USB-A、USB-C、USB Type-C 有什么区别?你分的清楚吗?
USB 2.0、USB 3.0、USB4 有什么区别?你分的清楚吗?
手机和充电宝的线材如何选? 支持快速充电的线材如何选?
大家好,我是 @马科斯奥,今天带大家正确认识 USB 家族,简单易懂,认真看完文章,以上的问题你就都懂了。本文会不定期更新。
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目录
一、USB 是指什么
二、USB 标准的演变
USB 1.0、USB 2.0、USB 3.0
USB 3.1、USB 3.2、USB4
三、USB 接口的识别
1、接口类型
USB Type-A、USB Type-B、Mini-USB
Micro-USB、USB Type-C
2、什么是 PD 快充
3、不是所有的 USB Type-C 都是全能
4、USB Type-C 不是 USB-PD
5、关于 Type-C 这个名词
四、USB4 简介
1、什么是 USB4
2、什么是 Thunderbolt
3、线缆选择 在正文开始之前,可以先看看这张表格,快速掌握 USB 各协议的区别。正文会有更详细的介绍。如果觉得有帮助,可以点赞、关注、转发支持我,也可以留言讨论交流。快跟上,不要掉队了~
正文
一、USB 是指什么
USB:Universal Serial Bus,简称 USB。中文翻译称为通用串行总线,是一种串口总线的标准,也是一种输入输出接口的技术规范,在现实中频繁应用于 3C 数码产品,电脑、手机、打印机、游戏机等,被称为万能接口,目前已经发展为行业标准。
下面这些都可以称为 USB,形态多样,根据物理形态还可以分为 USB-A、USB-B、USB-C 等,另外每种物理形态还有不同的传输协议,比如 USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x 等,最主要的区别就是传输速度不同。
形态多样的 USB 接口
<hr/>二、USB 标准的演变
USB 传输协议的制定组织是 USB-IF,成员有苹果、微软、惠普、因特尔等。从 1996 年的第一代 USB 1.0 开始到目前最新的 USB4,中间经历了很多版本,也经历过多次改名。估计有很多朋友不知道他们的区别,那就跟着我一起来看看吧~
USB 协议的发展
1、USB 1.0
1996 年,正式发布第一代 USB 1.0,传输速度仅为 1.5Mbps。最大的特点是支持热插拔,即插即用。如今 USB 1.0 已经成为历史。 2、USB 2.0
2000 年,USB 2.0 发布,最高传输速度提高到 480Mbps。这在当时是很快的传输速度了,但是在今天随便一台移动硬盘都是 T 级别的,一部 2k 4k 的影片也是 G 级别,USB 2.0 的传输速度已经不够用了。 3、USB 3.0
2008年,USB 3.0 发布,传输速度提高到 5Gbps。 4、USB 3.1
2013年,USB 3.1 发布,传输速度达到了 10Gbps。从这里开始,USB-IF 开始了魔幻操作,对之前的接口标准重命名了,导致目前接口名称混乱。
以前的 USB 3.0 改名为 USB 3.1 Gen 1 又称为第一代 USB 3.1,新发布的 USB 3.1 改名为 USB 3.1 Gen 2 又称为第二代 USB 3.1。前面提到的 USB 3.0 消失在了历史长河。 5、USB 3.2
2017 年,USB 3.2 发布,最高速度达到了 20Gbps。没有错,USB-IF 组织又对接口标准重命名了。
第一代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 1 又称为第一代 USB 3.2,第二代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 2 又称为第二代 USB 3.2。就这样,USB 3.1 也消失在了历史长河。
新发布的 USB 3.2 (传输速度 20Gbps),叫做 USB 3.2 Gen 2x2 又称为双通道第二代 USB 3.2 6、USB4
2019 年,USB4 发布,分为两个版本,一台是 20Gbps,一台是 40Gbps。物理接口形态统一使用 USB Type-C 接口。
到此总算说完 USB 协议了,为了保证设备兼容性,所有协议都向下兼容。
各 USB 协议的理论传输速度对比:
各 USB 协议理论传输速度
<hr/>三、USB 接口的识别
前面说的 USB 2.0、USB 3.1、USB 3.2、USB4 指的都是传输标准,需要依赖于物理接口才能实现传输数据、充电等功能。 1、接口类型
目前我们常见的接口有以下几种: USB Type-A
又称 USB-A,在电脑、手机充电器中很常见。分为公座和母座,常见 USB-A 数据线的 A 端是公座,而充电器上的则是母座。为了区分不同的接口协议,通常使用 USB 3.0 协议的 USB-A 接口颜色使用蓝色。
左:USB 2.0 的 Type-A,右:USB 3.0 的 Type-A
USB Type-B
又称 USB-B,通常在打印机设备使用,另一端使用 USB-A 链接电脑。
左:USB 2.0 的 Type-B,右:USB 3.0 的 Type-B
Mini-USB
目前这种接口比较少见。
USB 2.0 的 Mini USB
Micro-USB
广泛使用在移动设备中。
左:USB 2.0 的 Micro-USB,右:USB 3.0 的 Micro-USB
USB Type-C
又称 USB-C,作为新一代通用接口,集成 USB 数据、PD 充电、音视频显示输出等功能,有望成为市场的统一接口。它是随着 USB 3.1 (这里特指 USB 3.1 Gen2,现名:USB 3.2 Gen 2,下同)标准被提出来的。
USB Type-C
这里不得不提一下 USB 3.1。
这里所说的 USB 3.1 指 USB 3.1 Gen2,而 USB 3.1 Gen1 只是 USB 3.0 的改名,功能完全没有变化。
这就是 USB-IF 在改名的时候太草率,导致目前命名混乱。
编码标准变化从 USB 3.0 的 8b/10b 升级为 128b/132b,编码损耗从 20% 降低到 3%。
直观感受是传输速度损耗从 20% 降低到 3%,等于原来只能负载 80%,目前变成负载 97%。
最大支持 100W 电力输出
电压不只局限于 5V,还提供了其它多种规格,对充电来说,等于多了很多选择。
USB Type-C 除了拥有 USB 3.1 的特性外,还具备:
无方向,支持正反盲插
支持雷电 3(Thunderbolt 3)传输协议,传输速度将从 USB 3.1 的 10Gbps 提高至 40 Gbps
2、什么是 PD 快充
全称叫 USB Power Delivery,简称为 USB PD,是 USB-IF 组织制定的充电标准和技术,最早发布于 2012 年。
从 USB 2.0 开始,一台叫 Battery Charging 的工作小组(归属于 USB-IF 组织),开始研究让 USB 提供供电功能。直到 BC v1.2 规范发布,最大也只支持 7.5W 充电,在之前小型设备小容量电池时代能满足充电要求,但是在今天已经没办法满足了。苹果万年不变的「五福一安」,只有 5W 的功率充满电要好几个小时,实在没办法忍受。
为了解决更大充电功率的问题,USB-IF 又成立了另外一台工作小组 Power Delivery。然后就有了目前使用的 USB Power Delivery(PD)充电标准。 USB PD 1.0
2012 年发布 USB PD 1.0,可以使用 5V、12V 和 20V 电压充电,最高功率达到100W。支持以下功率配置:
10W:5V 2A
18W:12V 1.5A
36W:12V 3A
60W:12V 5A、20V 3A
100W:20V 5A
USB PD 2.0
2014 年发布 USB PD 2.0,改成使用 USB 3.1 标准的 USB Type C 接口。 USB PD 3.0
2015 年发布 USB PD 3.0,加入 PPS(Programmable Power Supply),兼容各家快充协议,最新规范已经支持高通 QC4 快充协议。这个就厉害了,目标是消灭其它快充协议,唯我独尊。
USB PD 2.0 和 USB PD 3.0 支持以下功率配置,充电功率比 1.0 版本扩大了很多。
因为种种原因,USB PD 1.0 基本不被市场采用。相比之下,较新的 USB 2.0 和 USB PD 3.0 比较受市场认可,使用的也比较多。
USB PD 快充要统一市场还任重道远。国内手机厂商自研的快充技术已经成为了各自的宣传卖点,恐怕短时间内无法让手机厂商放弃自个的快充技术。从长远来看,统一快充技术对于规范市场是有好处的,消费者再也不用担心各种设备的充电问题了。
3、不是所有的 USB Type-C 都是全能 USB Type-C 只是一台物理接口形态,虽然支持 PD 充电、USB 数据传输、DisplayPort 显示,但是实际上,还要看设备厂商有没有搭匹配应的功能。设备制造商可以自由的选择要支持的功能,也可以提供全功能的 USB-C 接口,但是基于成本等其它原因,可能只有一项或者某几项功能。
有些设备虽然使用 USB Type-C 接口,但是不一定是使用 USB 3.1 的接口协议。(这里所说的 USB 3.1 是指 USB 3.1 Gen2,现名:USB 3.2 Gen 2,下同) 所以,千万不要认为 USB Type-C 就是 USB 3.1,而反过来,如果一台接口使用了 USB 3.1 标准,那么物理接口形态一定是 USB Type-C。
在购买 USB-C 接口的设备时,要特别注意接口支持的功能。像下面这款电脑,特别标识了全功能 USB Type-C 接口。
4、USB Type-C 不是 USB PD
USB Power Delivery,简称为 USB PD,是 USB-IF 组织制定的充电标准和技术,最早发布于 2012 年。可以将 USB 电源能力提升到 100W。这两个名词不能互换。另外,不是有 USB-C 接口就一定支持 PD 快充协议。
5、关于 Type-C 这个名词
从 USB-IF 官方资料来看,是没有这个叫法的,官方推荐的叫法只有全称 USB Type-C,及简称 USB-C。
图片来自 USB-IF 的 USB Type-C 技术文档
官方推荐使用 USB-C 作为简称用于市场推广。
图片来自 USB-IF 的 USB Type-C 技术文档
<hr/>四、USB4 简介
1、什么是 USB4
USB4 是最新一代 USB 传输标准,向后兼容 USB 2.0、USB 3.2 和 Thunderbolt 3,其实是在 ThunderBolt 3 的基础上,增加了对 USB 2.0 和 USB 3.2 标准的补充和发展。
USB4 有两种传输带宽,一种是 20Gbps,另一种是 40Gbps。 主要特点: