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, 消费者

就技术成功案例而言，USB（即通用串行总线）的成功无疑是其中最成功的案例之一。

人们很容易忘记，当 USB 接口在 20 世纪 90 年代中期首次流行时，这种变化是一件相当大的事情。试图将正确的连接器与正确的外围设备的正确端口相匹配的日子已经一去不复返了，取而代之的是一个单一的通用标准的建立，推动了过去 20 年的 IT 革命。事实上，作为全球第一家制造首款 SOC USB 闪存控制器的公司，群联科技走在了这场技术变革的最前沿。

但最近事情变得有点复杂。随着不同电缆类型的引入，以及追溯性命名系统造成的混乱多于清晰度，因此许多人没有像他们希望的那样了解最新的发展也就不足为奇了。

因此，让我们看一下当前 USB 连接器的发展趋势，并了解未来的发展前景。

USB 3.0 A 型

USB 3.0 标准连接器包含当前可用的三种 USB 3.2 类型。这些都是：

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

SuperSpeed USB 系列向后兼容以前的 USB 2.0 标准，并采用与 20 世纪 90 年代末 USB 1.1 首次出现的相同 USB Type-A 连接器。 A 型连接器是当今最常用的连接器类型，存在于多种外围设备的设计中，例如闪存驱动器、数码相机、外部硬盘驱动器和计算机键盘等。

任何 USB A 型插头都可以与任何其他类型的 A 型端口配合使用，无论所连接的设备是否是在不同时代制造的。唯一会受到影响的是设备的性能速度，最慢的速度占主导地位，但仍然可以工作。

USB Type-C

USB Type-C 电缆是一种对称连接器系统，可以传输大量数据，并有助于在多个设备之间实现更快、更高的充电。

Type-C 连接器允许在设备之间传输高达 100W 的功率，而现有 USB Type-A 的功率仅为 7.5W。功率传输的方向不再固定，这意味着功率最大的设备可以充当主机。电源管理还针对连接的外围设备进行了优化，确保每个设备仅获取其所需的电力，从而降低所有设备和应用程序的总体功耗。

USB Type-C 连接器的数据传输速度高达 20 Gbps，并且由于该连接器支持多种不同类型的数据（包括视频数据），因此可以在不到一秒的时间内下载整部电影。

Type-C端口也可以支持Thunderbolt协议，但这取决于具体设备。这里的一个问题是端口看起来是一样的，因此由设备的所有者来确定端口是否兼容 Thunderbolt。不过，英特尔现在正在与 USB Promotioner Group 合作，该组织应该会看到所有与 Thunderbolt 连接器系统兼容的 Type-C 端口和设备。

霹雳

Thunderbolt 接口（版本 1 + 2）是由英特尔和苹果联合开发的替代连接器系统，并于 2009 年以 Light Peak 的名称首次推向市场。新协议旨在通过促进数据传输来发挥 USB 的优势。与视频等其他形式一起，通过复用数据信号，能够将最大数据速率加倍至 20 Gbps。

最新版本的 Thunderbolt 3 采用 Type-C 连接器，但数据传输速度高达 40 Gbps。例如，这意味着可以同时运行两个 4K 显示器，或者一次显示一个 5K 分辨率图像。

与使用 Type-C 连接器的 Thunderbolt 3 不同，与使用 Mini Display Port 的早期 Thunderbolt 版本不同，它可以支持 Type-C 连接器支持的任何其他设备或应用程序，包括其 100W 电力传输能力，只要正确的电缆和端口已就位以促进这一点。

为了使 Thunderbolt 技术得到更广泛的采用，英特尔决定对希望将该技术融入其产品的设备制造商免除版税要求。此外，英特尔于 2019 年开始将 Thunderbolt 内置到其原生 CPU 中。

USB4

USB4系统的目标是融合USB Type-C生态系统，并根据所使用的特定设备的需求增加数据传输。 USB4 以 Thunderbolt 协议为模型，因此将允许 PCI-e 和 DisplayPort 数据的隧道传输。

尽管USB4将与旧的Type-A接口兼容，但增强的功能将不会保留。对于不太复杂的设备也是如此，无法实现 40 Gbps 的顶级速度。然而，预计 USB4 设备的清晰标签将决定应用是否能够达到 20 Gbps 还是 40 Gbps。

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