通用標準匯流排應用論壇（USB-IF）於2022年10月宣布推出USB4 Version 2.0，亦即下一代USB標準。在USB4發布三年後，這項新標準在業界掀起一股旋風，三大理由如下：

一、歐盟宣布自2024年起，USB Type-C將成為智慧型手機和其他行動裝置統一採用的「通用充電器」。屆時USB裝置市場即將出現驚人成長，因為過去不願支持USB生態系統的科技公司，將轉而採用USB以符合法令規範。

二、在高速數位通訊領域，持續更新標準已是大勢所趨，目標是將資料速率翻倍，以實現更快的資料傳輸。人工智慧（AI）、擴增實境（Augmented Reality；AR）和虛擬實境（virtual reality；VR），以及高強度影音串流等創新技術，帶來了前所未見的爆量資料處理需求，迫使資料中心、無線通訊和消費性裝置，也必須跟著提升速度。

三、USB4 Version 2.0是第一個支援脈衝振幅調變（Pulse Amplitude Modulation；PAM）信令的USB標準。為了提高資料傳輸速度，最近幾代的乙太網路標準OIF CEI和IEEE 802.3以及PCI Express均轉移到PAM4標準。USB-IF選擇PAM3作為下一代USB標準的信號編碼機制。

圖一 : 自最初的USB標準問世20年以來，USB的資料傳輸速度已大幅躍升。（source：USB-IF；2022/11）

Version 2.0標準最新進展

USB4 Version 2.0，又稱為USB 80Gbps，支援80 Gb/s的資料傳輸速率，即每個方向兩個通道，每通道40 Gb/s。USB Version 2.0是第一個使用高階信令調變機制的USB標準，可支援每秒達25.6 Gbaud/s的PAM3信令。跟前幾代標準一樣，它向下相容於先前的USB和Thunderbolt 3標準版本。

同樣的，該標準將持續更新，以符合最新版本的DisplayPort（DP）和PCI Express（PCIe）標準。USB4 Version 2.0透過USB4架構的穿隧功能，支援PCIe和DP協定。

圖二 : PAM3信令大幅增加了每個週期所傳輸的位元數（約1.58位元）（source：USB-IF；2022/11）

在這份聲明中有個值得注意的細節：針對某些特定應用，USB Type-C現在可支援非對稱傳輸。這表示在實作上，需透過3個40 Gb/s USB通道，進行同方向的120 Gb/s傳輸，並透過另一個通道，進行另一個方向的40 Gb/s傳輸，而不是像過去一樣，以預設的兩個通道，分別進行兩個方向的傳輸。

圖三 : 利用非對稱鏈路模式，某些應用可在一個通道進行同方向的120 Gb/s資料傳輸，並且在另一個通道進行另一方向的40 Gb/s傳輸。（source：USB-IF；2022/11）

此外，USB-PD 3.1規格也已更新，可透過USB Type-C纜線提供高達240W的電力，讓各式各樣的USB供電應用應運而生。USB Type-C規格同樣也經過更新，以支援新標準。所有這些發展都朝著USB-IF的目標邁進，亦即成為消費性電子產品的主要I/O連接器，以便為所有裝置提供資料、電源、音訊和顯示訊號連接。

除了發布第一版規格外，USB-IF還發表新的品牌推廣和行銷指南，協助消費者清楚了解各式USB裝置和纜線的相容性。前幾代標準的名稱讓消費者備感困惑，例如USB 3.2 Gen 2x2，又稱為「SuperSpeed USB 20Gbps」。有了該品牌推廣指南，消費者可輕鬆辨識連接埠和纜線的速度及電源特性。USB4 Version 2.0的消費性名稱為USB 80Gbps，清楚標示其資料傳輸速度。

圖四 : USB-IF在發現到前幾代USB標準名稱不易辨識後，便將品牌推廣列為首要任務。（source：USB-IF；2022/11）

USB4 Version 2.0測試解決方案

USB4 Version 2.0仍處於早期發展階段，但已有開發工程師使用這項標準進行產品設計和開發，使得新標準對開發人員和消費性電子產業的影響愈發清晰。USB-IF預估USB4 Version 2.0相符性測試規範要到2023年底才會定案。而第一批通過認證的USB 80Gbps裝置，可能要到2023年底或2024年初才會問市。此後，主要的USB4認證將納入這些相符性測試變更。

圖五 : USB4 2.0版規格的USB-IF認證時程。（source：USB-IF；2022/11）

是德科技已開始與USB-IF共同進行USB4 Version 2.0規格探索，以便提供早期採用者所需的新標準設計和驗證解決方案。這些解決方案有助於推動USB4標準的發布，讓更多通過認證的USB 80Gbps產品能更快問市。

（本文作者Ben Miller為是德科技產品行銷經理）