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USB編碼方式科普
USB 3.1和USB 3.2都是為了提升帶寬而推出的， USB4的設(shè)計(jì)目標(biāo)仍然保持不變。不過(guò)這一規(guī)范的發(fā)布同樣是為了整合USB Type-C生態(tài)以及減少終端用戶的困惑。新的USB4標(biāo)準(zhǔn)雖然推出了新的底層協(xié)議，但仍可以與現(xiàn)有的USB3.2、USB2.0以及Thunderbolt 3兼容。USB4將采用雙路雙單工的架構(gòu)，加倍了Type-C的傳輸帶寬，傳輸速率至少要達(dá)到20Gbps，可選40Gbps，最大傳輸速率是上一代USB 3.2的兩倍，對(duì)認(rèn)證的接口和線纜也將提供兩種不同的Logo（英特爾宣布USB4接口連接器，分成兩版本）。對(duì)于40Gbps的USB4 ，其編碼方式依然是USB 3.2所用的128b/132b，而20Gbps將采用64b/66b，即40Gbps的USB4每傳輸128個(gè)Bit，需要發(fā)送130個(gè)Bit，那么，PCIe3.0協(xié)議的每一條Lane支持8 * 128 / 130=7.877 Gbps=984.6 MB/s 的速率，一條USB4x2的通道(USB4 Gen 3 x 2是全雙工，雙通道傳輸數(shù)據(jù)的，每個(gè)通道同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)),x2的可用帶寬為7.877*2=15.754 Gbps=15.754 GB/s，雙向帶寬高達(dá)31.5GB/s,編碼方式?jīng)Q定帶寬及傳輸速度。

USB4結(jié)構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)
USB帶寬及l(fā)anes科普
對(duì)于USB來(lái)說(shuō) ，每一個(gè)通道有兩個(gè)差分對(duì)，一個(gè)用于發(fā)送，一個(gè)用于接收。PCIe也一樣是全雙工通信，會(huì)同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù) ，通道的定義也符合這一點(diǎn) 。下圖為USB Type-C母座，共有兩個(gè)通道，即高速通道0和高速通道1，我們稱之為L(zhǎng)ane 0 Adapter和Lane 1 Adapter 。即通道0適配器和通道1適配器。這里的適配器可以當(dāng)做信號(hào)轉(zhuǎn)換器來(lái)理解。USB是全雙工通信，每一個(gè)通道有兩個(gè)差分對(duì)，一個(gè)用于發(fā)送，一個(gè)用于接收。即差分對(duì)TX1+和TX1-用于發(fā)送數(shù)據(jù)，差分對(duì)RX2+和RX2-用于接收數(shù)據(jù)，兩個(gè)差分對(duì)組成高速通道0，即Lane 0 Adapter 。同理，差分對(duì)RX2+和RX2-用于接收數(shù)據(jù)，差分對(duì)TX2+和TX2-用于發(fā)送數(shù)據(jù)，兩個(gè)差分對(duì)組成高速通道1 ，即Lane 1 Adapter 。與Lane 0 Adapter和Lane 0 Adapter相連的通道稱為L(zhǎng)ane 0和Lane 1 。單通道模式就是只有l(wèi)ane 0和lane 1其中之一來(lái)傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù)，另一個(gè)用作其他用途。比如USB 3.2 Gen 1和USB 3.2 Gen 2，都是通過(guò)單通道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的。其中USB 3.2 Gen 1的傳輸速度為5Gbps ，因?yàn)閱瓮ǖ朗前l(fā)送和接收同時(shí)進(jìn)行，所以傳輸速度指的是發(fā)送或者接收中的一個(gè)的速度。就拿lane 0來(lái)說(shuō)，有TX1+、TX1-和RX2+、RX2-這兩個(gè)差分對(duì)，lane 0的傳輸速度指的就是TX1+、TX1-差分通道的速度為5Gbps，或者說(shuō)是RX2+、RX2-差分通道的速度為5Gbps，用lane 1的傳輸數(shù)據(jù)時(shí) ，速度同理。USB 3.2 Gen 2的傳輸速度為10Gbps ，在USB 3.2 Gen 1基礎(chǔ)上翻倍了，其實(shí)就是說(shuō)USB 3.2 Gen 2通過(guò)lane 0的發(fā)送或者接收的差分通道傳輸速度翻倍為10Gbps，同理用lane 1傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送或者接收的差分通道傳輸速度也是10Gbps 。

雙通道模式就是lane 0和lane 1都用來(lái)傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù) 。比如USB 3.2的USB 3.2 Gen 1×2和USB 3.2 Gen 2×2，USB4的USB4 Gen2x2和USB4 Gen3x2 ，都是通過(guò)雙通道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的。如何判斷是單通道模式，還是雙通道模式？“Gen”后面數(shù)字如果帶有“x2”字樣就表示雙通道模式，如果沒(méi)有“x2”字樣或者寫的是"x1"字樣，就表示單通道模式。同一個(gè)USB版本規(guī)范，雙通道模式傳輸速度是單通道傳輸速度的2倍。比如USB 3.2 Gen 1×2的傳輸速度是USB 3.2 Gen 1傳輸速度的兩倍，因?yàn)閁SB 3.2 Gen 1傳輸數(shù)據(jù)只用了一個(gè)5Gps的通道，而USB 3.2 Gen 1×2傳輸數(shù)據(jù)用了兩個(gè)5Gps的通道，所以傳輸速度就變?yōu)榱?0Gbps 。單通道傳輸?shù)腢SB 3.2 Gen 2 的傳輸速度是在同樣單通道傳輸?shù)腢SB 3.2 Gen 1(5Gbps)基礎(chǔ)上翻倍了，變成了10Gbps，同理，雙通道傳輸?shù)腢SB 3.2 Gen 2×2的傳輸速度自然就變成了USB 3.2 Gen 2的2倍，即20Gbps 。USB4的USB4 Gen2x2是雙通道傳輸，維持了USB 3.2 Gen 2×2同樣的傳輸速度20Gbps 。USB4的USB4 Gen3x2也是雙通道傳輸，在USB4 Gen2x2基礎(chǔ)上翻倍，變成了40Gbps 。上面提到過(guò)，從USB 3.2開(kāi)始就只支持USB Type-C接口，而不再支持Type-A和Type-B接口了。這是為什么呢？因?yàn)閺腢SB 3.2開(kāi)始定義了USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p通道模式，即兩組差分對(duì)用來(lái)發(fā)送，兩組差分對(duì)用來(lái)接收，需要4組差分對(duì) ，只有USB Type-C接口能提供4組差分線。單通道模式是一組差分對(duì)用來(lái)發(fā)送，一組差分對(duì)用來(lái)接收。Type-A和Type-B接口只能提供2對(duì)差分線，只適用于單通道模式 ?？傊?，因?yàn)橐肓穗p通道傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù)的模式，所以使得USB 3.2及之后的USB4都只能支持USB Type-C接口。