USB4 frente a USB 3 en siete diferencias clave

La industria de la tecnología tiene a USB (Universal Serial Bus) como el puerto de referencia para la interconexión de periféricos y dispositivos. Diseñado especialmente para economizar y normalizar la conexión de periféricos, hoy está presente en centenares de millones de todo tipo de dispositivos electrónicos para conexiones, transporte de datos o alimentación energética.

Desde su puesta en marcha en 1996 con la primera versión, el Grupo USB-IF responsable del estándar ha ido mejorando la norma en todos sus apartados, desde los protocolos a los conectores, pasando por el cableado necesario. Por supuesto, apartados como el del rendimiento o la compatibilidad han venido siendo un caballo de batalla constante con cada versión.

USB4 frente a USB 3

La última versión de la norma, USB4, fue aprobada en 2019, pero no ha sido hasta este año cuando ha comenzado a desplegarse de manera general en las nuevas generaciones de portátiles, móviles o dispositivos de almacenamiento. Repasamos lo que ofrece la nueva interfaz comparada con versiones anteriores.

Marcas y nomenclaturas

Cuando el marketing se impone a la técnica y a la lógica de las cosas, algo que lamentablemente sucede bastante en la industria tecnológica, suceden ‘atentados’ contra el sentido común como las políticas de marcas seguidas para definir las distintas versiones de una norma que se ha convertido en imprescindible en la industria.

Además de las interfaces o protocolos (básicamente el modo de transferir los datos) que han venido definiendo la norma (USB 3.2 Gen 2 y Gen 1; 3.1, 3.0, 2.0…) ha utilizado otras denominaciones según su velocidad máxima, que si bien no forman parte del estándar han confundido enormemente. Y luego están los conectores, hasta seis distintos disponibles, si bien este apartado ha quedado bien resuelto con la universalidad que ha traído el conector USB Tipo-C.

A partir de USB4 se va a intentar limitar el caos con definiciones de marca más comprensibles para cualquier usuario, evitando en el futuro la confusión causada por las actualizaciones incrementales de los estándares anteriores. Ahora, los puertos y cables USB se identifican con un esquema de nomenclatura que utiliza la sintaxis «USB XGbps», donde X es la velocidad de transferencia en Gb/s. Algo es algo…

Convergencia con Thunderbolt

La clave principal y y otra diferencia de USB4 frente a USB 3 es la convergencia de la última versión con Thunderbolt. Propuesta por Intel como norma originalmente propietaria, es la otra gran interfaz de la industria a la hora de conectar periféricos y dispositivos. La convergencia es un esfuerzo de ingeniería (bienvenido) para crear un protocolo unificado capaz de manejar los enormes requisitos de ancho de banda de E/S externo de los sistemas informáticos del futuro.

De esta manera y una vez que Intel ha abierto las especificaciones de Thunderbolt y las ha compartido con el USB Promoter Group, todos los fabricantes pueden usar la norma sin pago de royalties. Ello aumentará la compatibilidad entre los productos, simplificando la manera de conectar equipos, periféricos y dispositivos. Intel ya ha anunciado el desarrollo de Thunderbolt 5 a la que corresponderá USB4 V2.

Tipo de conector

Una diferencia clave de USB4 frente a USB 3 llega de sus conectores. USB4 es el primer gran estándar de la norma que, para obtener el máximo rendimiento, exige el uso de un conector específico para su funcionamiento, en este caso el conector USB Type-C. Más pequeño en tamaño y reversible, se ha convertido en el gran sistema de conexión universal y multipropósito que necesitaba la industria, tanto para transferencia de datos como para carga de energía en dispositivos de movilidad y portátiles.

La norma USB 3 y anteriores no exige el uso de un único conector. En cambio, funciona con cuatro tipos diferentes, Tipo A, Tipo B, Micro B y Tipo C. Este último es el mejor técnicamente y el que debería usarse masivamente en cualquier tipo de dispositivo. Hay que recordar que USB Tipo C soporta una amplia variedad de otros protocolos lo que permite conectar interfaces como HDMI, DisplayPort, Thunderbolt y hasta el puerto analógico de vídeo VGA. USB4 aporta mejoras en este terreno especialmente con el modo DisplayPort Alt Mode 2.0 creado en colaboración entre VESA y USB-IF.

Velocidades de transferencia

Ya decíamos que el rendimiento era un factor de mejora constante con cada versión. USB4 duplica el ancho de banda base hasta los 40 Gbps y hace uso de múltiples protocolos de datos para aprovechar al máximo el ancho de banda máximo disponible en cada momento. Aquí hay que citar que los dispositivos USB4 podrán admitir tres velocidades máximas: 10 Gbps, 20 Gbps y 40 Gbps, por lo que el usuario tendrá que revisar las especificaciones de un dispositivo concreto.

Señalar que la actualización incremental de USB4 (ya anunciado por el Grupo USB-IF) dobla el rendimiento en trasferencia de datos hasta 80 Gbps gracias a una nueva arquitectura de capa física, para uso tanto con nuevos cableado activo USB Type-C de 80 Gbps como con los cables pasivos USB Type-C de 40 Gbps existentes. Y más allá, podrá aumentar hasta los 120 Gbps como velocidad de transferencia máxima teórica aprovechando las mejoras técnicas del Thunderbolt 5 de Intel.

Entrega de energía

USB no solo se usa para datos y conexiones. La carga de energía es un apartado que también ha ido mejorando con cada versión. La primera especificación de Power Delivery, USB PD 1.0, era capaz de proporcionar hasta 100 vatios utilizando seis perfiles de potencia fijos. Power Delivery 2.0 introdujo reglas más flexibles y USB PD 3.1 ha aumentando la cantidad máxima de energía que se puede entregar a través de un cable USB a 240 vatios.

Tanto USB4 como USB 3 admiten la entrega de energía de hasta 240W, ya que es una característica del conector USB Tipo-C y no del protocolo. Todo lo que necesita el usuario es un cable de calidad. Decir que en la potencia mínima de entrega sí hay diferencias, aunque son despreciables, 3 vatios a 7,5 vatios.

Compatibilidad con versiones anteriores

La retrocompatibilidad con versiones anteriores es importante para un gran estándar como USB que tiene activo varias versiones. Que sea compatible en funcionamiento no significa necesariamente compatibilidad física, ya que ciertos conectores USB están diseñados para conectarse a puertos USB específicos y no se podrán usar en otros tipos. Más bien, significa que un dispositivo USB siempre podrá comunicarse con otro una vez que estén conectados físicamente, independientemente de la generación.

Otra cuestión es la de rendimiento. Puedes utilizar un dispositivo de última generación USB4 en un puerto USB 2.0, pero nunca tendrás su máximo de rendimiento. En un periférico como un teclado o ratón no suele ser relevante, pero sí, por ejemplo, en una SSD externa que necesita acceder a la interfaz más rápida que pueda soportar.

USB4 frente a USB 3, en precio

Las características avanzadas de USB4 y su despliegue reciente, significa que cables y dispositivos que lo ofrecen serán más caros en comparación con USB 3. Sin embargo, a medida que USB4 se generalice y los costos de producción disminuyan, es seguro que será igual de asequible que norma anteriores. Hay que recordar que USB4 ofrece prácticamente las mismas características que el Thunderbolt 4 de Intel y es mucho menos costoso.