什麼是USB?
USB是Universal Serial Bus(通用串行總線)的縮寫,它是一種資料通信方式的接口标準,由 Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC及Northern Telecom 等計算機公司和通信公司于1995年聯合制定,并逐漸形成了行業标準。
大部分不清楚USB版本和功能的人,是混淆了兩個概念:
1.USB接口類型:這是從外形分類,比如Type-A、Type-B和Type-C
2.USB傳輸協定:這是從傳輸速率分類,比如USB 1.0、USB 2.0、USB 3.2 Gen1等
即,根據ABC字母判斷接口,再根據1234數字判斷速率,下文詳細講。
USB接口類型
根據外形,USB可分為三大類,分别是USB Type-A、USB Type-B和USB Type-C,其中USB Type-A和USB Type-B根據大小又可分為Standard(标準)、Mini(小型)、Micro(微型),USB Type-C目前隻有一種形态,具體如下圖:
上圖按USB接口類型分類,不難發現,同一接口支援不同協定,其結構也不同,又可以向下細分。這個在下文傳輸協定部分有張更直覺的圖做展示。
Micro Type-B USB接口(下文簡稱Micro USB)也就是我們常說的安卓口,它僅支援USB2.0。
相信現在很多人仍然保留着老式安卓機,沒有也沒關系,我手頭上正好有一款比較老的華為充電寶,還保留着Micro USB接口,給大家直覺的看一下:
USB Type-C接口也就是我們常說的USB-C口或簡稱C口,是目前大部分安卓手機以及平闆等數位産品使用的接口,這裡就不過多展示了。
Type-C接口不僅限于充電及傳輸資料,還可作為視訊輸出接口。是以現在有一個新的概念叫“全功能C口”。
即,并不是所有C口都支援“充電+資料傳輸+視訊輸出”(如下圖)
閃電接口
閃電接口,即Lightning接口,這是僅蘋果公司采用的接口,适用于從iPhone、iPad到Apple Pencil手寫筆、妙控鍵盤、妙控滑鼠等配件的大多數蘋果移動裝置。
目前,安卓平台已基本完成Type-C充電接口的統一,僅剩下蘋果手機還堅持Lightning接口。說環不環保都是虛的,蘋果公司這種固執的堅持給消費者帶來非常大的不便。
歐盟已立法要求在2024年底統一手機等便攜智能電子裝置的充電接口。據悉,iPhone 15将采用USB Type-C接口(即USB-C接口)。
USB傳輸協定
USB 3.0系列經曆過兩次重命名,記着Gen後面數字越大,版本越新就可以了。但同時你也要提防别人用USB 3.2來忽悠你:
把USB 3.0說成USB 3.2 Gen1,第一反應好像是3.2 Gen1要牛一點,其實就是一種東西不同叫法。
按大類來說,目前USB的傳輸協定分為USB 2.0、USB 3.2、USB4三大類。
- USB 1.0速率太慢,早已被淘汰
- USB 2.0處于被淘汰的邊緣,需注意的是,不是所有USB 2.0的傳輸速度都是480Mbps,USB 2.0又分為低速、全速和高速版:
低速版1.5Mbps(即1.5MB/8=192KB/s) 全速版12Mbps(即12MB/8=1.5MB/s) 高速版480Mbps(即480MB/8=60MB/s)
- 類似,USB 3.0也擁有三個版本,分别是3.2 Gen1、3.2 Gen2×1、3.2 Gen2×2:
這不禁讓人想到高通骁龍8 Gen1、8+ Gen1、8 Gen2這些拗口的命名
USB3.2 Gen1 5Gbps(即5GB/8=640MB/s) USB3.2 Gen2×1 10Gbps(即10GB/8=1280MB/s) USB3.2 Gen2×2 20Gbps(即20GB/8=2560MB/s)
- USB4相當于USB3.2+雷電3的組合,也就是說你的裝置上有USB4接口,理論上就能外接雷電3的裝置。好消息是,最新的USB4僅支援Type-C,且命名非常人性化,通俗易懂,直接采用傳輸速率大小的方式命名,這才是真正意義上做到了統一:
USB4 20Gbps(即20GB/8=2560MB/s) USB4 40Gbps(即40GB/8=5120MB/s)
雷電協定
我們常說的雷電接口,本質上也是一種傳輸協定,全程英文名叫做Thunderbolt。
Thunderbolt技術融合PCI Express和DisplayPort兩種通信協定:
PCI Express用于資料傳輸,可以非常友善的進行任何類型裝置擴充 DisplayPort用于顯示,能同步傳輸1080p乃至超高清視訊和最多八聲道音頻,并且兩條通道在傳輸時都有自己單獨的通道,不會産生任何幹擾。
早期的雷電接口外觀和原有Mini DisplayPort接口相同,Mini DP接口的顯示器以及Mini DP至HDMI/DVI/VGA等接口的轉接頭都可在雷電接口上使用,這種雷電接口在早期的Mac上使用。
而雷電3采用了通用度更高的Type-C實體接口,是以更廣為人知。但因為支援雷電3接口的裝置價格都非常昂貴,是以雷電3并沒有得到普及。直到英特爾宣布向USB開放雷電協定,于是USB4的出現帶動了雷電3的普及。
雷電4則是相較于雷電3更強的接口協定,雷電4協定并沒有開放,這是英特爾留的底牌。雷電4是目前功能最全的協定,無論是傳輸速度、視訊拓展還是充電都是頂級的接口協定(如下圖)。
USB接口轉換
不同類型的USB接口可通過連接配接線互相轉換,像我們每天給手機充電用的就是Type-C轉Type-A連接配接線: