USB 4为何值得期待，它到底有什么用？_ZNDS问答

谢林汕

如何评价USB4标准？该标准和上一代USB 3.2有什么区别？

USB 4标准于今年3月份公开，在9月份正式发布。目前USB-IF已更新Universal Serial Bus Type-C Cable and Connector Specification线缆与链接器的规范，以满足USB 4的最新要求，预计搭载USB 4规范的产品最早会在2020年年底上市。
据USB-IF描述，USB 4主要有以下三点升级：
使用现有的USB-C线缆进行双通道操作，最高可达40Gbps的传输速度（需要特定的认证线缆）；
支持多种数据和显示协议，可以有效最大聚合带宽；
向后兼容USB 3.2、USB 2.0以及Thunderbolt™3.

为啥说USB 4值得期待？因为这一次它得到了Intel Thunderbolt™3接口加持。此前Intel官方宣布，将面向USB推广组织开放Thunderbolt协议规范，对外开放免去授权费用。这就意味着，在USB 4上，任何制造USB 4设备或线缆的人都可以使其与Thunderbolt 3兼容，这可能会改善累雷电接口拓展坞高价现象。

在Thunderbolt标准加持下，USB 4的最高速度可达40Gbps，速度是USB 3最新版本（USB 3.2 Gen2x2）的两倍，是原始USB 3标准速度的8倍。更重要的是，从USB 4开始，USB接口类型将全部使用Type-C接口，彻底抛弃传统的USB A、USB B型接口。试想一下，当USB 4全面实行后，电脑、手机、显示器、相机等等产品都采用同一种接口进行链接，这将会给我们的日常生活带来极大的便利，你不用费尽心思地去认识一大堆乱七八糟的接口，出门也不再需要戴一大堆不同类型的链接线。

另外，Thunderbolt标准的加入也让USB 4有了更多可能。基于Thunderbolt™3协议使其能够同时支持高数据传输和视频&音频传输，也就是说它能同时具备DP/HDMI/DVI/VGA接口的功能。
USB 3发布之初引入了使用单一电缆发送电力、数据和视频信号的能力，不过实际传输速度不大稳定。而USB 4，它除了拥有40Gbps的传输速度，还可以提供最高100W的电源功率，还可以外接显卡、两台4K显示器、一台5K显示器等等。好消息是，你现有的Thunderbolt™3设备是兼容USB 4的，也就是说在USB 4上也能发挥出40Gbps的速度。

之所以USB4值得我们期待，其主要原因自然或是集中在他的变革之上。在之前，很多人都单纯的觉得USB4的主要变革在于其在速度上的升级。
这也确实没错，毕竟我们的USB4刚从英特尔那要来了thunderbolt3这款全能型的标准，而它足以为我们带来整整40Gbps的传输数据。

然而如果大家只是这么看USB4的话，那你属实就是太天真了。根据目前最新的消息，这款最新发布的USB4将是史上最强的数据接口——他将集合所有接口的功能，并给我们带来最为先进的感官体验。而在上下行方面，USB4也有着很大的动作。
另外，在命名方式上，USB4将始终采用这种命名方式，而不会加上一台类似于.0的后缀。而在物理形态方面，type-C也将取代所有的现行接口，这样也会促使各路电子设备朝轻薄化方向发展，而这无疑是一台非常巨大的改变。
USB4的双链路通道

说到这个双链路通道，其实就是在这一次，USB4终于实现了上下行的同时并行。而由此带来的速度改变，必然是非常突出的。就相当于在之前，USB一直都是个独木桥，要么向这边走，要么向那边走，整体的传输机制非常的落后。
而在这一次，USB4直接就将通路修成了双向高速公路，传输速率自然通透了不少，可以直接实现显示的输入输出功能，自然是为HDMI接口送上了一首挽歌。
USB4的40Gbps传输速率

说真的，早在很久之前，很多人就意识到了USB4一定会进行速率的提升。不过令人吃惊的是，这次USB4的传输速率已经达到了一台非常变态的态度，40Gbps的确是一台有些骇人的数字。

不过这个标准主要需要感谢的或是英特尔，如果不是他们送上的thunderbolt3，USB4肯定不会有如此璀璨的今天。只是作为利益交换，我们也可以轻易的看出，在USB4时代，AMD肯定会在今后过上悲惨的生活。
USB4的万能兼容接口实验，一步到位的精致体验

根据目前的官方消息，USB4将会成为未来功能最全，体积最小，而且速度最快的物理接口。这对于USB3.2来说，无疑是一次本质上的巨变。
也许就在不久之后，一台USB接口就足以解决所有的问题。之前让我们眼花缭乱的各种接口也许就将在USB4时代实现真正的统一。可以说，在之后，type-C将取代一切旧式接口，各路电源、HDMI、耳机、数据传输接口都将归于这个小小的双向插拔孔。

当然，也不要恐惧USB4时代之前的标准失效。最新的USB4.0自然也兼容USB3.2、3.1、3.0和2.0标准。在兼容性上，USB4做的也比较好。因此可以说，USB4本身就是一台速度很快，兼容性很强，而且即将改变电子设备生态格局的一台新物件，在将来，它必将焕发出其深邃的光芒。

USB的下一台伟大版本即将问世，在20199月上旬，USB实施者论坛（USB-IF）发布了USB4规范，为可与Thunderbolt 3的速度媲美的快速USB链接铺平了道路。
准备好规范

英特尔向USB促进者小组贡献了Thunderbolt协议规范。（Promoter Group是负责开发USB规范的行业组织，而USB-IF则倡导USB技术的进步和采用）

当USB4端口开始出目前笔记本电脑和其他地方时，它承诺的最高速度为每秒40吉比特（Gbps）。这是当前USB 3.2 Gen 2×2的最大值的两倍。与其他版本的USB一样，USB4将向后兼容USB 2.0及更高版本，并且在某些情况下，这些USB4端口甚至可以与Thunderbolt3一起使用。

多种不同规格速度

USB4不仅是在所有设备上都可以使用的单一标准。而且它能够以两种不同的速度出现，除了最大40Gbps速度的潜力外，还有20Gbps的速度。如果这还不够的话，USB4规范中还有第三种选择10Gbps。但是，USB-IF告诉我们，这仅仅是支持向后兼容性的回退速度。换句话说，不要期望看到USB4设备受限于最低速度。
在技术上，40 Gbps的USB4速度称为Gen 3×2，而20 Gbps速度称为Gen 2×2。这些都是设备制造商的技术术语。
向后兼容

与其他版本的USB一样，该版本向后兼容其先前版本。特别是USB 2.0及更高版本。这意味着，如果您有用于备份的USB 2.0外部硬盘驱动器，则仍然可以将其链接到USB4端口。为了使它正常工作，您需要一台适配器将USB Type-A（标准USB）链接到USB Type-C，而我们假想的驱动器仍将受限于USB 2.0的速度。

另外目前拥有的USB Type-C电线对于USB4可能还不够好。它仍将支持较早的速度，但是如果您希望看到传输速率的增加，可以需要新的传输电线和线头才能支持。
Thunderbolt 3向后兼容性

USB-IF表示USB4可以向下兼容英特尔的Thunderbolt 3，后者也使用Type-C链接器。因为USB4整合了Thunderbolt 3的规格，所以这是有道理的。但是，USB4不是必须支持Thunderbolt 3。尽管英特尔免费提供了USB-IF的Thunderbolt 3规格，但它并未免费提供Thunderbolt 3的名称。

任何想要宣传其USB4端口与Thunderbolt 3向后兼容的设备制造商都需要获得英特尔认证。这就是为啥英特尔的数据传输技术没有特别普及的原因。
实际上，我们认为Thunderbolt 3的情况不会对PC产生太大影响。您可能会忘记在基于AMD的计算机上看到Thunderbolt 3的官方兼容性，就像在USB4之前一样。
可能会有一些基于Intel的主板晃动经过Thunderbolt 3认证的USB4端口，但是在大多数情况下，PC制造商将依靠扩展卡来支持Thunderbolt 3设备。

USB随处供电

所有USB 4设备将包括USB Power Delivery技术（USB PD），该技术可以通过USB端口提供高达100瓦的功率。这个想法不仅允许通过笔记本电脑的USB端口对手机进行缓慢充电。
USB PD使用智能充电来确保被充电的设备获得与充电设备相同的电量。这两个设备将协商充电速率，以使充电不会太快或太慢，具体取决于设备的需求。
我们还不清楚USB4何时开始推出。与其他标准（例如目前落后的SD和microSD Express）相比，设备制造商通常愿意相对较快地采用新的USB技术。大概在2020年或者2021年开始后，USB4会真正起飞。

2020年7月8日晚间，英特尔突然发布了全新的雷电4接口标准。作为当今个人电脑上可能是带宽最高的链接方案，雷电4这次并没有选择继续堆高接口带宽（毕竟这需要额外的PCIe通道才行），而是通过对传输线缆与控制芯片进行改良，在功能和安全性层面上进行了增强。

雷电4的官方名称、Logo、图标、接口规范以及链接线标识

通过官方发布的这份对比图我们可以清楚地看到，雷电4相比雷电3能够在更长的线缆上维持满速，可以同时带动两块4K显示屏，具备更为完善的电源管理特性，还能支持性能更加强大的扩展坞。虽然带宽并未增长意味着当笔记本电脑使用雷电4链接外置显卡时的性能或许并不会有所提高，但至少在易用性与安全性方面，雷电4相比于前代标准确实是更为优胜的。

但如果你以为英特尔这次的新标准只带来了这么点改变，那就未免太小看他们了。因为这次他们拿出的不只有雷电4，还有早已传言许久，如今终于为整个行业带来真正变革的一项新标准——USB 4。

USB 4有哪些特征？简单来说，它本质上可以被理解为是一台雷电4的“精简版”。其最低带宽从雷电4的40Gbps砍半到20Gbps，取消了对视频输出能力的分辨率要求，取消了雷电标准全部的可靠性设计，不再支持雷电扩展坞（当然也不可以用于外接显卡），线缆也因为不需要像雷电接口那样通过强制质量认证，所以有望便宜很多（当然传输距离和传输稳定性也就自然会打折扣）。

此前的各种USB接口形状

即便如此，与之前的全部USB标准相比，USB 4或是带来了一些重要的改变。首先就是它放弃了以往全部的USB规范，只保留Type-C一种接口形状，这意味着大家熟悉的USB“大口”，未来可能真的就要被行业所淘汰。其次就是USB 4虽然性能肯定比不上雷电4，但至少起始带宽就高达20Gbps，已经相当于此前USB 3.2 Gen2x2标准的最高带宽，何况USB 4实际上还有带宽高达40Gbps的“满血版”可选，在这种情况下它的性能基本上可以做到与雷电3相当，比此前最新的USB标准确实又提高了一倍。

然而，这还不是最重要的，随着USB 4标准的诞生，英特尔全面重新规划了现有的USB命名和接口标识体系。从某种程度上来说，也彻底终结了此前USB标准化组织有意混淆USB命名规范，把老设备“重命名”成新标准的做法。

考虑到有朋友对于之前USB那糟糕至极的官方命名规范还并不了解，我们三易生活在此科普一下。简单来说，就是USB标准化组织经常在推出新的USB标准后，把老标准重新按照新标准的方式命名。比如早在USB 2.0时代，他们就曾把古老且不安全的USB 1.0和USB 1.1规范，重命名成绝对容易搞混的“USB 2.0 Low-Speed”和“USB 2.0 High-Speed”；而到了USB 3.1的年代，USB 3.0被重命名成“USB 3.1 Gen1”；甚至就在上代的USB 3.2规范推出时，USB 3.0与USB 3.1又分别变成了“USB 3.2 Gen1”和“USB 3.2 Gen2”

很显然，USB标准化组织这样的做法，无非就是为了让老旧的USB设备在新时代依然能够堂而皇之的卖给消费者。但是从产品的角度来说，这样的做法无异于饮鸩止渴的欺诈；而且从技术层面上来讲，这也非常不利于USB标准真正的升级换代。

因此在全新的USB 4标准之后，英特尔不仅是彻底弃用了除Type-C之外的其他所有接口设计，同时也对此前的全部USB标准进行了重命名和标识的重新设计。不仅将模糊不清的“USB 3.2 Gen1”、“USB 3.2 Gen2”，以及“USB 3.2 Gen2x2”改成了明确写出速度区别的“USB 3.2 5Gb/s”、“USB 3.2 10Gb/s”和“USB 3.2 20Gb/s”，而且还规定从此以后，所有的“USB 3.2”以及USB4接口，都必需直接在接口旁标明带有速度标识的新LOGO。

如此一来，对于消费者来说以后只要看接口旁的LOGO，孰快孰慢就一目了然，5Gbps的USB 3.0再也不能冒充20Gbps的USB 3.2，厂商“以次充好”的小算盘也就再也打不下去了。不仅如此，在经历了这样一通“本来清源”的操作后，那些老的USB控制芯片，以及采用老USB规范的设备市场竞争力可想而知将会大打折扣。这又将有力的促进全行业更快转向USB 4与雷电4这样的新标准，从而最终带动新产品和新生态的全面普及。

因此不得不说，比起单纯的推出雷电4，英特尔这次在USB标准方面所做的贡献，的确也值得大家称赞。

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USB 4为何值得期待，它到底有什么用？

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