Comparação de interfaces de cabo de dados comuns: USB 3 vs USB 4 vs Thunderbolt 3 vs Thunderbolt 4

Esses tipos de interface e porta variam com base em dados, vídeo, energia, funcionalidade e suporte. Este artigo explorará os tipos de interfaces de cabo de dados. Esclareça a diferença entre porta, interface e protocolo. Nosso objetivo é fornecer informações suficientes para selecionar a interface adequada para transferência de dados.

Desenvolvimento de Interfaces de Cabos de Dados

As portas de comunicação de dados e as tecnologias de interface mudaram rapidamente desde o advento dos computadores. A interface do cabo de dados começou com portas seriais, PS/2 e paralelas para um conector Tipo C avançado que funciona em todos os dispositivos. Vamos explorar o contexto das interfaces USB e um pouco de história para entender Cabo USB interfaces.

Empresa Fundadora USB

A Intel introduziu o primeiro USB (Universal Serial Bus) em 1995. Mais tarde, empresas, incluindo Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC e Nortel, trabalharam juntas para tornar o USB disponível para todos os computadores. Essas empresas também foram os membros fundadores do USB Implementers Forum (USB-IF).

USB-IF é uma organização sem fins lucrativos que especifica e garante a implementação de procedimentos de transmissão para equipamentos eletrônicos em todo o mundo. O objetivo principal é padronizar a interface USB para uma abordagem de design homogênea por fabricantes de computadores e dispositivos eletrônicos. O USB-IF também lida com programas de conformidade e padrões de manutenção.

História da porta USB, interface e protocolo

Desde o design da porta USB-A monodirecional, algumas mudanças interativas no design da porta foram feitas pelo USB-IF até a chegada da porta Tipo-C. Precisamos saber a diferença entre porta, interface e protocolo para entender o que significa interface de cabo de dados:

O que é uma porta USB?

Porta USB é o formato físico do conector que conecta dispositivos. Houve várias mudanças no formato físico desde o USB-A. Vamos dar uma olhada nos detalhes:

• USB-A: USB-A é o primeiro formato de conector introduzido para a interface USB. É um conector retangular não reversível encontrado em computadores, laptops, TVs e outros eletrônicos. É a forma mais popular de USB até hoje.
• USB-C: Entre todas as portas USB, o formato Tipo C durou mais de uma década, principalmente devido ao seu design minimalista e capacidades abrangentes. Podemos ver portas Tipo C em smartphones, tablets, laptops, computadores, dispositivos IoT e todos os dispositivos que exigem uma conexão de dados ou carregamento. O principal destaque é seu conector oval conveniente com um design reversível.
• Micro-USB: É um conector de porta amplamente adotado devido ao seu design não reversível, mas não simétrico. Os usuários podem ver facilmente a direção correta de inserção devido ao seu topo arredondado e fundo plano.
• USB-B: A porta USB-B é similar à USB-A em conectividade e características. A única diferença é o formato da porta. É um formato quadrado com cantos superiores chanfrados.As bordas chanfradas tornam o conector irreversível.
• Mini-USB: O problema com conectores não reversíveis é que é difícil para os usuários encontrarem a direção correta de inserção. O Mini-USB tem um formato trapezoidal.

O que é uma interface USB?

Uma porta USB pode ter um formato similar, mas pode variar no número de pinos e na velocidade de comunicação. Como usuários, é essencial entender as interfaces USB e seus fatores de diferenciação para que não haja gargalo na velocidade de comunicação entre os dispositivos.

Atualmente, há 10 interfaces USB que os designers de entrada/saída utilizam. Os fabricantes as usam em dispositivos com base em requisitos. Algumas interfaces fornecem conexão de alta velocidade, mas seus cabos de dados e portas têm custos de fabricação mais altos. Dispositivos que não exigem transferência de dados de alta velocidade para transmissão de energia podem usar interfaces com taxas de transferência de dados mais baixas, mas têm custos de fabricação baixos. Aqui estão as 10 interfaces USB com suas características:

Interface	Data de lançamento	Taxa máxima de transferência de dados	Número de PINs de porta	Características
USB 1.0	Poderia 1996	12 Mbps	4	A primeira especificação USB suporta dispositivos de baixa e alta velocidade
USB 2.0	abril 2000	480 Mbps	4	Maior taxa de transferência de dados, suporta dispositivos plug-and-play
USB 3.0	Novembro de 2008	5 Gbps	9	Novo modo SuperSpeed ​​com maior taxa de transferência de dados, novo design de conector
USB 3.1 Geração 1	Julho 2013	5 Gbps	9	Também conhecido como USB 3.0 SuperSpeed
USB 3.2 Geração 1	Julho 2017	5 Gbps	9	Combina USB 3.1 Gen 1 e USB 3.0 em um único padrão
USB 3.2ª geração 2	Julho 2017	10 Gbps	9	Novo modo SuperSpeed+ com maior taxa de transferência de dados
USB4	Marchar 2019	40 Gbps	24	Duplica a taxa de transferência de dados do USB 3.2 Gen 2, suporta Thunderbolt 3
Raio 2	Fevereiro 2011	20 Gbps	20	Maior taxa de transferência de dados, suporta dois monitores 4K ou um único monitor 5K
Raio 3	Junho 2015	40 Gbps	20	Duplica a taxa de transferência de dados do Thunderbolt 2, suporta dois monitores 4K a 60 Hz ou um único monitor 5K a 60 Hz
Raio 4	Marchar 2020	40 Gbps	20	Duplica a largura de banda mínima do PCIe, suporta docks e dispositivos Thunderbolt 3

O que é um protocolo USB?

O controlador ativará protocolos específicos dependendo do tipo de dispositivo conectado à porta USB. Cada protocolo pode ter suas vantagens e desvantagens. Aqui estão alguns dos protocolos mais populares que os USBs utilizam:

• Transferência em massa, interrupção, controle e isócrona: A transferência em massa é ativada quando um dispositivo de transferência de dados USB é conectado. É ideal para transferência de dados em massa, mas tem um tempo de resposta baixo. Para teclados e mouses, a transferência de interrupção fornece um tempo de resposta rápido, mas tem baixa capacidade de transferência de dados. Os designers usam o protocolo de controle para enumeração e configuração de dispositivos. A transferência isócrona é o tipo mais complexo de protocolo USB e pode transferir dados em tempo real, como áudio e vídeo.
• Porta de exibição: É um protocolo de transmissão de vídeo que pode transmitir áudio. O propósito principal é fornecer uma conexão de monitor para exibição com suporte a altas resoluções, taxas de atualização e profundidades de cor.
• HDMI: É um protocolo padrão para conectar dispositivos de consumo, como TVs, consoles de jogos e tocadores de Blu-ray. O uso de áudio junto com transmissão de vídeo é seu uso mais comum.
• MHL: A abreviação é Mobile High-Definition Link. O protocolo está disponível em smartphones e tablets para saída de áudio/vídeo para monitores e TVs. No entanto, ele requer um cabo especial para compatibilidade e operação.

A tabela abaixo resume todos os tipos, portas, interfaces e protocolos USB.

Tipo de porta USB	Formato de porta	Interfaces disponíveis	Protocolos Suportados
USB-A e USB-B		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Geração 1, USB 3.2 Geração 1, USB 3.2 Geração 2x2 (20 Gbps)	Transferência em massa, Transferência de interrupção, Transferência de controle, Transferência isócrona
Mini-USB		USB 1.0, USB 2.0	Nenhuma mudança importante
Micro USB		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0	Nenhuma mudança importante
USB-C		USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Geração 1, USB 3.1 Geração 2, USB 3.2 Geração 1, USB 3.2 Geração 2, USB 4.0, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4	Adicionado suporte para DisplayPort, MHL, HDMI (apenas Thunderbolt 3 e Thunderbolt 4)

Principais recursos da interface de hardware

Atualmente, há 10 interfaces USB, e o número está aumentando. Cada interface é compatível com versões anteriores se o cabo de dados puder se conectar ao design da porta USB. Os usuários podem utilizar o máximo de dados, vídeo, energia, suporte e outras funcionalidades de interface se protegerem a porta correta com um cabo adequado. Aqui está o detalhamento dos recursos individuais do USB:

1. Velocidade de transmissão de dados

A velocidade de transferência de dados depende da interface. Algumas portas USB têm velocidades de transferência de dados limitadas em comparação a outras. Portanto, você encontrará uma interface USB-A com uma velocidade máxima de transferência de dados de 10 Gbps. Em contraste, uma porta Tipo C com uma interface Thunderbolt pode atingir velocidades de transferência de dados de até 40 Gbps. Ao comprar um dispositivo eletrônico e um cabo de dados, sempre certifique-se de que eles tenham a interface correta para permitir as velocidades de transferência necessárias.

Atualmente, existem cabos ópticos Thunderbolt que suportam transferência de dados de alta velocidade para seus usuários. A resistência do condutor dentro do cabo limita um cabo de dados. Normalmente, eles têm diâmetros grossos e comprimentos curtos. Os cabos ópticos Thunderbolt são os melhores para transmitir dados por uma distância estendida. Eles podem entregar dados por um comprimento estendido de 150”.

2. Transmissão de vídeo

A capacidade de transmissão de vídeo das interfaces USB permite que os fabricantes de laptops, tablets e smartphones utilizem o design da pequena porta USB-C em comparação com Cabos DisplayPort ou HDMI que exigem um conector maior.

3. Transmissão de energia

A capacidade de transmissão de energia do USB permite que dispositivos recebam energia por meio de um único cabo e conectividade de dados. Diferentes capacidades de transmissão de energia dependem do tipo e da capacidade do conector.Aqui estão as duas portas e sua capacidade de transmissão de energia:

• USB-A: Quatro (4) interfaces de pinos, USB 1.0 e USB 2.0, podem alimentar dispositivos com capacidade de transmissão de energia de 5 W. Nove (9) interfaces de conectores USB-A de pinos, nomeadamente USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1 e USB 3.2 Gen 2, podem fornecer 4,5 W de energia. Considerando os requisitos de carregamento e energia dos dispositivos modernos, a capacidade de transmissão da porta USB-A é baixa.
• Tipo C: Portas com design Tipo C podem apresentar até 24 pinos em um único conector. Elas permitem transmissão de dados superior e capacidade de fornecimento de energia. Uma única porta USB Tipo C pode fornecer até 100 W de energia. A maioria dos smartphones, tablets, laptops, IoT e outros dispositivos modernos estão migrando para portas Tipo C, utilizando sua versatilidade.

4. Suporte de Equipamentos

Interfaces e portas USB estão em todos os lugares, seja no barbeador elétrico, na escova de dentes ou no fabricante de espuma de leite da sua rotina matinal ou no smartphone, laptop, tablet ou computador para qualquer parte do dia. Sua versatilidade e design padronizado permitem que os fabricantes de eletrônicos os usem em quase todos os dispositivos.

Jogadores que usam laptops como sua estação de jogo podem usar a interface Thunderbolt 4 com interface USB-C para conectar placas gráficas externas e dispositivos que exigem conexão PCIe. Computadores modernos compartilham pistas PCIe da CPU ou placa-mãe com a porta para velocidades rápidas de transferência de dados. Usuários podem ajustar o número de pistas que a porta utiliza por meio de suas configurações de BIOS. A porta USB-C abriu novos horizontes para inovação por designers e fabricantes.

5. Escalabilidade de função

As conexões USB ultrapassaram todos os outros meios de comunicação. TVs, sistemas de áudio, dispositivos de armazenamento, placas gráficas, monitores, teclados, mouses, webcams e outros dispositivos podem usar USB para transmitir energia, vídeo, áudio ou dados. Os smartphones estão adotando rapidamente a porta USB-C, e até mesmo o iPhone está mudando para a porta USB-C devido ao seu uso generalizado e design padronizado, o que reduz o desperdício.

Cenários de uso

Eletrônicos recarregáveis ​​e energizados agora estão utilizando portas USB em seu design. A tecnologia que começou com computadores agora está em dispositivos de higiene, eletrodomésticos, equipamentos médicos, TVs, alto-falantes e muito mais. As possibilidades de uso de uma interface que suporta energia, vídeo, áudio e transmissão de dados são praticamente ilimitadas.Aqui estão alguns dispositivos que usam interfaces diferentes para operação:

Usos do USB A

• Teclado e mouse
• Impressora ou scanners
• Cabo USB A macho para macho para disco rígido externo
• Pen drive USB
• Carregar um smartphone usando um carregador USB
• Dispositivos médicos

Usos do USB-C

• Laptop para um monitor
• Smartphone para uma TV
• Disco rígido externo para um computador
• Carregar um laptop usando um carregador USB-C
• Usando uma placa gráfica externa com um laptop

Usos do USB 4

• Conectando um laptop a um monitor de alta resolução
• Conectando um dispositivo de armazenamento externo a um computador
• Usando uma placa gráfica externa com um laptop
• Encaixar um laptop em um monitor, teclado, mouse e outros dispositivos

Usos do Thunderbolt 3 ou 4

• Conectando um laptop a um monitor de alta resolução
• Conectando um dispositivo de armazenamento externo a um computador
• Usando uma placa gráfica externa com um laptop
• Encaixar um laptop em um monitor, teclado, mouse e outros dispositivos
• Conectando vários dispositivos a um laptop usando uma cadeia em série

Resumo

Cada porta, interface e protocolo USB tem usos únicos e comuns. Como usuários, devemos ser inteligentes ao comprar um dispositivo baseado em USB ou cabo de dados. O dispositivo deve suportar a tecnologia mais recente e fornecer uma interface/porta adequada para desempenho máximo. Depois de passar por todos os tipos, podemos resumir as seguintes portas e interfaces:

• USB-C: É o formato de porta mais duradouro para USB. A aplicação do tipo devido ao seu design reversível vai além de apenas computadores. Dispositivos IoT, tablets, smartphones e eletrodomésticos podem utilizar seu design de porta pequena e capacidade de fornecimento de energia de 100 W. A capacidade de suportar a interface Thunderbolt 4 permite que ele forneça dados a 40 Gbps.
• USB-A: O design de porta mais antigo e o primeiro foi o USB-A. Devido ao seu design simples, o custo de fabricação é baixo. É o design de porta mais econômico, com suporte para transferência de dados de até 10 Gbps e entrega de energia de 4,5 W.
• USB 4: É a mais recente interface para transferência de dados USB. Utilizando o conector Tipo C de 24 pinos, ele pode fornecer 20 Gbps e 100 W de potência.
• Thunderbolt 3 e 4: Thunderbolt é o favorito de todos principalmente devido à sua capacidade de transmitir vídeo, áudio, energia e dados. Ele pode fornecer 100 W de energia e suportar os mais recentes protocolos de exibição, como HDMI, DisplayPort e MHL. Os usuários podem aumentar uma resolução de tela de 4K a 120 Hz, configuração de telas duplas com 4K a 60 Hz ou uma tela única de 8K a 60 Hz.

Então por que esperar? Confira o TEMPO DE CABO Cabo Thunderbolt 4 USB C para USB C certificado pela Intel que suporta uma tela 8K 60 Hz.O cabo tem compatibilidade com versões anteriores e uma velocidade de transferência de dados de até 40 Gbps. Comece a carregar seu dispositivo com 100 W de potência usando o cabo de dados de ponta.

Perguntas frequentes

1. A interface USB C é reversível?

Sim, a porta USB-C ou Tipo C é um conector reversível lançado em 2014. Desde então, tem sido a principal prioridade para qualquer dispositivo eletrônico. Existem muitas interfaces para os tipos USB-C. Ela pode começar suportando uma velocidade de transferência de dados de 20 Gbps até 40 Gbps usando um conector de 20 ou 24 pinos. O mais recente protocolo Thunderbolt 4 da porta USB-C suporta transmissão de vídeo, áudio, dados e energia. Ele pode aumentar a potência de 100 W por meio de sua porta.

2. Ao usar uma conexão USB C ou Thunderbolt 3, é possível transferir dados e carregar ao mesmo tempo?

Sim, ambas as conexões são compatíveis com USB PD (Power Delivery). Elas podem transferir dados e simultaneamente carregar o dispositivo que estão conectando. No entanto, você precisará de um cabo compatível com o número correto de pinos de conexão para garantir a conectividade. A conexão Thunderbolt 3 USB-C pode fornecer 100 W de energia e velocidade de transferência de dados de 40 Gbps.

3. Qual é a taxa máxima de transferência do USB 4?

USB4 é a mais recente interface padronizada pela USB-IF. É uma interface de conexão rápida, confiável e versátil com uma taxa de transferência máxima de 40 Gbps. É importante observar que USB 4 é uma interface e requer um conector USB-C de 24 pinos para fornecer transferência de dados de alta velocidade. Certifique-se de escolher um cabo de ponta como o TEMPO DE CABO Cabo USB4 para atingir a velocidade máxima.

4. Qual a velocidade de transferência de dados que o USB C pode atingir?

A porta USB-C é o design de porta mais amplamente usado para transmissão de vídeo, áudio, dados e energia. A interface mais recente em design USB C é a Thunderbolt 4. Com a Thunderbolt 4, os usuários podem atingir uma taxa de transferência de dados de 40 Gbps. Tudo o que você precisa é de um cabo de dados preciso que tenha um conector de 24 pinos.

5. O carregador USB C é compatível com todos os dispositivos de carregamento USB?

Sim, todo carregador USB-C pode carregar um dispositivo com uma porta Tipo C. No entanto, um laptop pode exigir 100 W de potência de carregamento, enquanto uma máquina de pressão arterial pode exigir apenas 3,5 W. Existem padrões de carregamento como QC, AFC, SCP, etc. para diferentes smartphones. Certifique-se de que o carregador que você comprar seja um produto de marca, em vez de uma imitação.