蘋果為啥只認雷電3?一文看懂各種USB接口標準

蘋果最新上市的Macbook Pro 16取消了USB-A、讀卡器和HDMI等傳統接口,全部換成了USB Type-C形態的雷電3(蘋果官方叫雷靂3)。


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蘋果副總、市場總監Phil Schiller就此表示,這是大量調研後的結果,雷電3就是未來,今後蘋果PC也將不會再用其他接口,雷電3一統蘋果江湖的時代就要來臨了。

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就此機會,我們不妨重新回顧一下USB接口的歷史和現狀吧。

混亂伊始 重新認識未來的USB接口

USB是電腦身上最“古老”的接口之一,也是普及度最高的存在。在過去,USB1.0→USB2.0(480Mbps)→USB3.0(5Gbps)可謂一步一個腳印,速度也在穩步提升。

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USB接口和插槽的對應形態

然而,從邁入USB3.1時代開始,USB接口的命名就容易出現歧義,而USB3.2和USB4標準的出爐,更是讓USB成為了史上最為混亂的接口。

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如果你懶得往下看,看懂這張圖就OK了

USB接口的形態

在電腦身上的各種接口中,USB多年來不斷“開枝散葉”,並逐漸衍生出了一個無比龐大的家族,按照USB接口的形態可以分為USB Type-A、USB Type-B、USB Type-C、Mini USB和Micro USB幾大系列。

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其中,Mini USB和Micro USB再往下也可以進一步劃分出Mini USB-A、Mini USB-B、Micro USB-A、Micro USB-B,而USB Type-B根據速度的不同,USB2.0和USB3.0標準版本的接口樣子也存在差異。

來自USB3.1的亂象

USB-IF協會在2013年發佈了USB3.1概念,這個接口的理論最高速度可達10Gbps,是USB3.0的2倍。然而,從USB3.1開始卻又可以進一步被細分為USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2兩個版本,前者本質上就是USB3.0的馬甲,速度只有5Gbps,而後者才是真正的USB3.1,擁有10Gbps的速度。

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同時,USB3.1的發佈還伴隨著USB Type-C型接口的誕生,後者在速度上存在USB2.0(常見於智能手機)、USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2三種速度,再加上USB Type-C還能選配雷電3、DP和充電功能,規格上更加混亂。

全新USB3.2的攪局

2019年2月,USB-IF協會再次公佈了USB3.2的最新規範,其最高速率再次翻番到了20Gbps。USB3.2最大的特色就是徹底將USB3.0和USB3.1標準掃進了“垃圾簍”,老接口只需改個名就能被歸類到USB3.2的序列中:

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過去凡是速度為5Gbps的USB3.0、USB3.1 Gen都可以標為USB3.2 Gen1(市場推廣名又稱SuperSpeed USB);

過去凡是速度為10Gbps的USB3.1 Gen2,可以直接改名為USB 3.2 Gen 2(又稱SuperSpeed + USB 10Gbps);

只有速度達到20Gbps,才是真正意義上的USB3.2,並被命名為USB 3.2 Gen2x2(又稱SuperSpeed ++ USB 20Gbps)。

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需要注意的是,從USB 3.2開始,USB-IF官方只推薦USB Type-C這一標準的接口樣式,它會在未來統一USB接口的“江湖”。

究其原因,是因為USB 3.2(Gen2x2)之所以能實現最高20Gbps的速度,最核心的就是使用了USB Type-C接口的兩個Tx/Rx首發通道,而之前的Type-A和Type-B型標準的接口可是做不到的。

換句話說,理論上只有USB Type-C接口才能被稱為USB3.2,但不排除個別廠家為了宣傳噱頭而將USB Type-A型接口也標成USB3.2 Gen1或Gen2。

此外,雖然未來的USB Type-C接口都是USB3.2,但其速度可能卻相差整整4倍,所以未來我們在選擇產品時要更加留意USB3.2接口“Gen”後面緊跟的數字。

收編雷電3的USB4

2019年3月初,英特爾官方宣佈將面向USB推廣組織開放雷電(Thunderbolt)協議規範,從而讓廠商可以免費打造兼容雷電標準的芯片和設備,從而讓最新的雷電3接口不再是頂級PC的專利,並在更廣泛價位的PC間普及。

USB-IF隨後也曝光了基於雷電協議的USB4(注意後綴不再是4.0)標準,它在底層就實現了雷電和USB協議的融合,增強基於USB Type-C接口的產品之間的兼容性。

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換句話說,USB4基本就等同於雷電3,它向下兼容USB3.0、USB3.1、USB3.2和DP(DisplayPort),並支持最高100W功率的電力輸出和40Gbps的傳輸速率,可外接臺式機顯卡擴展塢、兩臺4K顯示器或單臺5K顯示器!

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USB2.0到USB4標準的理論傳輸速率對比

為了便於大家理解,筆者整理了常見各種USB標準的特色,並以USB接口形態為引和圖文並茂的形式給大家展示出來。

USB Type-A型接口

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標準簡介:USB Type-A型接口是通用性最高的USB標準,它常見於電腦、閃存盤、U盾等外設,還常被用於數據線/充電線的“母頭”。

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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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標準簡介:USB Type-B並不常見,它常用於早期的打印機、掃描儀和筆記本的散熱底座等外盒,普遍以USB2.0的速度為主,少數產品通過增加接口針腳的形式可以獲得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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標準簡介:Mini USB是早期手機、移動音箱、MP3等數碼產品通用的充電接口,最高僅支持到USB2.0,即480Mbps的傳輸速度,現在已經被淘汰。

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Mini USB-A:480Mbps

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Mini USB-B:480Mbps

Micro USB接口

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標準簡介:Micro USB是早期智能手機、較新的移動音箱、平板電腦等數碼產品通用的充電接口,最高支持到USB3.0(需增加額外針腳,接口形態加寬),即5Gbps的傳輸速度,現在正逐漸被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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標準簡介:USB Type-C是USB未來的發展趨勢,其接口小巧且支持正反插,更多的針腳可以識別更復雜的協議,其涵蓋了從USB2.0到USB4不同時期的標準,同時還可選配DP視頻輸出、充電和雷電3功能。由於USB4還未正式發佈,所以與對應的圖標我們暫時還用雷電3的圖標替代。

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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/雷電3:40Gbps

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帶有上述圖標就代表支持充電,可搭配不同的傳輸速度標準

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帶有上述圖標就代表支DP視頻輸出,一般這種接口又稱全功能USB Type-C,大多還兼容充電功能。


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