苹果为啥只认雷电3?一文看懂各种USB接口标准!

CFan 电脑爱好者 2019-11-15 08:53产品 标签:USB 苹果 笔记本

苹果最新上市的Macbook Pro 16取消了USB-A、读卡器和HDMI等传统接口,全部换成了USB Type-C形态的雷电3(苹果官方叫雷雳3)。

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苹果副总、市场总监Phil Schiller就此表示,这是大量调研后的结果,雷电3就是未来,今后苹果PC也将不会再用其他接口,雷电3一统苹果江湖的时代就要来临了。

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就此机会,我们不妨重新回顾一下USB接口的历史和现状吧。

混乱伊始 重新认识未来的USB接口

USB是电脑身上最“古老”的接口之一,也是普及度最高的存在。在过去,USB1.0→USB2.0(480Mbps)→USB3.0(5Gbps)可谓一步一个脚印,速度也在稳步提升。

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USB接口和插槽的对应形态

然而,从迈入USB3.1时代开始,USB接口的命名就容易出现歧义,而USB3.2和USB4标准的出炉,更是让USB成为了史上最为混乱的接口。

表格示意图

如果你懒得往下看,看懂这张图就OK了

USB接口的形态

在电脑身上的各种接口中,USB多年来不断“开枝散叶”,并逐渐衍生出了一个无比庞大的家族,按照USB接口的形态可以分为USB Type-A、USB Type-B、USB Type-C、Mini USB和Micro USB几大系列。

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其中,Mini USB和Micro USB再往下也可以进一步划分出Mini USB-A、Mini USB-B、Micro USB-A、Micro USB-B,而USB Type-B根据速度的不同,USB2.0和USB3.0标准版本的接口样子也存在差异。

来自USB3.1的乱象

USB-IF协会在2013年发布了USB3.1概念,这个接口的理论最高速度可达10Gbps,是USB3.0的2倍。然而,从USB3.1开始却又可以进一步被细分为USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2两个版本,前者本质上就是USB3.0的马甲,速度只有5Gbps,而后者才是真正的USB3.1,拥有10Gbps的速度。

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同时,USB3.1的发布还伴随着USB Type-C型接口的诞生,后者在速度上存在USB2.0(常见于智能手机)、USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2三种速度,再加上USB Type-C还能选配雷电3、DP和充电功能,规格上更加混乱。

全新USB3.2的搅局

2019年2月,USB-IF协会再次公布了USB3.2的最新规范,其最高速率再次翻番到了20Gbps。USB3.2最大的特色就是彻底将USB3.0和USB3.1标准扫进了“垃圾篓”,老接口只需改个名就能被归类到USB3.2的序列中:

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过去凡是速度为5Gbps的USB3.0、USB3.1 Gen都可以标为USB3.2 Gen1(市场推广名又称SuperSpeed USB);

过去凡是速度为10Gbps的USB3.1 Gen2,可以直接改名为USB 3.2 Gen 2(又称SuperSpeed + USB 10Gbps);

只有速度达到20Gbps,才是真正意义上的USB3.2,并被命名为USB 3.2 Gen2x2(又称SuperSpeed ++ USB 20Gbps)。

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需要注意的是,从USB 3.2开始,USB-IF官方只推荐USB Type-C这一标准的接口样式,它会在未来统一USB接口的“江湖”。

究其原因,是因为USB 3.2(Gen2x2)之所以能实现最高20Gbps的速度,最核心的就是使用了USB Type-C接口的两个Tx/Rx首发通道,而之前的Type-A和Type-B型标准的接口可是做不到的。

换句话说,理论上只有USB Type-C接口才能被称为USB3.2,但不排除个别厂家为了宣传噱头而将USB Type-A型接口也标成USB3.2 Gen1或Gen2。

此外,虽然未来的USB Type-C接口都是USB3.2,但其速度可能却相差整整4倍,所以未来我们在选择产品时要更加留意USB3.2接口“Gen”后面紧跟的数字。

收编雷电3的USB4

2019年3月初,英特尔官方宣布将面向USB推广组织开放雷电(Thunderbolt)协议规范,从而让厂商可以免费打造兼容雷电标准的芯片和设备,从而让最新的雷电3接口不再是顶级PC的专利,并在更广泛价位的PC间普及。

USB-IF随后也曝光了基于雷电协议的USB4(注意后缀不再是4.0)标准,它在底层就实现了雷电和USB协议的融合,增强基于USB Type-C接口的产品之间的兼容性。

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换句话说,USB4基本就等同于雷电3,它向下兼容USB3.0、USB3.1、USB3.2和DP(DisplayPort),并支持最高100W功率的电力输出和40Gbps的传输速率,可外接台式机显卡扩展坞、两台4K显示器或单台5K显示器!

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USB2.0到USB4标准的理论传输速率对比

为了便于大家理解,笔者整理了常见各种USB标准的特色,并以USB接口形态为引和图文并茂的形式给大家展示出来。

USB Type-A型接口

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标准简介:USB Type-A型接口是通用性最高的USB标准,它常见于电脑、闪存盘、优盾等外设,还常被用于数据线/充电线的“母头”。

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USB2.0:480Mbps

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USB3.0/USB3.1 Gen1:5Gbps

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USB3.1 Gen2:10Gbps

USB Type-B型接口

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标准简介:USB Type-B并不常见,它常用于早期的打印机、扫描仪和笔记本的散热底座等外盒,普遍以USB2.0的速度为主,少数产品通过增加接口针脚的形式可以获得USB3.0的速度。

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USB Type-B(2.0):480Mbps

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USB Type-B(3.0):5Gbps

Mini USB接口

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标准简介:Mini USB是早期手机、移动音箱、MP3等数码产品通用的充电接口,最高仅支持到USB2.0,即480Mbps的传输速度,现在已经被淘汰。

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Mini USB-A:480Mbps

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Mini USB-B:480Mbps

Micro USB接口

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标准简介:Micro USB是早期智能手机、较新的移动音箱、平板电脑等数码产品通用的充电接口,最高支持到USB3.0(需增加额外针脚,接口形态加宽),即5Gbps的传输速度,现在正逐渐被USB Type-C所取代。

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Micro USB-A(2.0):480Mbps

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Micro USB-B(2.0):480Mbps

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Micro USB-A(3.0):5Gbps

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Micro USB-B(3.0):5Gbps

USB Type-C型接口

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标准简介:USB Type-C是USB未来的发展趋势,其接口小巧且支持正反插,更多的针脚可以识别更复杂的协议,其涵盖了从USB2.0到USB4不同时期的标准,同时还可选配DP视频输出、充电和雷电3功能。由于USB4还未正式发布,所以与对应的图标我们暂时还用雷电3的图标替代。

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USB2.0:480Mbps

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USB3.2 Gen1:5Gbps

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USB3.2 Gen2:10Gbps

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USB3.2 Gen2x2:20Gbps

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USB4/雷电3:40Gbps

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带有上述图标就代表支持充电,可搭配不同的传输速度标准

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带有上述图标就代表支DP视频输出,一般这种接口又称全功能USB Type-C,大多还兼容充电功能