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USB接口和它坑爹的改名史 从20Gbps到80Gbps的极速体验

简单
2025-07-25 / 0 评论 / 0 点赞 / 1 阅读 / 0 字

  一、USB基础概念与接口类型

  基础概念

  通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)是一种串口总线标准,也是一种输入输出接口技术规范。它的主要功能是连接外围设备与计算机之间的通讯桥梁。USB的历史可以追溯到1994年,由英特尔和微软联合发布了第一个版本USB 1.0。经过30多年的发展,USB已从初代的低速传输演变到目前高达40Gbps的传输速度,且具备更高的能效与功能兼容性。

  USB接口类型

  USB接口主要分为三类:Type A、Type B和Type C。每一类又根据具体用途细分为标准(Standard)、小型(Mini)和微型(Micro)接口。其中,Type-C以其正反插的优势、线束更多、数据传输速率更高等特点,逐渐成为主流。早在乐视手机时代,Type-C接口就已经广泛应用。相比之下,Type-C接口不仅具备传统USB接口的传输功能,还集多个优势于一身,如支持视频输出、多功能传输等。

  二、USB传输标准及其进化

  USB传输标准的进化速度令人惊叹。最初的USB 1.0版本,传输速度只有1.5 Mbps,而如今的USB4.0,传输速度高达40Gbps。这种跃升背后是USB-IF(USB Implementers Forum)组织对命名规范的两次重大调整,从USB 3.0开始实施新的命名规则,统一以传输带宽来命名。

  传输速率

  USB 1.0-3.0时期,命名较为简单,直接以数字版本进行区分。自USB 3.1开始,命名方式变得复杂,增加了Gen2x2、Gen2、Gen1等子版本。最终在USB 4.0统一以传输带宽命名,如USB4 v2.0对应80Gbps,USB4对应40Gbps,USB 3.2 Gen2x2对应20Gbps等。这不仅在包装上进行了新的标识,还对用户理解和选择合适的传输标准提供了便利。

  雷电技术

  雷电技术(Thunderbolt?)最初由英特尔开发,是一种强大的连接标准,提供数据和视频信号传输以及电源供给。雷电技术主要通过Type-C接口实现,第三代及以上版本的传输速度可达40Gbps,且具备动态调整数据与显示带宽的功能,使得传输效率更为高效。目前雷电技术已经发展到了第五代,并且与USB4的出现密切相关。英特尔进一步将雷电3技术贡献给USB-IF组织,使USB4能够基于雷电3进行开发和应用。

  以下是不同USB接口的理论传输速度:

  USB1.0:1.5Mbps(0.18MB/s) 1996年1月15日

  USB1.1:12Mbps(1.5MB/s)    1998年9月23日

  USB2.0:480Mbps(60MB/s)    2000年4月27日

  USB3.0=USB3.1 Gen1=USB3.2 Gen1:5Gbps(625MB/s)    2008年11月12日

  USB3.1 Gen2=USB3.2 Gen2:10Gbps(1250MB/s)     2013年7月26日

  USB3.2 Gen2×2=USB4 20:20Gbps(2500MB/s)    2017年9月22日

  USB4 40=雷电3=雷电4:40Gbps(5000MB/s)

  USB2.0的60MB/s只是理论速度,但由于处于半双工状态,实际速度只有一半左右,甚至有些接口连20MB/s都达不到。

  二、USB接口的传输速度分类

  以上是各类USB接口的形状,而USB1.0、2.0、3.0这些则是USB传输协议或版本,对应着不同大小的带宽。

  USB 1.0:最初版本的USB接口,传输速率仅为1.5Mbps(低速)或12Mbps(全速)。

  USB 2.0 :引入了480Mbps的高速传输速率,同时向下兼容低速和全速模式。USB 2.0又分为低速版(1.5Mbps)、全速版(12Mbps)和高速版(480Mbps)。

  USB 3.0:提供了5Gbps的超高速传输速率,并向下兼容USB 2.0及以下版本。USB 3.0在命名上经历了多次变化,如USB 3.1 Gen 1、USB 3.2 Gen 1等,但它们实际上都指向同一标准。

  说到这里,就不得不吐槽一下USB的管理组织:USB-IF协会。

  2008年,USBIF发布了USB3.0,把数据带宽提高到了5Gbps。到了2013年,又发布了全新的USB3.1,带宽翻倍达到了10Gbps。

  本来这样也挺好的,照此发展下去,等到了20Gbps可以叫USB3.2,到了40Gbps可以叫USB3.3,到了80Gbps可以叫USB3.4……以此类推,大家都能看的明白。

  但是这个USB-IF偏偏要搞事情,非得把大家已经耳熟能详的名字给改了!

  他们把原来USB3.0的名字改成了USB3.1 Gen 1,把原来支持10Gbps的USB3.1改成了USB3.1 Gen 2。

  好嘛,到现在我也还能够理解,照着这个规律,20Gbps的版本就应该叫USB3.1 Gen 3了吧?

  人家偏不!

  USB-IF又双改名了!

  他们把原来的USB3.1 Gen 1改成了USB3.2 Gen 1,把原来的USB3.1 Gen 2改成了USB3.2 Gen 2X1,而后来的20Gbps的版本就叫做USB3.2 Gen 2X2。

  到这里我已经彻底晕菜了,真想扒开那帮人的脑袋看看,里面都进了多少水?

  到了2022年,这帮人又双叒改名了!不过这次算是好消息,USB-IF要求直接在线上标注支持的带宽和功率,这样大家伙看到后一目了然。

  不过有的厂商按照最新的规则标注了,有的则还是沿用USB3.0、USB3.2 Gen2X2这类的名称进行命名,所以买之前甭管它几点零还是Gen多少,直接问明白支持的传输速度和充电功率就行了,这样就能知道这根线的好坏。

  USB4:这是USB接口的最新标准,基于Thunderbolt(雷电/雷雳) 3协议开发,提供了高达40Gbps的传输速率,并支持动态调整以达到最优的使用环境。USB4仅支持Type-C接口,并且命名非常直观,直接采用传输速率大小的方式命名,现在最高支持到了80Gbps。

  

  三、雷电接口

  上面说到,USB4是基于雷电3协议开发的,那USB跟雷电又有什么关系呢?

  雷电协议是英特尔和苹果公司共同开发的,不仅带宽更高,而且还可以外接显卡进行视频传输,功能更加强大,开始的雷电1、雷电2用的是mini dp接口,到雷电3改成了Type-C接口。

  雷电3要对适配厂商收取授权使用费,导致支持雷电3协议的配件比较少,且价格高昂,难以推广开来。后来英特尔把雷电3的技术免费提供给了USB-IF,而USB-IF基于雷电3才做出的USB4,所以USB4的接口也跟雷电3一样,只有Type-C。

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