Контроллер USB4 современных ноутбучных платформ AMD: быстрая проверка совместимости с предыдущими стандартами

Одной из ключевых особенностей ноутбучных процессоров AMD Ryzen 6000, а затем и 7000 компания-разработчик называла поддержку новейшего интерфейса USB4. Подчеркну — именно ноутбучных: десктопные чипсеты компании его не поддерживают, ограничиваясь более старым USB 3.2. Единственное отличие новейшей 600-й линейки от предыдущих — реализация такового стала полной, то есть включая и самый быстрый режим USB 3.2 Gen2x2 с пропускной способностью 20 Гбит/с. Ноутбуки же и мини-ПК на упомянутых процессорах «тянут» и 40 Гбит/с, чем AMD гордится. В общем-то, и не на пустом месте.

Но есть одно «но» — на данный момент нет ни одной другой «писюковой» платформы с поддержкой USB4. Ранее подобные проблемы решались дискретными контроллерами, да и вроде бы подходящий хост-адаптер ASMedia ASM4242 сертифицирован ещё год назад, но… К системе он подключается при помощи PCIe Gen4x4, а такой «свободный» слот можно обнаружить лишь в части компьютеров — даже самых современных. Более того — линии Gen4 зачастую являются дефицитным ресурсом также и в современных компьютерах, так что тратить сразу четыре таковых на установку ASM4242 не горят желанием и производители системных плат. Да и вообще даже такого интерфейса достаточно лишь на один «полноскоростной» порт — поскольку его пропускная способность (даже теоретическая) составляет 64 Гбит/с. Ну, а при установке в слот PCIe Gen3x4 (если вдруг кто решит старый компьютер проапгрейдить) и один порт полноценно работать не будет. Учитывая же все потери на преобразовании сигналов, получим больше, чем 20 Гбит/с — доступные для USB 3. x, но не на столько, чтоб имело смысл огород городить.

Вот, кстати, с USB 3.2 Gen2x2 такой проблемы не было — даже когда его поддержки не было в чипсетах. ASMedia ASM3242 формально требует PCIe Gen3x4, но для 20 Гбит/с это избыточно. Поэтому на платах его часто разводили всего двумя линиями давно уже массового Gen3 — что позволяло получить почти полную скорость. Да и воткнуть можно в какой-нибудь древний компьютер в слот PCIe Gen2x4 — и тоже получить почти полную. Во всяком случае, это намного быстрее 10 Гбит/с, на которые способен USB3.2 Gen2 — которого в старых-то компьютерах и самого нет. Поэтому смысл в дискретных адаптерах был. А ASM4242 пока какая-то вещь в себе — так что и купить в розницу практически невозможно. Я б вот взял бы — но пока не продают. Соответственно, и производители периферии пока большого смысла в освоении USB4 не видят — подключать такие устройства полноценно почти некуда.

Кроме новейших Ryzen есть, конечно, макбуки на М1/М2, которые как раз первыми реализовали USB4, только в них все порты совместимы и с Thunderbolt. И он же есть в более старых маках. И во многих десктопах, ноутбуках и мини-ПК — тоже: Thunderbolt 3 появился на рынке ещё в 2015 году, а четвертая версия стандарта почти ничего не изменила. Полные 40 Гбит/с дискретные контроллеры не вытягивают (из-за озвученных ограничений PCIe Gen3x4), но тогда от USB ещё больше 10 Гбит/с получить не удавалось, так что был смысл и за это побороться. А начиная с Tiger Lake в 2020 году ноутбучные платформы Intel получили и встроенную поддержку Thunderbolt 4. Так что периферии на рынке уже куча, элементной базы для её реализации — тоже, смысл выпускать и далее — не пропал.

А ещё больше на рынке систем с поддержкой разных версий USB. Собственно, Gen2 на 10 Гбит/с непосредственно в чипсеты пришел в 2017-2018 году, а начиная с 2021 там появился и Gen2x2. Сначала у Intel в 500-й линейке чипсетов, потом перекочевал в 600-ю, ну, а во второй половине прошлого года его начала поддерживать и AMD — тоже в 600-й линейке. На самом деле, это просто — пропускная способность 20 Гбит/с получается если в одном разъеме / кабеле объединить два линка по 10 Гбит/с, что и отображено в названии Gen2x2. Да и нечтоблизкое или, даже, такое же, по скорости можно получитьи без поддержки со стороны чипсета — дискретным адаптером. В десктопе, во всяком случае — с ноутбуками сложнее.

Поэтому меня всегда волновал вопрос — а что же с совместимостью у контроллера USB4 от AMD? Тут есть две проблемы — во-первых, не обязателен Thunderbolt (изначально планировалось слить эти интерфейсы воедино, но в окончательной версии спецификаций поддержка «болта» так и осталась опциональной), а во-вторых, обязательный уровень «унаследованного» USB ограничен… USB 3.2 Gen2. На замену Gen2x2 нацелен собственный режим USB4 Gen2x2, но, несмотря на название и одинаковые 20 Гбит/с, это два разных и несовместимых режима. В принципе, вроде бы и невелика потеря — появись они примерно в одно время. Но на деле за счет временной форы в несколько лет (тот же ASM3242 анонсирован в 2019 году) «железа» под именно USB 3.2 Gen2x2 уже есть немало и смысл продолжать его производить тоже есть, а выпускать что-то под USB4… см. выше.

Но проверить на практике — что ж там и как, всё не получалось. У Apple большой необходимости что-то проверять нет — компания официально совместимость с Thunderbolt декларирует. AMD же по этому поводу молчала. По второму поводу — тем более молчала.

Однако тут на меня свалился Minisforum UM790 Pro на Ryzen 7940HS. А на егойной морде обнаружилась как раз пара портов USB4 — так и подписанных, чтоб не перепутать, поскольку внешне это совершенно обычный Type-C.

А ещё у меня есть пара «правильных» коробочек под SSD. Во-первых, Orico M2V01-C4 на тандеме из двух мостов: Intel JHL7440 с поддержкой Thunderbolt 4 и JMicron JMS583, который тянет USB 3.2 Gen2. Новым словом в JHL7440 сравнительно с более ранним JHL6540 была как раз возможность туннелировать USB-линк при подключении к обычному USB-контроллеру, что и обеспечивает универсальность. А позднее Intel выпустил JHL8440 — где всё это уже просто в одном флаконе, но уровень совместимости остался тем же: только 10 Гбит/с Gen2. При этом универсальные коробки всегда стоили дороже раза в полтора, чем одностандартные Thunderbolt, да и последние гуманностью цен отродясь не отличались. Зато при помощи такой зверушки легко проверить уровень совместимости контроллера: если упремся в режим Gen2, значит поддержки Thunderbolt хост-контроллером нет. А не упремся — есть.

Проверить же совместимость с USB 3.2 Gen2x2 тем более несложно — для этого я взял коробку на мосте JMicron JMS586A, хотя можно было слазить в шкаф за Orico M2PVC3-G20 на более массовом (поскольку появился раньше) ASMedia ASM2364. Конкретные мосты тут значения не имеют — все режимы USB вплоть до указанного совместимы друг с другом. То есть на каком остановимся — тот и есть в хосте.

В обе коробки втыкал терабайтный SSD MiWhole CT300, благо греется слабо, а последовательные скорости (которых для проверки достаточно) с лихвой за возможности внешних интерфейсов вылазят. Во всяком случае, в пределах SLC-кэш — но нам за него выходить и не потребуется. Так что элементарный CrystalDiskMark.

Две картинки, ради которых всё и затевалось. Знакомым с вопросом комментарии не требуются, но кому-то сухих цифр может оказаться недостаточно. Итак, до появления USB4 почти 10 лет единственным интерфейсом с пропускной способностью, превышающей 20 Гбит/с был Thunderbolt, который первая коробочка и поддерживает. Как видим, это относится и к контроллеру AMD — откуда и результат. Было бы иначе — получили бы такие цифры как справа. Наличие же их там показывает, что режим USB 3.2 Gen2x2 мобильные чипсеты AMD не поддерживают — в отличие от последних настольных решений этой компании. Чуть странно — но последние по факту вышли позднее. Так что, может быть, и ноутбучные чипы обновятся — но будет это уже где-нибудь в серии Ryzen 8000. Что же касается 6000 и 7000, то там так. Хуже всего было бы, конечно, если бы режим совместимости вообще был ограничен USB 3.2 Gen2 — что спецификации USB4 не запрещают. Но, по-видимому, даже в AMD не совсем дураки работают (хотя, глядя на некоторые продукты компании, эта гипотеза может показаться странной), так что совместимость с Thunderbolt сделали. Как и у Apple. И как, скорее всего, будет и у Intel. А что там в дискретных контроллерах — на этом витке прогресса неважно. Почему — выше объяснил.

Какой из этого можно сделать вывод? Я по меткому выражения Кости Кинчева могу предвидеть, но не могу предсказать — но попробую. Рассчитывать на какое-то быстрое и массовое распространение USB4-периферии в таких условиях не стоит — во-первых, слишком мала инсталляционная база (заодно пользуясь случаем напомню, что поддержка какого-либо стандарта в чипах ещё не означает его обязательную реализацию во всех продуктах на их базе), во-вторых, ничего принципиально нового он пользователям не несет: давно уже есть такой же по скорости Thunderbolt, но им можно пользоваться и в системах с поддержкой USB4, и без неё. Со временем что-то может и измениться, но пока инвестировать в это направление деньги мотивации у производителей маловато. И для покупателей тоже всё просто — при необходимости сэкономить основным остается USB 3.2 Gen2 (Gen2x2 дороже, но поддерживается куда меньшим количеством систем), а если нужно самое-самое — Thunderbolt. Забавно тут то, что TB3, стандартизованный, как уже сказал, в 2015 году, в итоге актуален и сейчас, и в следующем году точно будет, и 2025 рискует пережить всё в том же эксклюзивном положении. Так что хочется заодно передать привет тем, кто все эти годы жаловался на высокие цены «болтового» оборудования и ждал, когда же всех спасет «дешевый» USB. Когда-нибудь, возможно, это и произойдет — но придется подождать ещё. Тем же, кто не ныл, а просто покупал нужное, индустрия принесла своеобразный подарок. Всё-таки десять лет активной и, практически, безальтернативной жизни для компьютерного интерфейса — это сильно. Лет 30 подобного не было :)