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Descúbrelo todo sobre USB 4, el estándar basado en Thunderbolt

USB 4.0 o USB4 es la última versión del estándar Universal Serial Bus (USB), que tan importante es en nuestra vida diaria. Es además uno de los mayores saltos de los últimos años, después del estancamiento en las distintas variantes de USB 3.0 que lleva años presente en el mercado. En este artículo analizaremos qué nos ofrece USB 4.0, en qué dispositivos podemos encontrarlo y cuáles son sus particularidades más especiales.

USB 4 Toda la informacionRealmente, el nombre real de la tecnología es USB4, así lo denomina el consorcio encargado de su desarrollo (USB-IF), pero sabemos que USB 4.0 o USB 4 es un concepto bastante más natural y se adecúa mejor a lo que estamos acostumbrados.

USB 4.0

Como decimos, en los últimos años la tecnología USB se veía ligeramente estancada, lo que ha llevado a la aparición de múltiples nombres para los mismos estándares con la intención de mantener el mercado en movimiento. Y es que hemos visto cómo el paso del USB 2.0 al USB 3.0 ha continuado con renombramientos de este último estándar, como son USB 3.1 Gen1 o USB 3.2 Gen1, que tienen las mismas características que USB 3.0, con una tasa de transferencia teórica de hasta 5 Gigabits por segundo.

Versiones de USBLas evoluciones que había hasta el momento eran USB 3.1 Gen2 y USB 3.2 Gen2 a 10 gigabits por segundo (Gbps) de velocidad, y luego llegó USB 3.2 Gen 2×2 a 20 Gbps. Ahora, USB 4 llega soportando 40 Gbps de ancho de banda, una cifra inmensa que supera con claridad la mayoría de necesidades. Recordemos que 40 gigabits son 5 gigabytes, así que tendríamos hasta 5GB/s de transferencia.

Versiones USB 4 20 Gbps 40 GbpsOjo, porque con USB 4 no desaparece por completo la fragmentación de opciones, en el sentido de que hay variantes distintas de USB4. En concreto podemos encontrar dos: USB4 Gen 2×2 o USB4 Gen 3×2, cuya nomenclatura es algo liosa, pero que tiene nombres de márketing muy claros: USB4 20Gbps y USB4 40Gbps. Evidentemente, la diferencia está en la tasa de transferencia que soportan.

Destacar también que estas velocidades de 20 y 40 Gbps que indicamos se refieren a la velocidad en dos carriles, ya que USB 4 es un protocolo que a diferencia de otras versiones de USB soporta dual-lane, es decir, en USB4 40Gbps podremos tener una transferencia de entrada de hasta 20 Gbps y una de salida de hasta 20 Gbps a la vez.

USB 4 es un protocolo basado en Thunderbolt

Lo más importante del estándar USB 4 es que se basa en Thunderbolt. Esta es una tecnología propietaria creada por Intel, y es muy relevante el hecho de que la compañía haya abierto el estándar para que sea aprovechado por USB. En concreto, lo que usa es Thunderbolt 3, quedando la nueva versión Thunderbolt 4 completamente renovada frente a esta tercera versión.

Thunderbolt 3Esto nos servirá para entender muchas de las particularidades de este estándar, y las increíbles capacidades con las que cuenta. Y es que si conoces Thunderbolt sabrás que su variedad de posibilidades es inmensa, siendo prácticamente un conector que lo hace todo.

Para lo que también servirá es conseguir democratizar el Thunderbolt, reservado hasta hace poco a equipos bastante caros y especialmente basados en CPUs Intel, pues apenas podemos encontrar soporte de Thunderbolt 3 hasta ahora unas pocas placas base para ordenadores de escritorio con AMD. Esta liberación abre a todo el mundo la posibilidad de aprovechar una tecnología con una versatilidad increíble, preparada para el futuro.

Abandonando el conector USB tipo A actual: todo el protagonismo para USB-C

Conectores USB-CLa inmensa mayoría de dispositivos USB 1.0, 2.0 y 3.0 que usamos en nuestros ordenadores llevan un conector tipo A. Esta es la conexión estándar que todos conocemos y está presente en nuestros pendrives, teclados, ratones, y en definitiva la mayoría de dispositivos que utilizamos. Pero USB 4 llega con un gran cambio entre manos: funciona con conectores USB tipo C, los que estamos viendo cada vez con más frecuencia en teléfonos móviles.

Abandonar el conector tipo A es algo muy relevante e importante, al ser más aparatoso y menos capaz que USB-C. No en vano casi todos los portátiles ultrafinos se están centrando en este conector, e incluso hay algunos que no lo incluyen en absoluto.

¿Significa esto que desaparecerán los conectores USB tipo A pronto? Lo cierto es que no, básicamente porque USB 4 ofrece unas especificaciones muy avanzadas, lo que implica que por ahora su uso solo es interesante en dispositivos que vayan a aprovecharlas. Es decir, no hay nada en USB 4 que de beneficios a un teclado o a un ratón (salvo alguna funcionalidad extra), así que no se va a convertir en el estándar principal por ahora.

Características especiales de USB4 o USB 4.0

Aparte de las especificaciones más básicas, vamos a ver qué características concretas hacen tan especial a USB 4, donde generalmente estaremos hablando de ventajas ya presentes en Thunderbolt 3 que se han portado a este estándar.

USB Power Delivery (USB-PD)

Una de las prestaciones más importantes de USB 4.0 es el USB Power Delivery o USB-PD. Este es un requisito de la especificación, por lo que estará presente sí o sí en cualquier dispositivo compatible, y de hecho la «negociación» del PD es la manera que tiene el estándar de realizar cualquier conexión entre dispositivos.

Cargador USB Power DeliveryEn concreto, USB Power Delivery permite alimentar dispositivos a través de puertos USB. Es algo que está muy presente en Thunderbolt y en los USB-C en general, pues es lo que nos permite aprovechar el puerto tipo C para cargar portátiles y otros dispositivos, además de universalizar cargadores tanto para ordenadores como para smartphones.

Esta maravilla de funcionalidad funcionará siempre bajo una potencia eléctrica máxima concreta. Es decir, dependiendo del dispositivo el USB Power Delivery podrá dar más o menos energía a los dispositivos que se le conecten. Evidentemente, nunca más de la que acepta el que es cargado, ni más de la que puede dar el que carga, de ahí la negociación. Pero evidentemente hay que establecer unos mínimos, y en USB4 el mínimo para power delivery es de 7.5 vatios, más específicamente 5V y 1.5 amperios por puerto. Recordemos que los dispositivos USB 2.0 podían proporcionar 0.5A y los USB 3.0 0.9A, a 5V.

Ahora, se abre la posibilidad de dar USB Power Delivery de hasta 100W según el dispositivo, a un voltaje máximo de 20V. En concreto, podemos llegar a los 20 voltios y 5 amperios de alimentación.

Modos de transferencia de datos soportado: USB 1.0/2.0, DisplayPort, PCIe, etc

Una carcasa M.2 NVMe que funciona bajo Thunderbolt 3

Lo siguiente que debemos comentar son los distintos modos de transferencia de datos que soporta el USB 4. Y es que no nos limitamos a la simple transmisión de información que ocurría en las versiones anteriores, sino que de forma análoga a Thunderbolt se pueden aprovechar otros protocolos, como son el USB 3.2, el DisplayPort 1.4a (para conectar una pantalla por USB-C) y el PCI Express, con el que podríamos comprar tarjetas gráficas o un SSD NVMe externo, por ejemplo.

Una gráfica externa por Thunderbolt 3

Hay que tener en cuenta que estos modos de datos no están en su totalidad requeridos por USB 4, según el tipo de dispositivo. No es lo mismo ser un periférico que un hub o un host (el dispositivo al que se le conectan otros USB, como un ordenador). Así, la Wikipedia se basa en la especificación original para publicar esta tabla:

Modo Host Hub Periférico
Compatibilidad USB 1.0 y 2.0
Transferencia USB4 20Gbps Opcional
Transferencia USB4 40Gbps Opcional Opcional
Tunneling de USB 3.2 a 10Gbps
Tunneling de USB 3.2 a 20Gbps Opcional Opcional Opcional
Tunneling de DisplayPort Opcional
Tunneling de PCI Express Opcional Opcional
Comunicación de host a host N/A
DisplayPort Alternate Mode Opcional
Thunderbolt Alternate Mode Opcional Opcional
USB-C Alternate Modes Opcional Opcional Opcional

El tunneling se refiere precisamente al uso de esos otros buses y protocolos que comentábamos antes. Como se puede ver, es obligatorio que un ordenador soporte la conexión de una pantalla vía DisplayPort con ese conector USB4 USB-C, pero no es obligatorio el PCI Express, por ejemplo.

Esto último es muy importante, pues los últimos MacBook Pro con el SoC Apple M1 (por ejemplo) no lo soportan, de forma que no podemos conectarles una tarjeta gráfica externa.

¿Hay dispositivos con USB 4?

Se espera que a lo largo de 2021 empiecen a aterrizar en el mercado los primeros dispositivos con USB4. Como ha quedado claro en el artículo, esta es una tecnología bastante especial y costosa de implementar, lo que demora mucho su llegada a dispositivos que podamos comprar todos. Ya hay algunos cables o docking stations compatibles, pero al momento de escribir el artículo estamos esperando su llegada a productos más relevantes.

Por ahora, lo que sí podemos considerar compatible con USB 4 son los dispositivos con Thunderbolt 4, como son los procesadores Intel de 11ª generación, Tiger Lake, que están empezando a extenderse más y más en portátiles.

La adopción y especificaciones liosas, los problemas de siempre

Tal y como comentábamos al principio del artículo, con esta transición al USB-C y características de USB 4 lo que se pretende es crear un estándar menos lioso que los anteriores, aprovechando también la gran simplicidad del conector USB-C. Pero hemos visto también cómo esto es incompatible con la versatilidad de USB4, en el sentido de que no podemos dar unas especificaciones únicas para el estándar.

Es decir, no podemos pretender dar la posibilidad de (por ejemplo) alimentar dispositivos con hasta 100W mediante USB exigiéndolo a todos los dispositivos USB 4, sería un sinsentido. Entonces, es inevitable que sigamos teniendo que comprobar dispositivo a dispositivo un montón de estas características, haciendo al estándar todavía más lioso.

Por otra parte, el problema de la adopción del mercado parece que tampoco quedará para nada resuelto con un cambio tan radical, y es que nos va a costar muchísimos años abandonar los USB tipo A tradicionales. Parece que USB-IF ha preferido traer un estándar muy rico y poderoso al mercado que conviva con el USB 3.0 y USB 2.0, que parece que no se nos irán nunca. En todo caso, donde sí veremos mucha más transición será en los ordenadores portátiles, donde los conectores de siempre tienen cada vez menos cabida.

Conclusiones sobre USB 4

USB 4El estándar USB 4 (oficialmente USB4, todo junto) llega para consolidar los avances de USB 3.2 Gen 2×2, una versión cuya adopción ha sido más bien escasa, y conseguir así un estándar más fácil de entender donde los usuarios sean conscientes de todas sus ventajas.

Estamos ante un protocolo que tiene la capacidad de transferir hasta 40 Gbps en dos carriles, frente a los 5 Gbps en un solo carril del USB 3.0 que ahora mismo es la norma. Esto ya supone la primera diferencia radical frente al estándar de USB más usado, pero hay mucho más, partiendo de que USB 4 usa el USB tipo C como su conector, y que además está basado en Thunderbolt 3.

Al basarse en esta tecnología de Intel, disfruta de la capacidad de hacer de túnel entre otros protocolos de transferencia distintos al USB, como son DisplayPort (para pantallas), PCI Express (para SSD o tarjetas gráficas externas, por ejemplo), o versiones más antiguas de USB.

Es, en definitiva, una tecnología muy prometedora y capaz, que probablemente conviva con USB 3.0 al ser esta última mucho más sencilla y barata de implementar. Pero esperamos que por fin se consiga una buena adopción de las últimas versiones de USB, pues merece la pena.

¿Qué te parece USB 4? ¿Crees que es un estándar interesante que mejorará nuestra experiencia con los periféricos, o quedará prácticamente en desuso? No dudes dejar tus comentarios.

Breixo Gómez

Apasionado del Hardware, exigente con la calidad de los productos. Intento aprender lo máximo cada día. No dudes en dejarme cualquier duda o sugerencia en los comentarios ;)
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