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深度解析讓人又愛又恨的USB Type-C接口

作者: 時間:2016-12-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
今天撞膽來談?wù)?strong>USB。為啥說USB Type-C呢?因為近日風(fēng)口浪尖的USB Type-C連爆隱患。最近新款MacBook曝出了充電線充電隱患,可能導(dǎo)致筆記本無法充電,蘋果不得不發(fā)出聲明為用戶更換全新的USB-C充電線;無獨有偶,2015年底谷歌工程師發(fā)現(xiàn)一款熱賣的Type-C數(shù)據(jù)線會徹底損壞Chromebook……

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/329159.htm
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不過話說回來USB聯(lián)盟本來就是一個些許混亂的聯(lián)盟組織,具體怎么混亂呢,聽撞膽娓娓道來。但是,本人并不想唱衰USB,畢竟它還是個好東西,并且在電子設(shè)備的歷史長河中(其實不過幾十年)為數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一做出了歷史性的貢獻。

USB幾乎是每個人、每天都要接觸的端口,可能也是我們每天使用最頻繁的端口,是大家再“熟悉”不過的。但注意熟悉是加引號的,因為USB接口標(biāo)準(zhǔn)可謂甚是混亂,大口、小口,A、B、C標(biāo)準(zhǔn)等多個版本,看看上圖就怕了吧(這些接口還不是USB的全部接口)!。除此之外,USB還存在一些安全性問題。比如早期的PC主板上并沒有USB的保護電路,一旦USB的兩根供電線+5V和-5V不慎短接的話,主板很可能就掛了。如今的USB Type-C接口因為速率更高、支持功率也更高,所以端口定義也就更加復(fù)雜,出問題的概率也可能更高。

啥是USB呢?

通用串行總線(Universal Serial BUS),縮寫為USB,是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊. 從1994年11月11日發(fā)表了USB 0.7版本,然后更新至0.8也都沒什么人在用,真正被市場認可還要到了1.0時代,再就是1.1(1.5Mbps),之后一下飛躍到了2.0(480Mbps)版本,而到了2010年前后便開始普及早在2008年就制定好的USB 3.0規(guī)格,可見USB聯(lián)盟推廣新規(guī)格的效率是有多么低下。

注意:USB的0.7、0.8、1.0、1.1、2.0,乃至到今天的3.0和3.1都是USB傳輸?shù)囊?guī)格;而USB的不同接口還可分為USB Type-A、Type-B、Type-C、Micro-B等,這是USB接口的接口規(guī)格,大家別弄混淆。

為了讓USB不再因為不支持視頻協(xié)議而在IEEE1394和Thunderbolt等接口面前抬不起頭,MHL聯(lián)盟終于將其解救。其將碩大的19pin的HDMI、DisplayPort接口協(xié)議加入了支持,從而我們也就能看到支持MHL的電視、顯示器、投影機等產(chǎn)品,以及手機、平板電腦等移動設(shè)備。

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USB迎接USB 3.0的春風(fēng)

USB 3.0的普及,可以說是USB接口真正的春天。USB 3.0相比USB 2.0普及相隔漫長的10年的時間,但這10年的等待實際上是值得的,相比高昂的IEEE1394接口,USB 3.0性能更好,更加經(jīng)濟,兼容性也更好。

USB 3.0的5Gbps(4.8Gbps)傳輸速率比USB 2.0的480Mbps要提高10倍,理論值已經(jīng)緊逼SATA 3.0的6Gbps。然而實際情況相比這足以讓人們興奮的速度提升也并不樂觀,因為初期的主板上的USB還走的是性能低下的南橋總線,Intel和AMD等行業(yè)巨頭都未提供足夠的支持,USB 3.0只能通過橋接芯片來獲得支援(常用的是NEC和ASMedia等),這讓USB 3.0的傳輸速率遠沒有預(yù)期那么明顯。而這之后就開始了USB 3.0“原生”之說,原生支持USB 3.0主板,再到原生支持USB 3.0的移動設(shè)備,這里所謂的“原生”,就是指其內(nèi)部是否集成了支持USB 3.0的底層硬件,如果不是底層支持,那傳輸性能將大打折扣。但事實上,即便是原生,能真正跑滿5Gbps帶寬的控制芯片還是相當(dāng)有限的。

最新的USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)于2013年7月發(fā)布,最大理論帶寬相比USB 3.0翻了一番,達到10Gb/s(Super Speed+)。USB3.1編碼方式從此前USB3.0的8b/10b換成了128b/132b,帶寬損耗率從20%大幅下降到3%左右,換算之后帶寬同樣超過了1.2GB/s,這也意味著在真實使用中USB 3.1的極限傳輸速率有望接近1GB/s。

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Type-C是移動設(shè)備接口的革命

不少人都知道,USB Type-C是目前最被看好的接口。但在說Type-C之前,還要說說特立獨行的蘋果。

蘋果聯(lián)合Intel為其設(shè)計了Thunderbolt雷電接口,賦予這個新的小接口既擁有數(shù)據(jù)傳輸能力,又有視頻傳輸能力。雖然Thunderbolt的應(yīng)用范圍廣,傳輸性能強,但是其就像IEEE1394一樣,小眾的應(yīng)用范圍讓其難以擺脫昂貴的價格的劣勢。而在移動設(shè)備上,蘋果從另類的30pin大Dock變成了Lighting接口,不僅體積小巧,更重要的是支持正反插,這對移動設(shè)備而言可以說是一大福音。但在USB Type-C面前,Lighting很可能也將被淘汰。

下圖是USB Type-A接口,這種插了半天插不進去的尷尬估計誰都碰到過,而且是每天!

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USB Type-C,也有人叫USB-C,為輕薄設(shè)備提供了高速傳輸?shù)慕鉀Q方案。USB Type-C是為USB 3.1設(shè)計的,為了支持10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸、100W的功率傳輸(需要PD支持,PowerDelivery)、4通道DisplayPort視頻傳輸、MHL 3.2音視頻等傳輸規(guī)范,其端口定義更是增加到了24pin(支持正反插,需要有接口的冗余)!

也正是因為其可以提供100W功率傳輸,所以在MacBook上USB Type-C取代了MagSafe作為充電接口。

讀而思

duersi

當(dāng)然我們也能因此為而萌生更多的聯(lián)想。以后外接顯卡、外置CPU、外置聲卡等等可能都不再是癡夢,都可以通過USB Type-C端口來實現(xiàn)。

隨著USB Type-C接口的推出,也讓蘋果使用的Lighting和Thunderbolt接口的優(yōu)勢不再明顯。前不久蘋果推出的12英寸MacBook簡化到了極致,整個機身除了3.5mm音頻接口之外,只有一個USB Type-C接口。這個USB Type-C接口集成了充電、數(shù)據(jù)傳輸、視頻傳輸?shù)榷鄠€功能,這也才有了本文開頭時說的蘋果MacBook為用戶更換USB Type-C充電線纜的事故。雖說有人覺得這樣過于簡化有些不爽(畢竟接什么都要轉(zhuǎn)接口),但這也充分證明了USB Type-C接口的可擴展性。

2015年是手機引領(lǐng)Type-C接口普及的元年。隨著樂視樂1、小米4C、魅族PRO5、ZUK Z1等產(chǎn)品的陸續(xù)采用USB Type-C接口,2016年搭載USB Type-C接口的手機一定是未來的趨勢。你還在被工信部為你定制Type Micro-B為統(tǒng)一手機接口而備受摧殘嗎?相信行業(yè)會馬上推動市場發(fā)生量變,USB Type-C會被“統(tǒng)一”在我們大部分的電子設(shè)備上。而USB Type-C存在的小問題,也會在行業(yè)進程中被發(fā)現(xiàn)和改進。USB Type-C雖然不會占領(lǐng)全部市場,但其前景應(yīng)該是光明的,所以我們給Type-C的憧憬真的可以更多一些。

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USB 3.1性能怎么樣?

不管怎么說,USB Type-C其實就是為了3.1設(shè)計的。雖然樂視手機搭載的還是USB 2.0方案,蘋果MacBook搭載的也僅是5Gbps的USB 3.1 Gen1方案,但為了讓大家上鉤,方案還是要展示的嘛。

講真,目前還沒有完整的原生USB 3.1解決方案可以使用,所以你想體驗10Gbps的極速傳輸還真沒什么好方法(因為Intel似乎并不care這個USB 3.1有多快速投入市場,所以也就不著急做原生產(chǎn)業(yè)鏈),現(xiàn)在只能通過橋接來實現(xiàn)。

下面給大家看的在2015 CES上展示的X99芯片組橋接ASMedia祥碩ASM1352R橋接芯片獲得USB 3.1讀寫能力,而連接設(shè)備是同樣使用祥碩的USB 3.1-SATA 6Gb/s轉(zhuǎn)換方案ASM1352R的Raid0陣列兩塊Intel SSD 530 240GB,其連續(xù)讀寫性能可以達到668Mbps(我只挑選了這一個比較有代表性的指標(biāo)),對比一下其它的數(shù)據(jù)你就明白差距了。

當(dāng)然,668Mbps的傳輸速率并沒有什么新鮮的,畢竟相比1Gbps的理論值相差還是不小。然后在2015年下半年,技嘉忍不住了。結(jié)合Intel的Z170芯片組發(fā)布,技嘉展示了通過Thunderbolt管路來獲得USB 3.1支持的方案(這與原生可以說基本上相差無幾)。因為通過Thunderbolt來獲得PCI-E 3.0 x4總線的帶寬,這還是要比橋接芯片強很多??纯催B續(xù)讀寫速度,912Mbps是不是嚇尿了?算算你那幾個GB的小電影可以在幾秒鐘傳完?

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在知曉了USB Type-C的優(yōu)勢,領(lǐng)略了USB 3.1帶來的極速體驗之后。返回頭來看,這些高端的玩意畢竟還是DIY高端玩家的玩具,啥時候能用到我們的民用PC和移動設(shè)備上呢?恐怕還需要些許時日。但USB Type-C已經(jīng)做足準(zhǔn)備,可以讓其“一統(tǒng)江山“了。



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