Чому USB 3.1 використовує лише дві з чотирьох доступних ліній даних?

Дивлячись на специфікації для USB-C, я помічаю, що є чотири диференціальні пари SuperSpeed ​​для передачі даних, як це видно на https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specifications . Стаття у Вікіпедії також говорить, що лише дві з цих пар використовуються в режимі USB 3.1, що мені здається дуже дивним.

У цьому питанні ( Чому Thunderbolt 3 на мідному дроті швидше, ніж USB 3.1? ), Яке я запитав нещодавно, Алі Чен відповів, що Thunderbolt 3 через USB-C використовує обидві ці пари, але USB 3.1 цього не робить. Я знаю, що Thunderbolt 3 можна запустити через будь -який високоякісний USB-C кабель, тому вони повинні мати всі необхідні дроти. Чому стандартний USB 3.1 над типом C не використовує обох пар для подвійної передачі даних?

USB 3.1 Gen 2 (SuperSpeed ​​+, 10 Gbps) був розроблений для роботи як через існуючі USB 3.0 кабелі (ті, що мають 5 додаткових контактів), так і USB-кабелі типу C.

Оскільки наявні кабелі USB 3.0 (ті, що мають роз'єми типу A і B, а також варіанти мікро A і B) містять лише одну надшвидкісну пару пар (пара Tx і пара Rx), USB 3.1 Gen 2 міг тільки використовуйте цю пару пар і все ще працюйте над наявними кабелями USB 3.0. Тож навіть коли ви запускаєте USB 3.1 Gen 2 по кабелю з роз'ємами типу C, він використовує лише одну супершвидкісну пару пар. Це також дозволяє мати кабелі, що підтримують USB 3.0 / 3.1, з роз'ємом Type C на одному кінці, а попередні роз'єми типу USB 3.0, типу A, B, micro A або micro B на іншому кінці.

Тепер ви можете задати наступне запитання: "Чому Форум USB-виконавців (USB-IF, консорціум стандартів USB) не визначив навіть більш швидкий, ніж 10 Гбіт / с, аромат USB-протоколу, який використовує обидві надшвидкісні пари пар у роз'ємі Type C? " Це справедливе питання, але я не бажаю міркувати. Це, безумовно, було б більшим відхиленням від попередніх проектів USB PHY, оскільки воно матиме два окремі потоки передачі та прийому даних, які повинні бути узгоджені. По суті, це буде свого роду паралельний інтерфейс, тоді як USB традиційно номінально є послідовним.

Те, як ви задали своє запитання, виявило кілька можливих непорозумінь, які я хотів би вирішити тут:

Я знаю, що Thunderbolt 3 можна запустити через будь-який високоякісний кабель USB-C

Це не зовсім так. Існує багато високоякісних USB-сумісних кабелів типу C, які не підходять для Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 обмежений довжиною кабелю ≤ 0,5 м, якщо у вас пасивний кабель. Щоб пройти довше цього (наприклад, 2 м), вам потрібен більш дорогий активний кабель (кабель із спеціальними мікросхемами в ньому, щоб допомогти в обробці сигналу).

Чому стандартний USB-C не використовує обох пар

USB-C не є протоколом. USB типу C - назва специфікації роз'єму та кабелів; це не назва протоколів, які використовуються над цими роз'ємами та кабелями. Виконуючи протоколи USB через кабелі типу C, ви робите USB 3.1 Gen 2 (10Gbps "SuperSpeed ​​+") або більш ранні аромати USB.

USB 3.1 використовує одну смугу (пара Tx і пара Rx), оскільки це стандарт USB, щоб використовувати лише одну Rx + Tx. Всі оригінальні роз'єми USB (A, B, microAB) мають лише одну пару контактів SS (SuperSpeed), а вся архітектура апаратних засобів USB орієнтована лише на один, односмуговий дизайн.

Щоб паралельно використовувати більше смуг руху, в апаратному документообігу повинні бути додаткові архітектурні елементи щодо того, як боротися з синхронізацією смуги руху та іншими проблемами, пов'язаними з індивідуальним управлінням рівнями каналів зв'язку, обміном буферних кредитів та відновленням помилок, навчанням зв’язків та електричною оптимізацією окремих каналів. Після того, як ви все це зробите, воно перетворюється на "Громовідвід". Або щось на зразок MIPI .

Роз'єм Type-C - це новий стандарт для CONNECTOR, який мав на меті ширше застосування, ніж тільки USB. Потреба в Type-C значною мірою обумовлювалась конструкцією системи, щоб вписатись у менші форм-фактори портативної електроніки. У певному сенсі це не має нічого спільного з USB, і ваш запит про повторне використання всіх доступних надшвидкісних смуг для зміни стандартної архітектури USB є безпідставним.