USB 3、USB 4、Thunderbolt 和 USB-C

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作者潘安生 | 2021 年 3 月 15 日 | 全部, 消費者

就技術成功案例而言，USB（即通用串行總線）的成功無疑是其中最成功的案例之一。

人們很容易忘記，當 USB 接口在 20 世紀 90 年代中期首次流行時，這種變化是一件相當大的事情。試圖將正確的連接器與正確的外圍設備的正確端口相匹配的日子已經一去不復返了，取而代之的是一個單一的通用標準的建立，推動了過去 20 年的 IT 革命。事實上，作為全球第一家製造首款 SOC USB 閃存控制器的公司，群聯科技走在了這場技術變革的最前沿。

但最近事情變得有點複雜。隨著不同電纜類型的引入，以及追溯性命名系統造成的混亂多於清晰度，因此許多人沒有像他們希望的那樣了解最新的發展也就不足為奇了。

因此，讓我們看一下當前 USB 連接器的發展趨勢，並了解未來的發展前景。

USB 3.0 A 型

USB 3.0 標準連接器包含當前可用的三種 USB 3.2 類型。這些都是：

1. 超高速 USB (USB 3.2 Gen 1)，最大速度為 5 Gbps
2. 超高速 USB 10 Gbps (USB 3.2 Gen 2)，最大速度為 10 Gbps
3. 超高速 USB 20 Gbps (USB 3.2 Gen 2 x 2)，最大速度為 20 Gbps

SuperSpeed USB 系列向後兼容以前的 USB 2.0 標準，並採用與 20 世紀 90 年代末 USB 1.1 首次出現的相同 USB Type-A 連接器。 A 型連接器是當今最常用的連接器類型，存在於多種外圍設備的設計中，例如閃存驅動器、數碼相機、外部硬盤驅動器和計算機鍵盤等。

任何 USB A 型插頭都可以與任何其他類型的 A 型端口配合使用，無論所連接的設備是否是在不同時代製造的。唯一會受到影響的是設備的性能速度，最慢的速度占主導地位，但仍然可以工作。

USB Type-C

USB Type-C 電纜是一種對稱連接器系統，可以傳輸大量數據，並有助於在多個設備之間實現更快、更高的充電。

Type-C 連接器允許在設備之間傳輸高達 100W 的功率，而現有 USB Type-A 的功率僅為 7.5W。功率傳輸的方向不再固定，這意味著功率最大的設備可以充當主機。電源管理還針對連接的外圍設備進行了優化，確保每個設備僅獲取其所需的電力，從而降低所有設備和應用程序的總體功耗。

USB Type-C 連接器的數據傳輸速度高達 20 Gbps，並且由於該連接器支持多種不同類型的數據（包括視頻數據），因此可以在不到一秒的時間內下載整部電影。

Type-C端口也可以支持Thunderbolt協議，但這取決於具體設備。這裡的一個問題是端口看起來是一樣的，因此由設備的所有者來確定端口是否兼容 Thunderbolt。不過，英特爾現在正在與 USB Promotioner Group 合作，該組織應該會看到所有與 Thunderbolt 連接器系統兼容的 Type-C 端口和設備。

霹靂

Thunderbolt 接口（版本 1 + 2）是由英特爾和蘋果聯合開發的替代連接器系統，並於 2009 年以 Light Peak 的名稱首次推向市場。新協議旨在通過促進數據傳輸來發揮 USB 的優勢。與視頻等其他形式一起，通過復用數據信號，能夠將最大數據速率加倍至20 Gbps。

最新版本的 Thunderbolt 3 採用 Type-C 連接器，但數據傳輸速度高達 40 Gbps。例如，這意味著可以同時運行兩個 4K 顯示器，或者一次顯示一個 5K 分辨率圖像。

與使用 Type-C 連接器的 Thunderbolt 3 不同，與使用 Mini Display Port 的早期 Thunderbolt 版本不同，它可以支持 Type-C 連接器支持的任何其他設備或應用程序，包括其 100W 電力傳輸能力，只要正確的電纜和端口已就位以促進這一點。

為了使 Thunderbolt 技術得到更廣泛的採用，英特爾決定對希望將該技術融入其產品的設備製造商免除版稅要求。此外，英特爾於 2019 年開始將 Thunderbolt 內置到其原生 CPU 中。

USB4

USB4系統的目標是融合USB Type-C生態系統，並根據所使用的特定設備的需求增加數據傳輸。 USB4 以 Thunderbolt 協議為模型，因此將允許 PCI-e 和 DisplayPort 數據的隧道傳輸。

儘管USB4將與舊的Type-A接口兼容，但增強的功能將不會保留。對於不太複雜的設備也是如此，無法實現 40 Gbps 的頂級速度。然而，預計 USB4 設備的清晰標籤將決定應用是否能夠達到 20 Gbps 還是 40 Gbps。

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