Windows ya es compatible con USB4 2.0, pero, ¿cómo funciona este conector?

Otra de las ausencias en el CES 2024, al menos en lo que a nivel publicitario se refiere, son los puertos USB4 2.0, una versión mejorada de la cuarta generación del estándar que pueden ofrecer anchos de banda de hasta 80 Gbps, el doble del límite de velocidad que se ofrece actualmente en los USB4. Pues bien, desde Microsoft están empezando las pruebas para hacer que Windows sea compatible con este puerto.

Microsoft da soporte en Windows a los conectores USB4 2.0

¿Quién necesita una velocidad de 80 Gbps del puerto USB 4 2.0? Si bien nunca se alcanza la velocidad máxima en una interfaz de comunicación, estamos hablando de 10 GB/s, una velocidad que se sitúa entre la de los SSD PCIe 4.0 y 5.0. Algo que con respecto a los periféricos externos van a aprovechar muy pocos dispositivos. No en vano, supera incluso los 48 Gbps del HDMI 2.1 y no todas las pantallas y tasa de refresco llegan a necesitar tal cantidad de ancho de banda.

Las prisas de Microsoft para adoptar el estándar se deben a un modelo de portátil en concreto, el Razer Blade 18, el cual trae consigo un puerto USB4 2.0. Aunque por el momento es el único modelo en incluirlo. Aunque en esto hay cierta trampa, dado que realmente no se trata de un puerto de este tipo. Si no un puerto Thunderbolt 5, el cual, entre otras funciones, incluye:

• 80 Gbps de ancho de banda,
• Compatible con DisplayPort 2.1, PCIe 4.0, USB4 2.0 y versiones anteriores de Thunderbolt.

Hemos de tener en cuenta que Thunderbolt 5 y USB4 2.0 son dos estándares distintos, pese a usar el mismo cabezal que es el del USB-C. El primero es un estándar de Intel y el segundo es el estándar universal. La compatibilidad con USB4 2.0 viene por la compatibilidad con el de primera generación, y es que no hablamos de cambios profundos, solo una mayor velocidad de transferencia.

Se trata de Thunderbolt 5 de incógnito

La gran diferencia entre los estándares USB de última generación y Thunderbolt se encuentra en el hecho de que el estándar creado por Intel es una conexión PCI Express de una sola línea convertida en un puerto externo. Mientras que USB es un estándar que hasta la cuarta versión no tuvo nada que ver con dicha interfaz, momento en que añadieron el PCIe tunneling como una característica opcional. ¿El objetivo? La capacidad de poder conectar SSD NVMe externos en un futuro y tarjetas gráficas externas.

Cómo bien habréis adivinado, el USB4 2.0 del portátil de Razer soporta PCIe Tunneling gracias al hecho de que es un puerto Thunderbolt 5, sin embargo, Microsoft no puede usar dicha marca para el marketing propio, y tampoco nadie que no sea Intel o sin el permiso de esta. Esto significa que la mayoría de puertos USB 4 2.0 que vais a ver en el mercado serán realmente Thunderbolt 5.

¿Los 80 Gbps son una mentira del marketing?

Ahora bien, los 80 Gbps del USB 4 2.0 si funcionan por PCI Express, entonces se convierten, aparentemente, en una mentira, y el motivo de ello es simple. Utiliza dos líneas PCI Express 4.0, cada una a 32 Gbps de velocidad de transferencia. Sin embargo, ahí no acaba la historia, el USB4 2.0 y Thunderbolt 5 soportan codificación PAM3, en la que al contrario que la codificación NRZ donde cada pin transmite un solo bit por ciclo de reloj. En concreto, transmite datos de forma ternaria, en términos de logaritmo de 2 en base 3, lo que significan 1.58 bits por ciclo de reloj.

Es precisamente esta característica la que hace que tanto el USB4 2.0 como Thunderbolt 5 puedan alcanzar los 80 Gbps, pero requieren que el dispositivo en ambos extremos soporte codificación PAM3. Esto significa que las señales PCIe de origen no funcionan a 32 Gbps cada una, sino a una cifra más baja, en concreto a 25.6 Gbps por cada una de las dos líneas.

La codificación PAM no es algo nuevo de los USB4 2.0 y Thunderbolt 5, ya que ya la hemos visto en GDDR6X y veremos en las futuras GDDR7. Su principal ventaja es que permite aumentar la cantidad de datos transmitidos sin subir la frecuencia, lo que no solo reduce el consumo energético, sino que evita la aparición de interferencias que pueden llegar a manipular los datos transmitidos.