從充電集線器到 PC、家用電器和 Raspberry Pi,通用串行總線 (USB) 名副其實無處不在。但是,USB 有超過 10 種不同的版本、大量的連接器以及各種傳輸速率和充電功能,它也是一套廣泛的標準,如果您不知道自己需要什么,可能會感到困惑。
如果您查看最好的游戲筆記本電腦或最好的游戲 PC之一的規格表,您可能會看到它列出了一個 USB4 端口、一個 USB 3.2 Gen 2 端口和兩個 USB 2 端口。但這一切意味著什么,你能期望從每一個中得到什么?我們提供的答案可幫助您了解每種類型的 USB 可以做什么。
1、USB版本、名稱和速度?
如果您使用 USB 傳輸數據,而不僅僅是充電,最重要的是要知道您的連接速度。因為,為了以高達 10 Gbps 的速度將文件復制到外部 SSD,您需要鏈中的每個鏈接來支持該速度:主機 PC、電纜和驅動器本身。
如果每個 USB 端口和產品上都寫有最高速度,或者至少在規格表上,那就太好了。事實上,這也是運行 USB 的 USB-IF(USB 實施者論壇)所希望的。該組織最近引入了一種新的命名約定,將每個 5 Gbps 或更快的端口列為 USB 5 Gbps、USB 10 Gbps、USB 20 Gbps 或 USB 40 Gbps,而不使用版本號。獲得 USB-IF 認證的 USB 產品的制造商會獲得帶有 USB 速度編號的徽標,他們可以在其包裝上使用這些編號。
但是,大多數 USB 設備都沒有經過官方認證過程。即使某些東西通過了認證,您仍然很有可能會看到它以數字版本號(例如 USB 3.2)而不是速度來宣傳。您可能還會看到列出的 USB 產品為 Hi-Speed USB、SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10 Gbps 或 SuperSpeed USB 20 Gbps。然而SuperSpeed 名稱已被棄用,但仍出現在某些包裝和營銷材料上。
USB 3.x 的版本非常多,但是,需要知道的重要一點是,USB 3、3.1 和 3.2 都是相同的 5 Gbps 連接,當您在版本之后看到 Gen 2 時會跳到 10 Gbps,當您在名稱中看到 Gen 2x2 時會跳到 20 Gbps。
2、USB連接器
您可能會在設備上看到超過六種常見的 USB 連接器。其中一些連接器在某些類型的設備上更為常見。
USB A 型
追溯到 1990 年代,USB-A 連接器是第一個并且仍然是使用最廣泛的 USB 連接器。它是矩形的、扁平的,并且只能以一個方向插入計算機,如果您要插入看不到的端口,這可能會很麻煩。您會在大多數外圍設備和計算機上找到 USB Type-A 端口,除了一些太薄而無法支持的超極本。USB Type-A 連接器可能支持 5 或 10 Gbps 種類的 USB 1.1、USB 2 或 USB 3.x,但這完全取決于設備或電纜支持的內容。USB 3.x 端口有時是藍色的,而那些達到 10 Gbps 的端口有時是紅色的。
USB B 型
USB-B 主要用于最大的外圍設備,例如打印機。它也可以在內置 USB 集線器的 USB 集線器或顯示器上找到,盡管 B 端口始終是將該集線器/顯示器連接到您的 PC 的電線的一部分。
Mini USB
Mini USB 在世紀之交與 USB 2.0 規范一起首次出現,現在已成為過去,已被 micro USB 取代。您可能仍會在一些較舊的游戲控制器或數碼相機上看到 mini USB。從技術上講,mini USB Type-A 和 mini USB Type-B 都有,但你只可能在野外看到 mini USB Type-B。
Micro USB
盡管 USB-C 是一種更新、更好的連接器,尺寸大致相同,但您仍然會在大量設備上看到微型 USB,從廉價的 Android 平板電腦到 Raspberry Pi、微控制器、數碼相機、移動電源和智能家居設備。從技術上講,micro USB Type-A 和 Type-B 都有,但你只會看到 Type-B。
USB Type-C
今天出貨的大多數新電腦都至少有一個 USB-C 端口(有些還有更多)。這些電纜上的插頭呈橢圓形,與任何其他 USB 連接器不同,無論您使用哪個方向插入它們都無關緊要。
USB-C 線纜可以傳輸數據、視頻和電源(最高 240 瓦),但并非每條線纜都支持所有這些功能,因此您需要查看規格。許多新的鍵盤、鼠標以及幾乎所有新的智能手機和平板電腦都帶有板載 USB-C 連接器。
3、USB電源標準
除了 Apple 的 iPhone,幾乎所有移動設備都通過 USB 充電。您還可以通過 USB 連接為任何最好的超極本或最好的便攜式顯示器供電。但并非所有 USB 端口和電纜都能提供相同功率的充電。
一些最新的 USB 設備實際上可能在其包裝上有一個標志,說明它們可以輸出多少功率,但目前這種情況并不常見。大多數現代手機充電器和所有筆記本電腦充電器都使用某種 USB PD,但并非所有 USB-PD 設備都具有相同的最大功率,因此請務必檢查充電器和電纜。對于筆記本電腦,60W 是最常見的最小值,而超過 100W 的則不太常見,因為這是一個較新的標準。
4、USB視頻
DisplayPort 替代模式(Alt 模式)是另一種簡化現代 PC(尤其是筆記本電腦)布線的方法。借助 DisplayPort 替代模式,USB-C 電纜可以傳輸非 USB 信號。在 DisplayPort Alt Mode 的情況下,計算機可以通過 USB-C 電纜傳輸 DisplayPort 信號。
雖然這對于臺式機來說可能不是什么大問題,但對于筆記本電腦來說卻是一個很大的優勢。USB-C 端口在物理上比 HDMI 或 DisplayPort 小,因此能夠在保持筆記本電腦尺寸較小的同時傳輸 DisplayPort 信號對于 PC OEM 來說是一個福音。
不幸的是,您通常無法僅通過查看筆記本電腦的 USB-C 端口來判斷它是否可以傳輸視頻。您需要閱讀計算機的說明手冊或規格表,或者您可以進行實驗。
筆記本電腦上最新的 USB4 端口可以利用 DisplayPort Alt Mode 2.0,它可以在 60 Hz 下以高達 8K 的分辨率運行,并使用 HDR10 顏色。雖然 USB4 本身只能傳輸 40 Gbps 的數據,但該端口可以發送 80 Gbps 的 DisplayPort 數據,因為它只向一個方向發送所有數據,因此可以接管所有 8 個通道。
您還可以從 USB 3.x 甚至 2.0 Type-A 端口輸出視頻,等等。盡管 Type-A 上沒有 USB alt 模式之類的東西,但仍有許多使用 DisplayLink 技術的擴展塢和便攜式顯示器。安裝正確的驅動程序后,您的計算機將壓縮視頻并通過標準 USB 信號將其發送到擴展塢。
5、USB電纜和向后兼容性
USB 的優點之一是它的向后兼容性。您可以使用全新的 USB 20 Gbps SSD 并將其插入 1999 年的 USB 1.1 端口,它可能會工作。但是,任何連接的速度都與其最慢的部分一樣快。因此,如果您將 USB 40 Gbps 驅動器連接到計算機上的 USB 40 Gbps 端口,但您使用的電纜只能支持 USB 5 Gbps,那么您將只能獲得 5 Gbps。
購買 USB 電纜時,尋找最大額定速度尤為重要。您可以找到許多兩端使用 USB-C 并提供 60 瓦充電功率的電纜,但只能以 USB 2.0 速度 (480 Mbps) 傳輸數據。
6、USB的歷史
在這一點上很難相信,但通用串行總線 (USB) 已經存在了二十多年。USB 的起源可以追溯到 1990 年代中期,從 1996 年推出的 USB 1.0 規范開始。隨后是 1998 年的 USB 1.1、2001 年的 USB 2.0 和 2008 年的 USB 3.0。在 USB 2.0 發布二十年后,USB4 版本 2.0于 2022 年底發布,進一步提升了連接外圍設備的速度。
USB 1.0/1.1 (1996 - 1998)
USB 出現的時候,計算機背面的各種端口都在爭奪我們的注意力。不僅有多個串行端口,而且還有一個并行端口(用于打印機)和用于鼠標和鍵盤的 PS/2 連接器。如果您玩游戲,您的控制器需要一個游戲端口,并且在商業環境中通常會看到用于外部存儲的 SCSI 連接器。
USB 被開發為所有這些端口的“通用”替代品,通過使用通用連接器來簡化我們連接設備的方式。
USB 1.0 于 1996 年首次亮相,帶有我們熟悉的 Type-A 連接器,直到今天仍然存在。USB 1.0 標準提供 1.5 Mbps 的“低速”信號傳輸速率或 12 Mbps 的“全速”信號傳輸速率。新生標準 USB 1.1 的第一個修訂版于 1998 年問世。
USB 2.0 (2000)
隨著 2000 年 USB 2.0 標準的推出,USB 的采用真正開始加速,該標準將最大信號速率大幅提高到 480 Mbps,并獲得了“高速”的綽號。
我們還看到了帶有 USB 2.0 的 USB On-The-Go 規范的引入,該規范允許具有基于 USB 的連接器的智能手機和平板電腦托管其他 USB 設備。例如,您可以將鼠標、USB 拇指驅動器或數碼相機插入三星平板電腦或 Google Pixel 手機的 USB 端口。
USB 3.0 / 3.1 / 3.2 (2008 / 2013 / 2017)
2008 年,USB-IF 推出了 USB 3.0,它以 5 Gbps 的速度運行,與之前的 USB 2.0 相比,吞吐量提高了大約 10 倍。即使在今天,這也是大多數設備支持的最高速度。事實上,大多數外圍設備只需要 USB 2.0 速度。
然而,USB-IF 在 2013 年推出 USB 3.1 后,在 2013 年又將速度提升了一個檔次,信號速率再次翻倍至 10 GBps。最初的 5 Gbps 速度被重命名為 USB 3.1,而 USB 3.1 Gen 2 指的是 10 Gbps 速率。
USB-C 于 2014 年推出,但連接器跨版本,因為您可以擁有一個僅以 2.0 速度運行的 USB-C 端口,或者一個以 20 甚至 40 Gbps 的速度運行的 USB-C 端口。
隨著 2017 年 USB 3.2 的推出,我們又看到了另一個 10 GBps 層和一個更快的 20 Gbps 層,兩者都具有雙通道功能。正是在這個時候,USB-IF 決定將所有 3.x 規范集中在 USB 3.2 下,因此 USB 3.2(無 Gen 或 Gen 1)為 5 Gbps,USB 3.2 Gen 2 為 10 Gbps,USB 3.2 Gen 2x2 為 20 Gbps . 之所以稱為 Gen 2x2,是因為它使用兩個 10 Gbps 通道。
USB4
USB4 于 2019 年宣布為 USB 標準的下一個演變,并且僅使用 USB-C 連接器(而不是傳統的 USB-A 連接器)提供。它可以以 20 或 40 Gbps 的速度運行,后者相當于 Thunderbolt 3 或 Thunderbolt 4,因為 USB4 可以與 Thunderbolt 兼容。
使用雙組四個雙向通道傳輸數據。
添加了 DisplayPort Alt Mode 2.0,支持 60 Hz 的 8K 分辨率和 HDR10 顏色。DisplayPort 2.0 可以使用高達 80 Gbps 的速率,因為所有八個數據通道都可用于將一個方向的方向發送到顯示器。
USB4 2.0 版于 2022 年夏季首次發布。與上一代飛躍一樣,USB4 2.0 版再次將帶寬翻倍,這次從 40 Gbps 提高到 80 Gbps。這甚至是 40 Gbps 上限的 Thunderbolt 4 速度的兩倍。
這些 80 Gbps 速度是使用現有的 40 Gbps 無源電纜或新的有源 USB Type-C 電纜實現的,這些電纜明確額定為更高的速度。USB 3.2 數據隧道現在能夠超過 20 Gbps,并且 USB4 版本 2.0 也符合最新的 PCIe 和 DisplayPort 標準。鑒于向后兼容性一直是 USB 接口的一個標志,USB4 版本 2.0 與除Thunderbolt ?3 之外的所有可追溯到 USB 2.0 的早期版本兼容。
審核編輯:湯梓紅
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