Pourquoi l'USB 3.1 n'utilise-t-il que deux des quatre lignes de données disponibles?

En regardant les spécifications de l'USB-C, je remarque qu'il existe quatre paires différentielles SuperSpeed ​​pour le transfert de données, comme indiqué dans https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specifications . L'article de Wikipedia indique également que seules deux de ces paires sont utilisées en mode USB 3.1, ce que je trouve très étrange.

Dans cette question ( pourquoi Thunderbolt 3 sur fil de cuivre est-elle plus rapide que l'USB 3.1? ) Que j'ai posée récemment, Ali Chen a répondu que Thunderbolt 3 sur USB-C utilise ces deux paires, mais pas l'USB 3.1. Je sais qu'il est possible d'exécuter Thunderbolt 3 sur n'importe quel câble USB-C de haute qualité, ils doivent donc avoir tous les fils nécessaires. Pourquoi l'USB 3.1 standard sur Type C n'utilise-t-il pas les deux paires, pour doubler le transfert de données?

L'USB 3.1 Gen 2 (SuperSpeed ​​+, 10 Gbit / s) a été conçu pour fonctionner sur les deux câbles USB 3.0 existants (ceux avec les 5 contacts supplémentaires), ainsi que sur les câbles USB de type C.

Étant donné que les câbles USB 3.0 existants (ceux avec les connecteurs de type A et B, ainsi que les variantes micro A et B) ne contiennent qu'une seule paire de paires ultra-rapide (paire Tx et paire Rx), USB 3.1 Gen 2 ne pouvait que utilisez cette paire de paires et travaillez toujours sur les câbles USB 3.0 existants. Ainsi, même lorsque vous exécutez USB 3.1 Gen 2 sur un câble avec des connecteurs de type C, il utilise uniquement la paire de paires ultra-rapide. Cela permet également d'avoir des câbles compatibles USB 3.0 / 3.1 avec un connecteur de type C à une extrémité et les anciens connecteurs de type A 3.0, type A, B, micro A ou micro B à l'autre extrémité.

Maintenant, vous pouvez poser une question de suivi: "Pourquoi le forum des implémenteurs USB (USB-IF, le consortium de normes USB) n'a-t-il pas défini une version encore plus rapide que 10 Gbit / s du protocole USB, qui utilise à la fois la super-vitesse paires de paires dans le connecteur de type C? " C'est une question valable, mais je ne veux pas spéculer. Cela aurait certainement été un écart plus important par rapport aux conceptions USB PHY précédentes, en ce qu'il aurait deux flux de données d'envoi et de réception distincts qui devraient être coordonnés. En effet, il s'agirait d'une sorte d'interface parallèle alors que l'USB est traditionnellement nominalement série.

La façon dont vous avez posé votre question a révélé quelques malentendus potentiels que j'aimerais aborder ici:

Je sais qu'il est possible d'exécuter Thunderbolt 3 sur n'importe quel câble USB-C de haute qualité

Ce n'est pas tout à fait vrai. Il existe de nombreux câbles compatibles USB Type C de haute qualité qui ne conviennent pas à Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 est limité à des longueurs de câble ≤ 0,5 m si vous avez un câble passif. Pour aller plus longtemps (comme 2 m), vous avez besoin d'un câble actif plus cher (un câble avec des puces IC spéciales pour aider à la gestion du signal).

Pourquoi l'USB-C standard n'utilise-t-il pas les deux paires

USB-C n'est pas un protocole. USB Type C est le nom d'une spécification de connecteur et de câblage; ce n'est pas le nom des protocoles utilisés sur ces connecteurs et câbles. Lorsque vous effectuez des protocoles USB sur des câbles de type C, vous utilisez USB 3.1 Gen 2 (10 Gbit / s "SuperSpeed ​​+"), ou des versions antérieures d'USB.

USB 3.1 utilise une voie (paire Tx et paire Rx) car il s'agit de la norme USB, pour utiliser un seul Rx + Tx. Tous les connecteurs USB d'origine (A, B, microAB) n'ont qu'une seule paire de contacts SS (SuperSpeed), et l'architecture matérielle USB entière se concentre uniquement sur une conception à une seule voie.

Pour utiliser plus de voies en parallèle, il devrait y avoir des éléments architecturaux supplémentaires dans le canal de données matériel sur la façon de traiter la synchronisation des voies et d'autres problèmes associés à la gestion individuelle de la couche liaison, les échanges de crédits tampons et la récupération d'erreurs, la formation des liaisons et l'optimisation électrique des canaux individuels. Une fois que vous avez fait tout cela, il est transformé en "Thunderbolt". Ou quelque chose comme MIPI .

Le connecteur de type C est une nouvelle norme pour CONNECTOR, qui était censée avoir une applicabilité plus large que l'USB seul. Le besoin de type C était largement motivé par la conception du système, pour s'adapter à des facteurs de forme plus petits de l'électronique portable. Dans un certain sens, cela n'a rien à voir avec l'USB, et votre demande de réutiliser toutes les voies ultra-rapides disponibles pour changer l'architecture USB standard est sans fondement.