USB4: Velocidad y Características

USB4: Velocidad y Características

por Javier Romero 2 Comentarios

El nuevo salto de los puertos USB

Los puertos USB son los puertos más famosos y quizás los más usados en un ordenador, sirviendo para enchufar prácticamente cualquier dispositivo externo a nuestro PC: desde pinchos de memoria, cascos, impresoras o discos duros hasta pantallas e incluso otros ordenadores o dispositivos inteligentes como móviles o tablets. Todo ello con unos puertos de reducido tamaño y sin tener que preocuparse por la compatibilidad. Tan útiles y eficientes son los USBs que aparecen en una gran variedad de dispositivos inteligentes desde hace ya años, empezando por móviles y llegando hasta coches, adaptándose a todos ellos gracias a su gran variedad de formas y revisiones.

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Conector USB-A de la versión 2.0

Estos puertos tienen mucha historia y fueron ganándose poco a poco a pulso su espacio a lo largo de los años, sustituyendo a la gran variedad de diferentes puertos que los ordenadores tenían, los cuales estaban enfocados muchas veces a tareas específicas, ofreciendo un puerto universal que sirviera para cubrir todas esas funciones y haciendo más fácil conectar y usar otros dispositivos en nuestro sistema.

Además, a lo largo de los años han ido evolucionando recientemente dando su último salto del estándar USB 3.2 el cual explicábamos en esta guía, al USB4, aumentando sus características, capacidades y, sobre todo, aumentando tremendamente su velocidad, pero manteniendo la compatibilidad y soportando características de estándares anteriores, haciendo que sean muy sencillos de utilizar, ya que da igual las versiones que conectes que siempre funcionarán al menos de una forma básica.

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Conectores USB3.2 Gen1 a 10 Gbits en la parte trasera de una placa base.

Pero este periodo parece haber llegado a su fin, y es que con el nuevo USB 4.0 no tenemos ante nosotros una simple ampliación de capacidades y una mejora de lo que teníamos antes, sino que por primera vez en la historia reciente del puerto veremos grandes cambios no solo en prestaciones, sino también en soporte de nuevas tecnologías y lo que puede ser más importante: en conectores.

Velocidad y Especificaciones técnicas del USB4

Como era de esperar, el USB 4 trae consigo unas nuevas características, mejoradas en comparación con lo que teníamos antes y alguna nueva funcionalidad. La principal novedad del USB4 es el nuevo salto en velocidad, doblando los 20 Gbits por segundo que ofrecía el USB 3.2 como máximo para saltar hasta los 40 Gbits de velocidad por cada puerto. Pero esta velocidad no estará disponible en todos los casos, ya que también contará con un modo de transmisión a 20 Gbits, que también se lanza bajo el nombre de USB4, aunque con un logo ligeramente diferente indicando esa velocidad más baja.

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Nuevos Logos del USB4

Otras características nuevas que veremos en el USB 4 es el aumento en la capacidad de carga de otros dispositivos a partir de sus puertos. Antes esta función estaba reservada solo a los puertos que incorporarán la función de Power Delivery, pero con USB4 todos los puertos la incorporarán, pudiendo cargar otros dispositivos hasta con 100w de potencia.

Pero quizás, la que apunta a ser la mayor revolución que traen estos nuevos puertos no es en sí en la cantidad de datos o energía que pueden transportar, sino en cómo lo hacen. En este frente se han incorporado nuevas técnicas de gestión y compatibilidad con varios estándares que van a hacer que estos puertos no sean únicamente una interfaz de comunicación de alta velocidad más en nuestro ordenador, como veremos explicadas en las siguientes secciones y en la lista de a continuación.

Especificaciones y características del USB4:

  • Velocidad de hasta 40 Gbits.
  • Capacidad de carga de hasta 100 W.
  • Conector USB-C.
  • 2 modos de transmisión:
    • 2x2 a 20 Gbits.
    • 3x2 a 40 Gbits.
  • ​​​​Compatibilidad con Thunderbolt 4.
  • Retrocompatibilidad con Thunderbolt 3.
  • DisplayPort Alt Mode 2.0.
  • Hasta 4 líneas PCIe.
  • Gestión inteligente del ancho de banda.

Modos, usos y nuevas tecnologías del USB4

Thunderbolt

El USB4 destaca frente a sus predecesores porque se ha modernizado en temas de compatibilidad, sobre todo con otros estándares ya presentes en la industria. Algunos de los cuales, como Thunderboltya usaban los propios puertos USB-C anteriormente, aunque sin ofrecer la funcionalidad de un puerto USB convencional. 

Eso con USB4 cambiará, y será el propio estándar el que soportará esas tecnologías, haciendo que los puertos USB-C de esa nueva versión soporten tecnologías como Thunderbolt de forma nativa y al mismo tiempo ofrezcan la conectividad de un USB normal.

Display Port

Otra tecnología que incorporará este nuevo estándar será el DisplayPort Alt Mode 2.0, la cual permitirá conectar pantallas a través de estos puertos USB nativamente sin necesidad de otros estándares o adaptadores, y permitiendo conectar pantallas de alta resolución como 4K sin problemas. Pero eso sí, solo se podrá conectar una pantalla a cada puerto.

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Puertos USB-C Thunderbolt 3

PCIe

Más mejoras en estos nuevos conectores incluyen la posibilidad de poder pasar líneas PCIe a través de estos cables. Otra vez, una mejora enfocada a aumentar la cantidad de cosas que se pueden hacer con los puertos USB4, ya que ahora será mucho más sencillo y rápido utilizar componentes internos como discos duros o gráficas desde fuera del ordenador. Esto es especialmente útil por ejemplo si queremos conectar una tarjeta gráfica externa en un portátil, lo cual ahora podremos hacer con USB4 y virtualmente será como si la tuviéramos conectada de forma interna a nuestro ordenador.

Aparte de esas mejoras de compatibilidad y aprovechamiento de otras tecnologías ya presentes en nuestros ordenadores, también tendremos otra novedad, que quizás sea aún más importante en ese campo, y es que ahora los puertos USB4 podrán gestionar el ancho de banda de lo que tengan conectado. Esto puede parecer algo trivial, o poco relevante, porque aparentemente no sirve de nada poder gestionar el ancho de banda de un monitor si es la única cosa que tienes conectada al puerto.

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Hub Thunderbolt, ahora compatibles con USB4

Pero es ahí precisamente donde está la ventaja, y es que ahora conectar varios dispositivos o un hub a un mismo puerto será mucho más eficiente, permitiendo una gestión dinámica de la capacidad del puerto entre los dispositivos conectados a él. Por ejemplo, imaginemos que tenemos una pantalla y un disco duro externo en el mismo puerto, antes el ancho de banda se repartía uniformemente entre ellos, dedicando una línea de transmisión a cada dispositivo, pero ahora se podrá asignar a la pantalla el ancho de banda que necesite en cada momento y usar el resto para el disco duro. Esto sobre todo es beneficioso al conectar gran cantidad de dispositivos, permitiendo que todos ellos puedan aprovechar la gran velocidad de estos nuevos puertos.

Conectores USB4

Como ya habíamos adelantado, los conectores para el USB4 son quizás el mayor problema que tiene el estándar, ya que rompen completamente la compatibilidad con dispositivos más antiguos, no por un tema de tecnologías, sino por un tema físico, y es que el USB4 solo estará disponible para puertos USB-C, dejando al USB-A que se había estado usando en ordenadores durante varias décadas completamente fuera de juego, al igual que todos los demás puertos USB anteriores. Pero por lo menos sí que ofrecerán compatibilidad con otros dispositivos que utilicen los conectores USB-C, obviamente limitando su velocidad para adaptarla al anterior estándar, pero por lo menos no tendremos que renovar los dispositivos y cables USB-C que ya tengamos.

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Cable USB-C

Pero en el campo de la compatibilidad también hay que fijarse en que serán los puertos compatibles con Thunderbolt, de forma que si tenemos un cable o hub Thunderbolt podremos emplearlos en los conectores USB4 y viceversa, algo que antes no se podía hacer con los puertos USB 3.2 por ejemplo, y que ayuda a unificar los cables y periféricos compatibles con estos puertos.

Ahora que ya sabemos la interfaz de los puertos que usará el nuevo estándar, falta por ver cómo identificar las capacidades de cada puerto que tengamos. La USB-IF, que es la organización dedicada al desarrollo de estos puertos, ha trabajado muy duro en mejorar en este apartado, sobre todo después del caos que generaron con las anteriores versiones donde en principio dos puertos de la misma versión tenían características muy diferentes entre ellos. Y ahora con USB4 han presentado solo 2 puertos fácilmente diferenciables entre sí, un puerto USB4 a 40 Gbits de velocidad, y otro a 20 Gbits, con sus pertinentes pegatinas donde se indica claramente la velocidad que tiene como podemos ver a continuación.

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De izquierda a derecha: logos del USB3.2, USB4 20 Gbits y USB4 40 Gbits

Esto es un gran salto a delante, unificando otra vez los puertos y haciéndolos fácil de identificar, aunque se echa de menos algo que indique que son puertos de versión 4, ya que hay también puertos USB 3.2 funcionando a 20 Gbits, que pueden generar confusión al parecerse su logo al de los nuevos USB 4.0 de 20 Gbits y al no indicarse en ninguno de los dos claramente la versión a la que pertenecen, únicamente en el logo completo del USB 3.2 se marca como Super Speed+ y su velocidad, al igual que en del USB4 que en el logo completo únicamente aparece la velocidad, y no referencias a su versión, por lo que habrá que estar atentos a la hora de comprar para asegurarnos que el dispositivo es compatible con USB4 y puede aprovechar el puerto.

USB4 vs USB 3

Para analizar el novedoso USB4 y ver más claramente las nuevas prestaciones que nos ofrece es buena idea compararlo con el anterior estándar, el USB3.2, que al igual que el USB4 solo contaba con versión para el puerto USB-C. Por otro lado, las anteriores versiones de USB3 como el USB 3.0 y 3.1 también contaban con algunos puertos USB-C a sus respectivas velocidades, aunque tras varios renombres acabaron formando parte de la versión 3.2 solo que, con diferentes configuraciones de sus líneas de transmisión, lo que hace que en la práctica podamos tener varios puertos USB 3.2 funcionando a diferentes velocidades, como podemos ver en esta tabla comparativa:

USB4 vs USB3.2
Nombre del modo Nombre Antiguo Encoding Doble canal Velocidad del canal Velocidad Gbit/s Velocidad GB/s Nombre Comercial
USB 3.2 Gen 1x1 USB 3.0, USB 3.1 Gen 1 8b/10b No 5 5 0.63 SuperSpeed USB 5Gbps
USB 3.2 Gen 1x2 - 8b/10b SI 5 10 1.2 -
USB 3.2 Gen 2x1 USB 3.1 Gen 2 128b/132b No 10 10 1.2 SuperSpeed USB 10Gbps
USB 3.2 Gen 2x2 - 128b/132b Si 10 20 2.4 SuperSpeed USB 20Gbps
USB 4 Gen 2x1 - 64b/66b No 10 10 1.2 -
USB 4 Gen 2x2 - 64b/66b Si 10 20 2.4 USB4 20 Gbps
USB 4 Gen 3x1 - 128b/132b No 20 20 2.4 -
USB 4 Gen 3x2 - 128b/132b Si 20 40 4.8 USB4 40 Gbps

 

USB4 vs Thunderbolt 4

El estándar Thunderbolt es un famoso protocolo para la interconexión de dispositivos a alta velocidad, que contaba con varias versiones, pero a partir de su versión 3.0 empezó a usar el conector USB-C, aunque en su momento no tuviera más relación con los demás USBs. Pero en 2017, con intención de ampliar su alcance, Intel liberó Thunderbolt permitiendo su uso sin necesidad de pagar royalties, lo cual ha hecho posible que se extienda más fácilmente, y que, entre otros, el USB4 pueda adoptarlo de forma masiva y nativa en todos sus conectores.

El USB4 como comentamos anteriormente es compatible con Thunderbolt 4, y cualquier conector USB4 podrá usarlo y viceversa, por lo que podemos preguntarnos: ¿Cuál es la diferencia entre un puerto USB4 y Thunderbolt 4 entonces? Porque ambos son aparentemente iguales y son compatibles entre ellos, pero, aun así, hay algunos detallitos que los diferencian como podremos ver en la siguiente tabla:

USB4 vs Thunderbolt 4
  Thunderbolt 4 USB4
Accesorios con 4 puertos Thunderbolt Si No
Thunderbolt networking SI No
Certificación obligatoria SI No
Testeo de los cables control de calidad de sus fabricantes Si No
Requiere protección Intel VT-d Si No
Especificación USB4 La cumple La cumple
Alimentación mínima para accesorios 15 W 7.5 W
Alimentación máxima   100 W
Velocidad máxima 40 Gbits 40 Gbits
Requisitos máximos para video 2 pantallas 4K 1 pantalla solo

El USB del futuro

La tecnología USB ha avanzado mucho en los últimos años, llegando a velocidades y capacidades increíbles, que ahora con los últimos USB4 ha llegado hasta los 40 Gbits, pero... ¿Qué significado tienen 40 Gbits de velocidad de transmisión?, Y ¿realmente necesitamos tanta velocidad?

Muchas veces se habla de grandes velocidades, sobre todo en marketing: rápidos discos duros, PCIe 4.0, Wifi 6, la nueva tecnología 5G para los móviles... pero a veces hay que poner en perspectiva esa velocidad y sobre todo su significado. Lo primero siempre es conocer las unidades, para no confundir los bits con Bytes, que esa letra "B" detrás de los gigas o megas sea mayúscula  o minúscula tiene un gran significado, ya que los bits son más pequeños que los bytes, 8 veces para ser exactos, y los primeros se usan generalmente para indicar la velocidad de transmisión mientras que los segundos para indicar el tamaño de los archivos, lo cual lleva fácilmente a la confusión cuando se mezclan.

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Por ejemplo, para hacernos a la idea de lo grande que es la velocidad que tienen los USB4, comparémosla por ejemplo con la de un cable gigabit de Ethernet, los que generalmente se utilizan para conectar dispositivos a internet. Ese cable transmite a 1000 bit cada segundo, o 1 Gbit, 40 veces más lento que los puertos USB4, que a su vez son entre 120 y 130 veces más rápidos que una conexión de fibra óptica de 300 Mbits. Por otro lado, si lo comparamos con cables de video su velocidad no deja de ser alucinante: el HDMI solo llega a 18 Gbits en su versión 2.0 y 48 Gbits para la 2.1, mientras que el DislayPort en sus versiones 1.3, 1.4 y 1.4a ofrece 26 Gbits, y para la 2.0 alcanzando 78 Gbits, por lo que se puede ver claramente que el USB4 llega a velocidades antes solo al alcance de cables específicamente diseñados para transmitir grandes cantidades de datos en entornos específicos.

Al mismo tiempo, el USB4 ofrece 4,8 GBs de velocidad para transmitir archivos, que se traduce en que puede transmitir teóricamente un archivo de ese tamaño cada segundo, para que nos hagamos una idea a esa velocidad podremos vaciar un disco de 1 TB en apenas 3 minutos y medio, y transmitir juegos enteros como el GTA V de 90 GB en 20 segundos, cifra que ascendería a los 25 minutos si se usara una conexión USB 2.0, la que era la versión más reciente hace poco más de 10 años.

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Videojuego CoD Warzone, famoso por necesitar 175 GB de almacenamiento

Finalmente, respondiendo a la pregunta de si necesitamos estas velocidades, pues la realidad a día de hoy es que depende de lo que queramos hacer, para las aplicaciones de hoy en día esta velocidad será muy superior a la necesaria salvo en contados casos, y el cuello de botella lo encontremos en los dispositivos que conectemos a través de este estándar, incluso si utilizamos un hub con varios dispositivos conectados a él. Lo que sí que está claro es que la revolución es evidente, y con estas velocidades y características es un estándar que perdurará y cuyo verdadero potencial veremos en los años venideros.

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Redactor del Artículo: Javier Romero

Javier Romero

Soy un apasionado del Hardware y combino mi trabajo como redactor de Geeknetic con mis estudios en Ingeniería de Telecomunicaciones. Empecé a cacharrear con componentes cuando tenía 14 años y hoy en día una de mis mayores adicciones es jugar con hardware y montar ordenadores de segunda mano para venderlos. También disfruto jugando a videojuegos de todo tipo, sobre todo multijugadores, sandbox y de carreras.

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