Почему мы ждем USB4 в новых iPhone и MacBook
Компания Apple является первопроходцем во многих сферах. Именно купертиновцы первыми из производителей компьютеров массово перешли на использование Type-С портов.
Все началось с 12-дюймового MacBook в 2015 году, а позже вся профессиональная линейка MacBook Pro избавилась от других разъемов на корпусе в пользу Type-C.
Еще в 2018 году новый разъем появился в iPad Pro и все ждали переход с Lightning на Type-С в линейке iPhone прошлой осенью. Вероятно, тогда Кук и компания притормозили, чтобы выдать iPhone сразу с поддержкой USB4.
Оснащать свои гаджеты новой фишкой можно начать уже с июня (на новых Mac) или с сентября (на iPhone 12).
Во-первых, купертиновцам пора устанавливать одинаковые порты во всех выпускаемых гаджетах. Начать лучше с самого продаваемого устройства – iPhone.
Сейчас есть Lightnung и Type-C, но разъемы USB отличаются параметрами в зависимости от устройства. Где-то это банальные USB 3, где-то с поддержкой Thunderbolt 2 или 3. Логичнее начать массовый переход на Type-С с USB4.
Во-вторых, наличие скоростного USB4 позволит максимально быстро переносить данные. Это касается как связки iPhone – Mac, так и пары смартфонов или планшетов. А еще, наконец-то, можно будет подключать iPhone к MacBook без покупки дополнительного “шнурка”.
В-третьих, наличие USB4 с технологией Power Delivery позволит заряжать от смартфона другие гаджеты. iPad уже давно так умеет.
Сам iPhone будет заряжаться настолько быстро, насколько позволит источник питания с Power Delivery.
Технология USB4 станет отличной фишкой как для обновленных MacBook, так для нового iPhone 12.
iPhones.ru
Купертиновцы должны первыми освоить новую технологию.
1Различие между Thunderbolt 3 и USB-С
Для начала необходимо немного сказать о том, что такое Thunderbolt и что такое USB type-C (USB тип C или просто USB-C), так как даже консультанты в магазинах компьютерной техники зачастую путают эти понятия. Но вообще говоря, такая постановка вопроса некорректна. Сравнивать технологию Thunderbolt с разъёмом типа USB-C это как сравнивать холодное с мягким.
Во-первых, надо понимать, что USB-C – это просто название разъёма, с помощью которого одно устройство подключается к другому. Существуют также USB коннекторы типа A и типа B, а также различные их вариации. На иллюстрации приведены наиболее распространённые типы USB соединителей.
Распространённые типы USB разъёмов
Во-вторых, наличие порта USB-C в компьютере или телефоне ещё не означает, что ваш гаджет имеет высокоскоростной современный интерфейс USB 3.0, USB 3.1 или тем более Thunderbolt 3. А вот какой интерфейс «скрывается» за разъёмом – это имеет самое существенное значение.
Не все USB-C коннекторы одинаково полезны 
Например, USB 3.0 имеет пропускную способность до 5 Гбит/сек, USB 3.1 – 10 Гбит/сек, а Thunderbolt 3 обеспечивает пропускную способность до 40 Гбит/сек (или 5 Гбайт/сек, что в 4 раза выше, чем в USB 3.1). А этого уже хватает, чтобы передавать даже качественный видеосигнал.
Сравнение производительности технологий USB и Thunderbolt 3
Ещё одна особенность технологии Thunderbolt 3 состоит в том, что по одной шине можно подключить до 6-ти устройств, поддерживающих данную технологию. Например, подключить к компьютеру несколько мониторов и внешних жёстких дисков.
Подключение нескольких Thunderbolt устройств по цепочке
Интерфейс Thunderbolt также поддерживает «горячее подключение», как и обычный USB, поэтому можно подключать и отключать устройства в процессе работы компьютера или ноутбука.
Кроме того, Thunderbolt 3 обеспечивает до 100 Вт при зарядке и до 15 Вт мощности для устройств, питающихся от шины, что гораздо выше, чем для USB 3.0 (5 Вт).
Мощность порта Thunderbolt 3
Краткое техническое описание технологии Thunderbolt 3 можно найти в этом документе.
Как смогут питаться и заряжать гаджеты по USB4
Устройства с USB4 портами будут полностью поддерживать технологию USB Power Delivery (USB PD). Это значит, что через порт можно будет осуществлять питание потребителя до 100 Вт.
Вот основные особенности USB PD:
️ технология разделяет пять профилей электропитания: 5В 2А, 12В 1.5А, 12В 3А, 12-20В 3А и 12-20В 4-5А.
️ для поддержки технологии нужны не только два устройства с соответствующими портами, но и поддерживающий Power Delivery кабель с дополнительными контактами (обычные кобели смогут работать только по профилю 5В 2А)
️ при подключении совместимые устройства обмениваются данными по специальному протоколу, который работает параллельно с USB
️ источник и приемник могут “договариваться” об используемой силе тока и напряжении, отключать передачу энергии и даже меняться местами
Так при помощи USB Power Delivery можно получать быструю зарядку в зависимости от возможностей передатчика и потребностей приемника.
Технология USB PD уже применяется в технике Apple. Начиная с iPad Pro 12.9 2015 года выпуска, iPhone 8 и iPhone X все устройства поддерживают протокол Power Delivery при использовании оригинальных или MFI кабелей USB-C > Lightning.
Смартфоны Apple способны заряжать до 50% емкости аккумулятора за 30 минут, если подключать их к мощным адаптерам от MacBook или iPad на 18, 29, 30, 61 или 87 Вт.
3Сравнение производительности компьютера с внешней видеокартой и без неё
Запустим несколько графических тестов на интегрированной видеокарте и с подключённым eGPU:
| Результаты теста AIDA64 GPU для интегрированной видеокарты Intel UHD Graphics 620 | Результаты теста AIDA64 GPU с подключённой внешней видеокартой NVidia GeForce GTX 1050 | |
| Результаты теста FurMark для интегрированной видеокарты Intel UHD Graphics 620 | Результаты теста FurMark с подключённой внешней видеокартой NVidia GeForce GTX 1050 | Результаты теста FurMark с подключённой внешней видеокартой NVidia GeForce GTX 1070 |
| Результаты теста Cinebench R15 для интегрированной видеокарты Intel UHD Graphics 620 | Результаты теста Cinebench R15 с подключённой внешней видеокартой NVidia GeForce GTX 1050 |
Цифры цифрами, теперь давайте запустим что-то более интересное для загрузки видеокарты. На фотографиях приведено сравнение частоты кадров в игре DOOM с интегрированной видеокартой и с внешней видеокартой.
| Игра DOOM, запущенная на интегрированной видеокарте Intel UHD Graphics 620 – 10 fps | Игра DOOM, запущенная с внешней видеокартой NVIDIA GTX 1050 – 32 fps | Игра DOOM, запущенная с внешней видеокартой NVIDIA GTX 1070 – 114 fps |
Видно, что на интегрированной видеокарте частота кадров составила 10 FPS. С такой задержкой в смене кадров точно не поиграть.
При запуске с внешним графическим ускорителем NVIDIA GTX 1050 частота кадров составляет 32 FPS. В таком виде уже можно более-менее комфортно играть.
При запуске игры DOOM с eGPU NVIDIA GTX 1070 частота кадров составляет уже 114 FPS, а это уже совсем другое дело. С такой частотой кадров можно играть с комфортом.
Конечно, разные сцены в игре требуют разной производительности. С видеокартой GTX 1050, например, частота может как подниматься до 60, так и падать до 20 FPS. В данном же случае прирост производительности составил более чем 3 раза. С видеокартой GTX 1070 прирост производительности – более 10 раз. Результат получен на компьютере с мощным мобильным процессором i7-8550U. Для более слабого процессора прирост производительности должен быть более заметный.
Ещё один лайфхак, как увеличить производительность внешней видеокарты. Если брать картинку с выхода внешней видеокарты, то можно получить прирост частоты кадров от 10% до 30%. Это и понятно, ведь данные не приходится гонять сначала на внешнюю видеокарту, а потом обратно на компьютер. Вот, например, результаты теста Furmark, когда он запущен на мониторе ноутбука и когда он запущен на внешнем мониторе, подключённом к выходу видеокарты.
| Результаты теста Furmark, запущенном на мониторе ноутбука | Результаты теста Furmark, запущенном на внешнем мониторе |
Следует заметить, что для описываемых целей покупать самую мощную видеокарту не имеет смысла, т.к. играть на максимальных настройках вряд ли получится. Несмотря на то, что производительность порта Thunderbolt 3 очень высока, она всё же ниже, чем при обработке данных непосредственно на видеокарте. Иными словами, мощная видеокарта будет обрабатывать больше данных, чем возможно передать по интерфейсу, и часть её мощности будет работать вхолостую.
Мне было интересно найти компромисс между производительностью видеокарты и её стоимостью. Изначально я предполагал, что мощность видеокарты GTX 1050 будет на грани пропускной способности порта Thunderbolt 3. Однако, тесты с видеокартой GTX 1070 показали, что запас по производительности ещё существенный. С более мощными видеокартами, к сожалению, я экспериментов не проводил.
4Дополнительные процедуры для увеличения производительности ноутбука
Как ещё можно улучшить характеристики ноутбука? Тут стандартные предложения:
- Увеличить объём оперативной памяти хотя бы до 8 Гб, а лучше 16.
- Поставить вместо жёсткого диска твердотельный (SSD).
- Во время игры отключать все ненужные программы: браузер, облачные клиенты, можно даже отключить антивирус.
- В настройках игры при первом запуске не ставить графику на максимум, а на средние или низкие настройки. Если ноутбук в связке с внешней видеокартой справляется с такой нагрузкой, можно понемногу поднимать качество графики. Последовательными приближениями добиться максимально выигрышного компромисса между качеством графики и производительностью в игре.
PNY USB-C 3in1 Display Adapter
Периодически мне попадаются в Интернете вопросы в адрес современных ультракомпактных ноутбуков и планшетов в стиле «почему так мало USB-портов, зачем тут USBType-C». Всё делается в году компактности – вместо полноценного HDMI часто ставят miniили даже microHDMI. Большие круглые гнёзда для подключения внешних блоков питания меняют на маленькие, либо вообще используют зарядку через microUSBили USBType-C порт. От RJ45 уже давно отказываются в пользу одного лишь Wi-FI (опять же из-за больших габаритов порта RJ45)/ Наконец, если небольшое количество USB-портов становится проблемой, то решением может быть USB хаб.
Но как мы уже говорили, USB Type-C разрабатывался как нечто гораздо большее, чем порт для зарядки и подключения внешних накопителей. Ярким примером того, что можно подключить к маленькому симметричному порту, является адаптер PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter.
Компактная упаковка в виде книжке при раскрытии наглядно демонстрирует функционал этого маленького устройства. PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter представляет собой небольшую коробочку с коротким хвостиком, который оконечивает разъём USBType-C версии 3.1.
Итого благодаря одному лишь PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter к одному порту USBType-Cможно подключить: внешний дисплей, флешку или любой другой накопитель или, например, картридер, а также другое мобильное устройство, например, смартфон или планшет, а порт USBType-C можно использовать для зарядки самого ноутбука, к которому подключен данный адаптер (поддерживается технология Power Delivery 2.0, обеспечивающая передачу мощности вплоть до 60 Вт (20В/3А)).
Безусловно, для корректной работы PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter требуется, что бы устройство поддерживало подобные адаптеры. В частности, такой адаптер поддерживается разными версиями MacBook и MacBook Pro начиная с 2015/2016 годов выпуска, а также некоторыми смартфонами и планшетами, например, Huawei Mate 10 Pro. При попытке же подключения адаптера к «несовместимой» технике, адаптер будет работать исключительно как USB хаб с одним лишь портом, работающим в режиме USB 2.0.
Станет ли стандарт USB4 повсеместным
Да, но не в ближайшие годы. Главная проблема заключается в том, что USB4 отстал от старта внедрения портов Type-С в гаджетах разных производителей.
Для поддержки USB4 потребуется полное обновление всех линеек выпускаемых продуктов и аксессуаров к ним.
Ни одна компания не будет стремиться к массовой поддержке USB4, вместо этого произойдет плавный планомерный переход на новую технологию. Это может затянуться на 5-7 лет.
В любом случае USB4 должен привести к единому знаменателю большое количество используемых сегодня USB стандартов и соответствующих им портов.
Стандарт USB4 позволит установить минимальную скорость передачи данных на уровне 20 Гб/с. Это будет касаться как гаджетов, так и аксессуаров (кабелей, переходников, внешних накопителей).
Внедрение USB4 сделает возможным двустороннюю зарядку гаджетов. Например, PowerBank может заряжать ноутбук и ноутбук сможет заряжать “банку” без переключения портов и кабелей.
Поддержка USB4 перенесет крутую фишку Apple в другие компьютеры. Сейчас MacBook можно подключать к монитору с Type-С портом, через который будет выводиться изображение и передаваться заряд на компьютер.
Повсеместное внедрение USB4 позволит делать это с любым компьютером и любым монитором.
Какая скорость передачи данных у USB4
Уже сейчас известно минимум о трех минимальных скоростных пределах стандарта USB4.
Самый скромный показатель – 10 Гб/с. Такая скорость станет минимальным порогом USB4 и будет нужна исключительно для работы в режиме обратной совместимости с портами предыдущих поколений.
В организации USB-IF заявили, что разъемов с такой низкой скоростью и сертификацией USB4 быть не должно.
Скорее всего, нижним порогом скорости будет 20 Гб/с. На данный момент производители называют этот стандарт USB4 Gen 2×2.
Максимальную скорость у первого поколения протокола зафиксируют на уровне 40 Гб/с. Сейчас такой стандарт принято называть USB4 Gen 3×2.
Скорее всего, к началу продаж моделей с USB4 названия поколений приведут к более понятному для покупателей формату.
Что с обратной совместимостью
Основным приоритетом стандарта USB всегда была обратная совместимость. Не по форме коннектора, а по возможности соединять устройства с USB пусть даже при помощи переходников.
Официально USB4 будет совместим со всеми предшественниками вплоть до USB 2.0. При таком подключении потребуется переходник для соединения портов USB Type-A и USB Type-C, а передача данных будет осуществляться на максимальной скорости USB 2.0 (до 480 Мбит/с).
Устройства с портами Type-C и стандартами USB 3.1/3.2 будут работать без переходников, а максимальная скорость передачи данных достигнет 10 и 20 Гбит/с, соответственно.
Гаджеты с поддержкой USB4 будут требовать соответствующие кабели для достижения максимально возможной скорости передачи данных. Другими словами, все имеющиеся на сегодняшний момент “шнурки” или хабы Type-C не поддерживают скорости USB4.
Насчет совместимости с Thunderbolt 3 не все так гладко. USB4 может иметь обратную совместимость с Thunderbolt 3, но это не является обязательным требованием.
Компания Intel с марта прошлого года предоставила возможность бесплатно использовать спецификации Thunderbolt 3, но за использование названия стандарта придется платить отчисления.
Любой производитель, который захочет рекламировать свое устройство с USB4 в качестве совместимого с Thunderbolt 3, будет обязан проходить сертификацию в Intel.
Скорее всего, общая масса устройств не будет полностью совместима с Thunderbolt 3, а некоторые совместимые гаджеты не будут рекламировать и официально объявлять такую возможность.
Отсутствие поддержки Thunderbolt 3 может сделать невозможным использование каких-либо общих фишек этих стандартов, вроде подключения eGPU или пары 4K-мониторов на один порт.
Выводы
Стоимость PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter составляет около 3500 рублей, что, в принципе, совсем немного в соотношении со стоимостью ноутбуков, которым такой адаптер может пригодиться. Кто-то может сказать, что это шаг назад, и спросит – зачем производители отказываются от установки нескольких портов сразу, заставляя пользователей покупать и таскать с собой подобные адаптеры. Позиция обоснованная, но на другом конце палки видится не менее логичное обоснование – во-первых, подобные адаптеры не занимают много места, да и никто не заставляет их покупать, если в них нет реальной потребности. Во-вторых, мы уже говорили, что USBType-C сегодня наиболее перспективный разъём, а технический прогресс так или иначе – не остановить. И на наш взгляд, движение идёт в правильно направлении – миниатюризация, универсальность и многозадачность. Собственно, эти слова можно применить и конкретно к PNYUSB-C 3in1 DisplayAdapter.
Лутовинов Максим (aka. Kok)
01/02.2018
5Выводы по использованию внешнего графического адаптера
В зависимости от того, какие цели вы преследуете, внешний видеоадаптер может быть отличным решением для деловых людей, кто любит иногда скоротать вечер за хорошей игрой. Внешняя видеокарта позволяет днём использовать мобильный лёгкий ультрабук для работы, а вечером превращать его в игровой компьютер среднего уровня. Такое решение добавляет гибкости и мобильности в выборе рабочего ноутбука. Вы можете выбрать любую десктопную видеокарту, которая подключается по интерфейсу PCI-Express, за любой бюджет. Лично для меня это стало отличным решением, которого я ждал много лет, и вот долгожданное будущее наступило! Внешняя видеокарта – это очень удобное компромиссное решение для тех, кто не хочет держать два компьютера для разных задач, а предпочитает использовать один.
Вопрос цены, к сожалению, остаётся актуальным, т.к. и боксы для видеокарт, и кабели Thunderbolt 3, и ноутбуки, поддерживающие данную технологию – вещи достаточно дорогие, и соотношение затрат к полученному удовольствию пока ещё может перевешивать в сторону затрат. Однако это однозначно шаг в верном направлении. Модульность и расширяемость – за этим будущее. Поэтому для некоторых людей это может стать идеальным решением, а для некоторых (пока ещё) непозволительной и неразумной тратой денег. В любом случае, решать только вам.
