с интерфейсом PCIe, в том числе сразу нескольких — это актуально для хабов.) Однако Intel всё это реализовал в TB4, и в TB5 от этой практики не отказался. Другие разработчики пока предпочитают поступать точно так же, поскольку к моменту появления стандарта USB4 на рынке уже было немалое количество TB3-периферии, отказываться от которой было бы глупо. Так поступили не только Apple, в свое время ставшая вторым главным «продвигателем» Thunderbolt, но и AMD с ASMedia. Других хостов на рынке пока нет, а когда (и если) они появятся, совместимость с TB3 может уже перестать быть актуальной. Но есть нюанс: для хабов и док-станций USB4 (и только для них — но не хостов и не оконечных устройств) поддержка PCIe не опциональна, а обязательна, и ею, естественно, пользуются. Вопрос: будет ли кто-либо делать хост, несовместимый с хабами, и зачем? Так что с точки зрения пользователей всё просто, несмотря на опциональность поддержки для хост-контроллеров.

То же самое касается питания. Гарантированный минимум для USB-С так и остался равным 7,5 Вт (5 В 1,5 А) — «нулевой» (не требующий сертификации) профиль USB Power Delivery. Но Thunderbolt обеспечивал 10 Вт с самых первых версий — еще когда USB ограничивался разъемами Type-A и гарантированными 4,5 Вт. При разработке TB3 же в Intel решили удвоить силу тока относительно базы для Type-C, что дает 15 Вт. И поскольку производителям сейчас важна совместимость с TB3, то все хосты USB4 выдают от 15 Вт. USB4-периферия может быть более экономичной — ведь ей положено укладываться в более жесткие рамки. С другой стороны, устройства «жрут» больше не из вредности, а для повышения производительности или функциональности. Лишнее же потребление не нужно никому, так что куча тех же внешних SSD с интерфейсом Thunderbolt спокойно укладывается в 7,5 Вт, а проблемы отдельных коробочек со слабым встроенным преобразователем питания куда чаще возникают из-за установки некоторых прожорливых SSD, причем USB 3.x в таком случае тоже ничего не гарантирует.

Пропускная способность в теории может быть разной, а на практике — ну вы поняли. Для сертификации устройства как USB4 достаточно скорости 20 Гбит/с, как было и для TB3. Но и тогда встречались порты разного качества, например в некоторых макбуках, что нервировало пользователей. Сейчас вероятность этого невелика, поскольку для низкоскоростных устройств производителям гораздо проще и дешевле ограничиваться режимами USB 3.2, которые тоже дотягиваются до 20 Гбит/с. Так что хоть Intel и любит в рекламе упирать на то, что TB4 — это всегда 40 Гбит/с, а USB4 может быть вдвое медленнее, на практике это никакого значения не имеет.

Сложнее вопрос с выводом видео. Для USB4 это столь же обязательная часть спецификаций, что и для Thunderbolt, а не опциональная, как в USB-C 3.x. Но есть нюансы: в спецификациях Thunderbolt четко прописаны не только поддержка передачи видеосигнала, но и его параметры. Порт TB3 позволял подключить одно устройство отображения с разрешением до 5К. TB4 — уже 8K@60 или 4K@120 или два 4K@60: поддерживаемое количество устройств и частота обновления взаимосвязаны. Для новейшего TB5 прямо прописаны два 8К или, например, три 4K@144. Подчеркнем: это обязательные требования, которым производитель обязан соответствовать, чтобы пройти сертификацию именно как Thunderbolt-устройство. Если же говорить о USB4, то там как карта ляжет. Можно более-менее твердо рассчитывать на одно устройство с 4К-разрешением и частотой обновления 60 Гц, что в 2015 году (когда появился TB3) было превосходно, а сейчас уже несколько грустно. Впрочем, на практике (которая, как известно, критерий истины) обычно не всё так страшно: часто поддерживаются и более высокие разрешения, и более высокая частота обновления, и несколько мониторов подключить можно, а не только один. Но заслуги самого интерфейса здесь никакой, всё это можно извлечь и из портов старой версии стандарта, если на них вообще выведен DisplayPort. Единственное изменение в USB4 — теперь DisplayPort выводиться обязан. Какой-нибудь. Какой получится. Подробности ищите в руководстве своей техники — впрочем, иногда производители умудряются забыть написать, что́ они там полезного и универсального реализовали. У Thunderbolt же всё четко прописано в спецификациях. И если это TB4 — значит, точно можно подключить 8К-телевизор, например. К абстрактному USB4 тоже иногда можно — но это не точно. Это USB, детка © Пора привыкнуть.

В общем, не всё так страшно, как кажется по спецификациям. Иногда бардак идет на пользу — и приводит к тому, что сейчас практически все порты USB4 для пользователя ничем не отличаются от Thunderbolt. Функциональность аналогичная, прочие возможности тоже. Стандарт не требует совместимости с TB3, но она есть — поскольку нужна. Стандарт позволяет ограничиться скоростью 20 Гбит/с, но режим оказался мертворожденным — поскольку с таким скромным приростом скорости он не нужен. И единственный закономерный вопрос, который может возникнуть: а нельзя было это заранее предусмотреть, что ли? Производители сначала облегчили себе жизнь на бумаге, «разрешив» не гоняться за максимальной скоростью, не реализовывать PCIe-туннелирование и т. д. и т. п. А потом сами же на это разрешение забили, поскольку рынок требует.

О бедном USB 3.2 Gen2×2 замолвите слово

В целом уже можно точно утверждать, что идея внести в спецификации мелкую (и легко обходимую) несовместимость с Thunderbolt 3 оказалась очевидной глупостью. А вот идея отказаться от 20-гигабитной версии USB 3.x имела под собой основания. Дело в том, что этот режим передачи данных на бумаге появился только в 2017 году, в железе оформился уже практически во времена работы над USB4, да так и остался экзотикой. Ситуация не имеет ничего общего с TB3, который был нишевым, но в своей нише безальтернативным, так что оборудования под него успели выпустить много, и совместимость была важна. А USB 3.2 Gen2×2 можно было просто перекрыть кислород на старте, подталкивая производителей к внедрению USB4 Gen2×2.

Свою роль, как нам кажется, здесь сыграла позиция Intel (как обычно). Напомним, что компания выпустила на рынок свою реализацию USB4 первой — просто немного доработав контроллеры TB3, где изначально была только поддержка USB 3.2 Gen2. Можно было бы добавить и поддержку режима Gen2×2, но это потребовало бы чуть более сложной работы. И ладно еще дискретные контроллеры, но добавление второго линка USB в интегрированные контроллеры процессоров оказалось бы куда более сложным решением. А они тогда были: в ноутбучные процессоры линейки Ice Lake 2019 года встраивался еще TB3, а в появившиеся осенью 2020 года Tiger Lake — уже TB4. И зачем Intel делать лишнюю работу, когда (при всеобщем одобрении) новый режим можно обозначить как необязательный?

Однако, как обычно в случае USB, всё пошло не так, как задумывалось. Реализация USB 3.2 Gen2×2 относительно проста: нужно, повторим, просто предусмотреть два линка Gen2 и объединить их. А для появления на рынке устройств с поддержкой USB4 Gen2×2 нужно было сначала выпустить подходящие контроллеры USB4. Формально они были — у той же Intel. Но фактически они поддерживали и более быстрый USB4 Gen3×2, так что промежуточный вариант выглядел совсем не интересно. И «медленный» USB4 оказался между молотом и наковальней: ту же скорость можно было выжать из третьей версии USB путем небольшой и дешевой доработки, а если уж заморачиваться, то тогда по полной — ради 40 Гбит/с.

Эту самую «доработку» Intel со своими десктопными чипсетами провела весной 2021 года: встроенного Thunderbolt-контроллера в десктопных процессорах не было, а повысить скорость выше 10 Гбит/с в конкурентной борьбе с AMD совсем не мешало. Тем более, что производители разной периферии к тому времени постепенно начали осваивать USB 3.2 Gen2×2 (им это обходилось меньшей кровью, чем форсировать переход на USB4), а после появления встроенной поддержки этого интерфейса хотя бы в части компьютеров они, естественно, утроили рвение. В чипсетах для платформы LGA1700 поддержка USB 3.2 Gen2×2 сохранилась. И в поколении для платформы LGA1851 тоже, хотя процессоры для последней уже получили встроенный контроллер TB4.

Обзор модульного мини-ПК Khadas Mind 2s со встроенным аккумулятором

За бортом оставались только ноутбучные процессоры и чипсеты, но в 2023 году бастион пал: системы на Meteor Lake получили встроенный USB 3.2 Gen2×2. В итоге сегодня можно наблюдать такой USB4, каким он представлялся многим до публикации окончательных спецификаций. Например, в недавно протестированном мини-ПК Khadas Mind 2s на Arrow Lake оба порта Type-C поддерживают всё. Сам производитель называет один из портов Thunderbolt 4, а второй — USB4, но разницы между ними нет. В том числе, у обоих есть полная совместимость с TB3 и USB 3.2 Gen2×2. Как оказалось, ничего такого уж сложного в этом нет. В десктопах, правда, производители стараются увеличить количество USB-портов, так что Gen2×2 и TB4 разводят отдельно (причем первый — чаще всего для вывода на фронтальную панель корпуса), но главное, что в современных системах уже обычно есть и то, и другое. Возможно, даже в бо́льших количествах, чем кажется, поскольку в документации Intel теперь и про контроллер TB4 прямо написано, что он поддерживает режим USB 3.2 со скоростью 20 Гбит/с. Но это нуждается в расширенной проверке.

В до сих пор популярных компьютерах на платформе LGA1700 чаще всего максимумом является именно USB 3.2 Gen2×2. USB4 встречается гораздо реже, поскольку для него нужны дискретные контроллеры, так что это по-прежнему удел самых дорогих плат. Покупатели же дешевых плат даже сегодня должны учитывать, что на них не всегда найдется хотя бы 10-гигабитный порт — для них USB 3.0 позапрошлого десятилетия всё еще актуален.

А что у AMD? Компания встроила непосредственную поддержку USB 3.2 Gen2×2 в десктопные чипсеты для AM5 в 2022 году. Обновление платформы сохранило их на месте, а конкуренция с Intel заставила заодно повернуться лицом и к USB4. Но поскольку встроенной поддержки нового интерфейса в настольных процессорах компании нет, то она просто обязала производителей системных плат использовать в моделях на чипсетах X870 и X870E дискретный контроллер USB4 минимум на два порта. Самое забавное в этом то, что на данный момент на рынке есть ровно одно подходящее решение: ASMedia ASM4242. Но это всеядный контроллер, который поддерживает и TB3, и USB4, и USB 3.2 Gen2×2. Никто не мешает использовать его и в платах на более дешевых чипсетах, однако увеличивать их цену производители пока особого смысла не видят, потому там обычно только USB 3.2 Gen2×2 и остается. А то и его не наблюдается — как и у решений под LGA1700 и более старых.

С ноутбучной платформой AMD всё сложнее. Периферийная составляющая APU Ryzen делалась еще для 6000-й серии, дебютировавшей на рынке в начале 2022 года, так что USB4 эти процессоры поддерживают (но в недорогих компьютерах производители для экономии иногда ограничиваются обычным Gen2), а USB 3.2 Gen2×2 — нет. Примерно то же самое и у Apple: компания являлась одним из главных «продвигателей» Thunderbolt, так что к обычному USB всегда относилась с прохладцей.

Со временем ситуация может измениться, поскольку реализовать поддержку USB 3.2 Gen2×2 в современных условиях не так уж сложно, а периферии под этот режим на рынке уже достаточно, причем такой, какая вряд ли будет быстро мигрировать на USB4. Например, флэшки: для них лет пять назад даже скорость 10 Гбит/с казалась ненужным излишеством, но всё больше моделей осваивает более быстрый интерфейс — естественно, USB 3.2 Gen2×2, поскольку такие контроллеры появились давно и успели заметно подешеветь, а USB4 пригодится для штурма высоты 40 Гбит/с. То есть ситуация всё больше и больше отдаляется от заложенного в спецификации: опциональная совместимость с TB3 оказалась необходимой, а поддержка USB 3.2 Gen2×2 — желательной, что забивает гвоздь за гвоздем в крышку гроба аналогичного скоростного режима USB4.

Thunderbolt 5 и USB4 2.0: наше светлое завтра

Всё вышесказанное относится к текущей ситуации. У нас есть USB4 (пусть и не у всех, но уже относительно массово) как в виде портов в компьютерах, так и в виде периферийных устройств. Есть Thunderbolt 4 — как одна из реализаций USB4, но с более четко прописанными параметрами. На практике это практически одно и то же, потому что хотя теория допускает различия, в реальности это не имеет смысла.

Что завтра? Завтра нас ждет USB4 2.0 — как бы смешно ни звучало это название. Раз уж изменили подход, что мешало назвать это USB5? Но нейминг никогда не был сильной стороной разработчиков USB, так что их в очередной раз придется понять и простить. Главное — пропускная способность интерфейса удвоена, то есть может достигать 80 Гбит/с. Причем, по замыслу разработчиков, такую скорость вытянут даже старые пассивные кабели — все поголовно. В принципе, будет иметь смысл присмотреться и к заложенным в стандарт активным кабелям: как минимум можно будет получить бо́льшую длину, что иногда важно. Заодно разработчики навели немного порядка в поддержке вывода видео: для USB4 2.0 обязательна поддержка одного устройства отображения с разрешением 10К или 8К с частотой обновления 60 Гц либо двух 4К@144 (можно 240 Гц — но тогда только одного). Напомним, что обычный USB4 не давал никаких гарантий кроме самого факта поддержки передачи видеосигнала.

Сегодняшние покупатели эту пару портов Thunderbolt 5 будут использовать в лучшем случае как TB4 — если не как TB3

И буквально сразу после появления спецификаций USB4 2.0 обновился и стандарт Thunderbolt — теперь до пятой версии, которая целиком и полностью основана как раз на USB4 2.0, точно так же, как TB4 представлял собой реализацию USB4. Что касается видеовозможностей, то про них всё было сказано выше: они традиционно превышают гарантированный минимум. А в плане передачи данных в TB5 реализована такая интересная особенность, как Bandwidth Boost: за счет «ужатия» обратного канала подключенное устройство может получать поток 120 Гбит/с. Зачем это нужно? Как мы установили еще пять лет назад, 40 Гбит/с перестало хватать для eGPU. Во времена TB3 всё работало превосходно, но видеокарты стали быстрее, а нагрузки — тяжелее, поэтому такой интерфейс (эквивалентный, напомним, PCIe Gen3×4) начал жестко ограничивать топовые чипы. 80 Гбит/с лишь облегчат сегодняшнее положение дел, но никакого запаса не оставляют. А вот Bandwidth Boost может вдохнуть новую жизнь в этот сегмент рынка.

Во всяком случае, это может произойти, когда TB5 и USB4 2.0 станут хоть сколько-нибудь массовыми решениями. Пока же реализовать их можно лишь при помощи дорогих дискретных контроллеров, требующих для подключения к системе четырех линий всё еще относительно дефицитного PCIe Gen5, так что рассчитывать на это не приходится. Однако магистральная линия понятна.

Итого

Если USB 3.0 улучшениями и модернизацией удалось дотянуть с 5 до 20 Гбит/с, то USB4 с 20 Гбит/с только начинается. Достичь этого удалось благодаря эволюционировавшему много лет Thunderbolt, ставшему основой нового интерфейса. Однако полного слияния стандартов не произошло, Intel продолжает развивать параллельно оба — правда, Thunderbolt уже не как самостоятельный интерфейс, а просто как более лучшую и строгую реализацию USB4. Пользователям это только в радость: такая схема расчищает дорогу к массовому использованию более скоростных версий интерфейса и возможность улучшать его в дальнейшем. Ведь, по сути, ограничение в 40 Гбит/с просуществовало на рынке с 2015 до 2022 года — более быстрых интерфейсов не было даже в теории. Сейчас же они постепенно начинают появляться на практике — пока дорого, но таким был путь всех технологических новинок. Со временем, возможно, мы увидим и более высокие скорости, когда они станут востребованы.

Естественно, практическая реализация местами страдает и не вполне соответствует тому, что задумывалось. Впрочем, стандарт USB давно прославился разными чудесами, вплоть до странностей с названиями. Просто на деле вышло так, что некоторые опциональные составляющие стандарта оказались необходимыми или как минимум полезными, а некоторые обязательные — мертворожденными. Но, по большому счету, кому стало хуже от того, что производители немного перевыполнили план? Определенности, разумеется, не хватает: многие предпочли бы по названию стандарта в точности понимать, что́ они получат. Однако и это решаемо: достаточно посмотреть на Thunderbolt, где всё четко и лицензируемо — и при этом полностью совместимо с USB, о чем каких-то 15 лет назад можно было только мечтать. Впрочем, и о недорогой периферии со скоростями, измеряемыми в гигабайтах в секунду, тогда можно было только мечтать. Сейчас это стало возможно, и задел на будущее тоже есть. С чем мы всех заинтересованных и поздравляем!