威盛旗下的威锋电子发布了VL830 USB4终端装置控制芯片,VL830支持把雷电4或者USB4输出成四个10Gbps的USB3.2接口,一个USB2.0接口和一个DP1.4接口,充分满足USB4及雷电4的集线器+视频转换应用。
USB4是最新的USB技术规范,采用双通道传输,具有40Gbps的传输速度,并且向下兼容雷电设备。USB4采用USB-C接口,具备极好的通用性。充电、数据传输和视频传输均可由一个USB-C口来完成,USB4使用USB-C口作为载体,顺应轻薄和多功能的发展趋势。
VL830是业界第一款USB4控制方案,完全符合USB4规范,并且具有优化的系统成本。USB4采用USB-C接口,传输速度达到雷电4的40Gbps,并支持数据和显示协议使用一个高速连接。VL830还可兼容传统USB-C接口的DP替代模式(DP Alt-mode),支持传统的笔记本和笔记本电脑使用。
图为通过USB4认证的线缆,支持40Gbps数据传输,支持100W电力传输。接头处印有40Gbps、USB4标志,选择USB4的设备需要认准40Gbps标志。
USB的前世今生
充电头网对于USB/雷电接口制作了一份表格,USB4囊括了之前所有的USB规范,传输速率由最高20G来到了和雷电4相同的40Gbps,最大输出功率由5V900mA扩展到与雷电3相同的20V5A,满足笔记本等大功率设备的供电需求。
USB4将传统老旧USB协议全部囊括,并将USB3.2Gen2x2的20Gbps速度提升到40Gbps,使之具有与雷电4抗衡的能力。并且USB-C的100W功率传输,真正具有了与雷电4共存的实力。
USB4规范规定了只能使用USB-C接口,但是我们肯定还有非常多的USB-A口设备。USB4注定会以USB-C接口为载体成为主流,那么我们剩下的A口设备要怎么使用呢?
威锋首发USB4转换芯片
威锋USB4转换芯片具有一个USB4或雷电4上行接口,具备5个下行接口和1个DP接口,DP接口支持32.4Gbit/s带宽,最高支持8K/60Hz HDR视频输出。硬件支持数字签名固件的安全功能,支持PWM驱动LED指示灯,支持通过USB接口或I2C总线进行固件升级。USB口支持BC1.2、Apple2.4A、三星等充电协议,可为连接的设备进行充电。
威锋VL830参考设计,采用USB-C接口,支持雷电4和USB4输入,输出具备四个USB3.2接口,一个USB2.0接口以及一个DP1.4接口。
威锋VL830用于各种扩展坞的参考设计,具备电源输入接口,HDMI、DP接口以及两个USB3.2接口,支持与威锋VL10X系列控制器共同工作,连接充电器为笔记本充电。
威锋VL830方框图,内置USB3.2集线器,支持四个USB3.2和一个USB2.0接口,还支持一个DP1.4a接口。其中DP接口还可通过其他转接芯片转换成HDMI接口,搭配威锋VL103、VL105等芯片进行PD支持,可实现笔记本电脑的USB-C口供电、USB接口和显示接口扩展。
威锋VL830采用10*10*1.03mm FCCSP封装,供电分为3.3V,1.05V和0.9V三路供电。据威锋消息,目前已有多家扩展坞厂商采用威锋VL830设计产品,VL830将于今年四季度向选定的合作伙伴供货。
USB4的意义
在USB的前世今生中提到了,USB3.0接口名称分为USB3.1Gen1,USB3.2Gen1,USB3.1Gen2,USB3.2Gen2以及USB3.2Gen2X2多个名称。名称不同,代表的最大传输速度也不同。混乱的接口名称,对应到设备上,也是混乱的标识。
不过好在USB3.0最初的定义,传输速度可以达到5Gbps,换句话说,只要你的设备都支持USB3.0,就能享受到USB3.0 5Gbps的速度,相对U盘和移动硬盘来说都是可以跑到设备上限速度的,不会制约到传输速度。
充电头网对致钛木星10固态硬盘速度测试,可以看到传输速度达到了USB3.0的速度上限,对于内置SATA固态硬盘搭配转接芯片的固态硬盘方案来说,USB3.0的速度上限是5Gbps,SATA3.0接口的速度上限是6Gbps。性能损失可以说是微乎其微,不受影响的。也就是说,如果你使用的是内置SATA接口的固态硬盘,只要认准了是USB3.0接口,就不会出现明显的性能损失。
但是对于超高速NVMe接口的固态硬盘来说,动辄2000MB/s的传输速度,已经超过了USB3.1 10Gbps的速度上限。使用普及的USB3.1及USB3.2接口都只能跑在1000MB/s以内的速度,制约了性能发挥,要是再遇到传统的USB3.0接口更是只能跑到500MB/s的速度。在拷贝数十G大文件的时候,USB3.1就有点不够看了。
再来说说USB3.2Gen2X2,这是USB4推出之前的技术规范,通过USB-C口,双通道支持20Gbps的数据传输。只有很新的电脑平台才支持这个接口,远不如10Gbps的USB接口常见,另外还需要电脑和外置硬盘盒全部支持才能跑到这个速度。
而雷电3接口借助英特尔的强大推动力,已成为笔记本上常见的接口,希捷,阿卡西斯,奥睿科等多家外设厂商也已推出雷电3的外设产品,满足超高速的数据传输需求。
虽然说USB接口的向下兼容性非常优秀,USB3.2Gen2接口可以一直向下兼容到USB2.0,但传输速度的缩水,对于高性能固态存储来说,影响还是非常大的。USB4采用USB-C接口,采用双通道传输,传输速度为40Gbps,超越了超高速NVMe固态硬盘的传输速度,改变了USB面对雷电时的窘境,使传输速度不再成为超高速数据传输的瓶颈。
USB4一改传统USB发展以来混乱的命名方式,直接规定接口形式为USB-C,并支持40Gbps数据传输和100W功率传输,成为大一统USB的解决方案。
充电头网总结
USB接口作为使用最为广泛的接口,伴随着电脑的发展,从USB-A口到USB-C口。接口能承载的功率越来越大,数据传输能力也越来越强。未来多种接口将并存在不同的电脑上,工控电脑,台式机依旧延用USB-A接口,连接传统的设备。消费级设备,笔记本电脑等,将会跟随时代,换用USB-C口,满足更高的传输速率和更灵活的功率分配。
威锋推出VL830转换芯片,对USB4规范的普及起到重要作用。将单个40Gbps的USB4接口分成四个10Gbps的USB3.2接口,满足笔记本使用其他外设和移动存储需求,DP1.4接口满足超高清视频传输需求。对于接口受限的轻薄型笔记本以及手机等设备扩展,是首款接口扩展解决方案,解决了困扰大家已久的接口数量过少问题。
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