USB的前世今生 - USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0区别是什么


说到USB,特别是最近发布更新的USB3.2,更有USB4等,发现市场上此种线材的命名方法各成一家,关键是看工程师有没有经常关注行业动态和USB协会的更新说明了,市场上有多少种类的TypeC,而我们又该如何有效识别?目前大家应该听过了一大堆USB的叫法,有什么USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.1 Gen1、USB3.2 Gen2,包括新发表的USB3.2及最最新的USB4.0,还有什么USB Type-A,Type-C,USB公头母头等等,它们都代表什么意思?它们之间又有什么区别?今天我们一起来聊聊!USB-C将一统江湖接口,各接口规范的正确解读发布.

Full?High?Super?抱歉我英语不太好……

USB标准将原先的USB 1.1改成了USB 2.0 Full Speed(全速版),同时将原有的USB 2.0改成了USB 2.0 High-Speed(高速版).

回望USB从二十年前的1.0起,截至今天广泛为人所接受的3.0,USB标准总共经历了四个版本的迭代:1.0、1.1、2.0和3.0,光看阿拉伯数字的话,小学数学及格的人都能知道哪个版本更为先进,但USB-IF有一个起艺名的嗜好,他们给传输速率也起了名字:1.5Mbit/s叫Low Speed、12Mbit/s叫Full Speed、480Mbit/s叫Hi-Speed、5Gbit/s就是SuperSpeed,语言的冲击力可比冷冰冰的数字好大多了,实在弄不明白,还是看图说话吧,下图瞅瞅基本的看图来区别!

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前面所说的USB2.0、3.0那些,是指USB的协议版本,它代表着技术的迭代,数字越大技术越先进,传输速率也更高(你可以用手机网络的2G、3G和4G这样的差别来理解,数字越大,手机上网速度也就越快),在USB2.0时代,全速的设备能达到480Mbps的带宽(USB硬盘对拷最大能有35MB/秒的速度),而到了USB3.0时代,由于拥有5Gbps的带宽,理论上两个USB3.0的硬盘对拷能达到300MB/秒的速度,本来都很好理解的,但这时一个找茬的出现了,苹果公司在该年上市了一款新的Macbook Pro电脑,它使用了全新的USB Type-C接口,为了彰显这一接口的先进,它把这个接口的USB协议描述为USB3.1,但事实上,它的传输速度和功能对比USB3.0没有任何区别,同为5Gbps,再后来,一众其它厂商看到苹果都这样玩了,也纷纷用起了USB3.1这种貌似更高档但换汤不换药的称呼,逼得USB协会最终把USB3.0规范改名为USB3.1 Gen1,也就是说,当你在数码产品包装上看到你的手机或者电脑支持USB3.0或者USB3.1 Gen1,其实他们说的都是同一码事,没有好坏之分,现在可以用简单的几句话为全文作出总结: 1.USB 3.0接口通常为蓝色,一定会有5个以上的触点,而USB 2.0接口的触点不会超过5个;2.USB 3.1 Gen1就是USB 3.0换了个马甲;3.不要见到USB Type-C就以为它会更快,速度请认准USB 3.1 Gen2.2.jpg

随着要传输的数据越来越大,USB规格仍在进化,在更新一代的电脑里,USB3.1的速度被提升到了10Gbps/秒,而达到这种传输速度的USB接口,被称之为USB3.1 Gen2,也有称为SuperSpeed+ USB。而我们前两周说的那个USB3.2,又是在USB3.1 Gen2的速度上翻了一倍,达到20Gbps/秒,其它跟USB3.1规范没有任何区别,但USB4.0就不一样了,由于Intel极力推广Thunderbolt3技术,该技术允许串接多台设备,并最终达到总40Gbps/秒的带宽(是USB3.2的两倍),同时这一接口(线)还能同时传输显示信号,并且能传送不超过100w的电力。现在USB4.0规范直接照搬了这个协议,也就是说USB4.0在传输速度上比USB3.2提高一倍达到40Gbps的同时,还能支持同一接口同一根线同时传输视频数据和电力,但要注意的是,USB4.0之后将仅能使用USB Type-C(USB-C)接口.USB 4来了,新标准带来哪些改变?不只是传输速率翻倍

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就在几周前,我们才刚发表完一篇今年下半年业界或许会推USB3.2的文章,USB 3.1还傻傻分不清,但USB 3.2就要来了,USB3.2标准正式登场,才过去个把月就迎来了技术更为先进的USB4(也称之为USB4.0)的新一代USB数据传输协议,这种更新速度显然有点不合情理,但当你知道USB3.2规范是由USB协会引领的,而USB4.0则是由USB推广联盟主导的,那你就可以理解了。USB推广联盟目前主导者是Intel,他在2017年的时候做出了一个重大决定,把原来私有化的Thunderbolt协议公开给大家来使用(这不技术虽好,但一个人影响有限老是推不开嘛,干脆就共享吧),这一举措的落地正正是USB4.0中最为关键的因素,做作业你说抄来得快还是自己写一个快?USB4.0“借鉴”了Intel成熟的Thunderbolt3协议,所以技术定型及实现路径基本没有阻力,协会成员们点个头就通过了,所以现在知道我们为啥不放USB4图片,直接放Thunderbolt接口图片啦吧!

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技术相同,Thunderbolt3支持列表亦既是USB4支持列表


于是乎,USB4.0是一种采用USB Type-C(USB-C)接口,直连CPU的PCIE总线(更低的CPU资源占用),最高传输速率能达到40Gbps(更高的传输速率),同时还能传输Displayport视频信号(能做视频输出)和USB PD快充电流(能做快速充电)的新一代USB外设传输协议,它本质上是Intel的Thunderbolt3技术,但同时也支持USB协议,因此它能完美向下兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0协议(如果有必要的话),随着USB组织将正式把雷电3规范纳入USB 4之中,据估计可能会在2020年左右正式对外发布,具体应用相关的产品方面,英特尔的10nm处理器已经开始考虑纳入雷电3的原生支持了,因此对USB 4原生支持也应该不存在技术上的问题,这依旧需要等到2019年底或者2020年初.Thunderbolt™ 3 技术的最新进展总的来看,USB 3.2的正式发布和USB 4相关消息的披露,大大推进了这一在我们生活中应用广泛的高速接口的发展,使得数据的转移和复制更为方便,可以预见的是,在USB 3.2乃至USB 4成为主流接口的时候,“一接口走天下”的时代很可能到来,显示器也只需要一根线就能完成电能和信号传输,这将大大方便人们的生活,大家一起拭目以待!


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