Chuleta de USB (2022)

 (fabiensanglard.net)
3 puntos por GN⁺ 4 일 전 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Los nombres generacionales de USB y los nombres de marketing no coinciden entre sí, así que una misma especificación puede aparecer con varios nombres como USB 3.0, 3.1, 3.2 o Gen 1, aumentando la confusión
  • La tabla por generaciones reúne velocidad de señal, valores convertidos a MiB/s, cantidad de hilos necesarios y longitud del cable, lo que permite comparar de un vistazo desde USB 1.1 hasta USB4 40Gbps
  • La notación USB Gen A x B usa A como generación y B como número de lanes, mostrando además la sobrecarga de codificación, el ancho de banda efectivo y la diferencia con la velocidad de uso real
  • Los cables cambian la estructura de lanes que soportan según su configuración de 4, 8 o 12 hilos, y USB Type-C tiene suficientes pines, además de señales CC y SBU, como para soportar dos lanes
  • La tabla de potencia reúne desde los 2.5W de USB 2.0 hasta los 240W de USB-C PD 3.1 EPR, con voltaje, corriente y potencia máximos, para entender de una vez las especificaciones de datos y energía

Nombres y velocidades de USB

  • Los nombres de marketing de USB y sus denominaciones internas son distintos, por lo que es fácil confundirse, e incluso una misma generación puede figurar con varios nombres
    • SuperSpeed USB 5Gbps también se usa junto con los nombres de la familia USB 3.0 / 3.1 / 3.2 / Gen 1
    • SuperSpeedPlus USB 10Gbps también se usa junto con los nombres de la familia USB 3.1 / 3.2 / Gen 2
    • SuperSpeedPlus USB 20Gbps corresponde a USB 3.2 Gen 2x2, USB4 20Gbps corresponde a USB4 Gen 2x2 y USB4 40Gbps corresponde a USB4 Gen 3x2
  • La tabla por generaciones organiza velocidad de señal, valores convertidos a MiB/s, cantidad de hilos requeridos y longitud del cable
    • USB 1.1 aparece como 12 Mbps, 1.5 MiB/s, 4 hilos y 4m
    • USB 2.0 aparece como 480 Mbps, 60 MiB/s, 4 hilos y 4m
    • USB4 40Gbps se resume como 40000 Mbps, 5000 MiB/s, 12 hilos y 0.8m
  • La notación USB Gen A x B usa A como generación y B como la cantidad de lanes en uso
    • USB 3.2 Gen 1 x 1 se resume con señal de 5000 Mbps, codificación 8b/10b, 4000 Mbps efectivos, 500 MiB/s y 400 MiB/s de uso real
    • USB 3.2 Gen 2 x 1 se muestra con señal de 10000 Mbps, codificación 128b/132b, 9696 Mbps efectivos, 1212 MiB/s y 780 MiB/s de uso real
    • USB 4 Gen 3 x 2 se resume como 2 señales de 20000 Mbps para un total de 40000 Mbps, 38787 Mbps efectivos, 4848 MiB/s y 2700 MiB/s de uso real
  • La sobrecarga de codificación se refleja en el ancho de banda efectivo; por ejemplo, 8b/10b tiene una sobrecarga del 20%
  • Los sistemas multi-lane usan TX lane striping y RX lane bonding

Cables, conectores y energía

  • La cantidad de hilos del cable cambia la configuración de lanes que puede transportar
    • 4 hilos se componen de PWR, GND, D+, D-
    • 8 hilos agregan RX+, RX-, TX-, TX+
    • 12 hilos incluyen además los pares RX1/RX2, TX1/TX2
  • 1 lane de USB se define como un par trenzado +/-
    • 4 hilos funcionan como 1 lane half-duplex
    • 8 hilos funcionan como 2 lanes, con 1 de subida y 1 de bajada
    • 12 hilos funcionan como 4 lanes, con 2 de subida y 2 de bajada
  • Solo USB Type-C tiene suficientes pines como para soportar dos lanes
    • CC1 y CC2 se usan para detectar DFP/UFP, y también para la negociación de energía y el cambio a alt mode
    • SBU1 y SBU2 se usan como líneas de bus auxiliar para el canal AUX de DisplayPort y la detección de conexión en caliente
  • La tabla de estándares de carga también organiza voltaje, corriente y potencia máximos
    • USB 2.0 figura con 5V, 500mA y 2.5W
    • USB 3.0 / USB 3.1 se resumen con 5V, 900mA y 4.5W
    • USB Battery Charging 1.2 es de 5V, 1.5A y 7.5W
    • USB-C Current Mode sin PD es de 5V, 3A y 15W
    • USB-C Power Delivery 1/2 es de 20V, 5A y 100W
    • USB-C PD 3.1 EPR es de 48V, 5A y 240W
  • Los documentos de especificación relacionados están organizados con enlaces por versión

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 4 일 전
Comentarios de Hacker News

  • SBU no significa "Secondary Bus", sino Sideband Use
    En algunos dispositivos transporta UART y en otros, audio
    [1]: https://www.usb.org/sites/default/files/USB%20Type-C%20Spec%20R2.0%20-%20August%202019.pdf (pdf)

    • Debajo del enlace Contact en el encabezado hay una dirección de correo :)

  • Como comentario al margen, este otro texto del autor también es muy recomendable: https://fabiensanglard.net/mjolnir/index.html
    Lo leí una vez hace algunos años y a veces vuelvo a buscarlo
    También me hace pensar que ojalá mi PC de más de 10 años termine su vida útil tranquilamente para por fin poder armar un sistema nuevo, pequeño y compacto

    • Bueno, los accidentes pasan
      Podrías tropezarte con la alfombra y esa histórica PC podría caer al basurero

  • El naming de 3.2 en sí me parece más bien aceptable
    Gen indica la velocidad y "by" el ancho de banda, así que más o menos sigue un esquema parecido al del naming de PCIe
    Lo que no me gusta es que USB 3, USB 3.1 y USB 3.2 en la práctica señalen casi lo mismo, y además en ventas solo ponen que soporta 3.1 o 3.2, lo que podría significar cualquier cosa entre 5 y 20Gbps, así que no es nada ideal

    • PCI-E ha mantenido la misma regla desde el principio, con 1.0, 2.0, 3.0, etc.
      USB ha cambiado varias veces y eso ha seguido confundiendo a la mayoría; el viejo 3.0 ahora ya ni siquiera es 3.0
      Incluso 3.1 cambió de significado, así que no parece haber razón para insistir con el naming actual
    • No es solo un problema de ventas
      Windows tampoco muestra bien en ninguna parte qué soporta la motherboard y, cuando conectas un dispositivo, no te dice a qué velocidad real se negoció la conexión

  • No sé cómo será la comunicación de datos de corto alcance en 2050, pero parece seguro que se seguirá llamando USB

    • Probablemente tendrá un nombre como USB-G 4.6 SuperSpeed Plus, y el cable seguirá usándose solo para cargar toda clase de aparatos electrónicos, y aun así la mitad de las veces ni eso funcionará bien
    • No sé qué tecnología se usará en 2030, pero en 2040 seguro usaremos USB sticks and stones

  • Es una buena tabla
    Sería aún mejor si incluyera también el naming cruzado macho/hembra del conector Type-C y su pinout, además del voltaje real, la modulación y el método de señalización (USB4v2 usa codificación PAM3 11b/7t), así como las generaciones y perfiles de PD

    • Y también sería una pena dejar fuera varios métodos propietarios de voltaje como Quickcharge

  • Todavía no entiendo por qué MacBook soporta USB4/Thunderbolt 4/5 pero no USB 3.2 Gen 2x2
    Por eso, con discos externos más caros obtienes 20~40Gb/s, pero con productos más baratos y comunes que anuncian 20Gb/s solo consigues 10Gb/s

    • Parece que MacBook prioriza de base Thunderbolt, y para USB solo agrega lo estrictamente necesario aparte de lo ya incluido en la especificación de TB
      Y al parecer ninguna especificación hasta TB 5 define 3.2 Gen 2x2

  • Después de ver esto, reemplacé todos los cables USB del dock en la oficina
    Si no haces coincidir el cable conectado a la laptop para que entregue suficiente energía, la laptop baja silenciosamente la frecuencia para reducir el consumo
    Solo corrigiendo el cable hubo una mejora de rendimiento de 10~30%

  • También hay una publicación relacionada
    USB Cheat Sheet - https://news.ycombinator.com/item?id=31271038 - May 2022 (168 comments)

  • Una vez escuché decir que el naming de USB está hecho a propósito para confundir
    Da la impresión de que USB-IF renombra generaciones anteriores para que parezcan las más nuevas, así los vendors pueden seguir vendiendo accesorios viejos que les quedaron en inventario
    Quedaría mucho más claro así:
    USB 3.0 / USB 3.1 Gen 1 / USB 3.2 Gen 1 -> USB 3 5Gbps
    USB 3.1 / USB 3.1 Gen 2 / USB 3.2 Gen 2 -> USB 3 10Gbps
    USB 3.2 Gen 2x2 -> USB 3 20Gbps
    USB 4 por fin parece ir en la dirección correcta

    • USB 4 en realidad va en una dirección aún peor
      USB 4 es parecido a Thunderbolt 4, pero casi todo es optional
      Por ejemplo, USB 4 podría ni siquiera soportar DP Alt mode, mientras que Thunderbolt 4 siempre lo soporta
    • Un hub USB que compré hace poco está rotulado casi de esa manera, y me gusta bastante
      Se conecta al host por USB4 y en los puertos dice esto:
      Power in/USB 10Gbps
      USB 10Gbps
      USB 10Gbps
      8K HDMI
      Hasta ahora estoy bastante satisfecho
    • Yo sí creo que esto funciona así de manera totalmente deliberada
      El HDMI Forum también absorbió HDMI 2.0 dentro de HDMI 2.1 e hizo que las funciones de 2.1 fueran optional, de modo que los fabricantes puedan llamar 2.1 a dispositivos 2.0 aunque no tengan funciones reales de 2.1
      AMD también hizo algo parecido hace poco, lanzando una nueva generación de procesadores móviles en la que la mitad resultó ser rebranding de la generación anterior
    • O simplemente podría manejarse así
      5 Gbps --> USB 3
      10 Gbps --> USB 3.1
      20 Gbps --> USB 3.2
      Se entiende de inmediato que cuanto más alto es el número, mejor

  • Llevo 45 años en la industria tecnológica y todavía no logro entender bien USB y Thunderbolt, qué es compatible con qué y qué velocidad debería dar cada cosa

    • Si compras un cable Thunderbolt 5, cubres todos los estándares USB y más allá de eso también
    • Recién el año pasado compré mis primeros dispositivo y cable USB-C
      Antes de eso usé DisplayPort y Thunderbolt 2 de forma estable durante mucho tiempo, así que USB-C me desagrada mucho porque físicamente se siente demasiado delicado
      Antes de 2023 ni siquiera tenía una computadora posterior a 2012, así que prácticamente me salté toda la era dorada de USB3 y la discusión sobre su naming, aunque la mejora de velocidad sí se nota claramente