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【旧文补档】新一代USB来袭,一起捋一捋USB的“前世今生”

2019/10/14

本文最后修改于 2459 天前,请注意文章内容的时效性。

前言

2019 年 3 月 4 日,USB-IF(USB 标准化组织)发布最新 USB 标准 USB4(不是 4.0 哦),主打兼(chao)容(xi) Thunderbolt 3(雷电 3),拥有 40Gbps 的带宽,理论最大传输速度为 5GB/s。同时,USB Type-C 也成为 USB-IF 唯一推荐的接口样式。那么,USB Type-C 是什么?USB 的版本又有什么秘密?现在我们一起来捋一捋 USB 的前世今生吧!

在 USB 之前:良莠不齐

在 USB 诞生前,电脑设备的 I/O 能力相当有限,而且不同设备的接口之间也不一定通用。那么,USB 的“前辈”们又有谁呢?让我们一起来看一看吧!

键鼠接口

键盘和鼠标作为电脑最重要的输入设备,在 USB 出现前用过两种接口。

AT 接口

这种东西俗称“大圆口”,是一种相当古老的接口,在 PS/2 接口普及前广泛使用,现已基本绝迹。

放图:

ATAT

PS/2 接口

PS/2 接口是以前电脑常用的接口,现在仍有使用,。

大头照在这:

PS/2PS/2

这两种接口都有以下特点:

  • 键鼠接口形态一样,但不通用,所以插线的时候要小心点。

  • 不完全支持热插拔,这意味着换键盘应该在关机情况下进行,否则,就等着你的电脑自动重启吧!

P.S. PS/2 接口支持热插拔,但仅限于在电脑开机时插上不会坏,而插拔之后还要重启电脑才能识别,所以是“不完全”

串口

通常指 COM 接口,传输速率一般只有不到 200Kbps,和现在动辄 Gbps 起步的新接口比简直是蜗牛爬了。现在基本被淘汰了。

并口

通常所说的并行接口一般称为 Centronics 接口,也称 IEEE1284,最早由 Centronics Data Computer Corporation 公司在 20 世纪 60 年代中期制定。Centronics 公司当初是为点阵行式打印机设计的并行接口,1981 年被 IBM 公司采用,后来成为 IBM PC 计算机的标准配置。

并口占用体积大,速率还低,现在已经濒临淘汰了。

USB 版本:越来越乱

USB1.0:初出茅庐

USB-IF 于 1996 年 1 月正式提出 USB1.0 规格,频宽为 12Mbps。不过因为当时支持 USB 的周边装置少得可怜,所以主机板商不太把 USB Port 直接设计在主板上。

这时 USB 还只是一个冷门接口,也不完善,实用意义不大。

USB1.1:逐渐成熟

1998 年 9 月,USB-IF 提出 USB1.1 规范来修正 USB1.0,主要修正了技术上的小细节,但传输的带宽不变,仍为 12Mbps。USB1.1 向下兼容于 USB1.0,因此对于一般使用者而言,并感受不到 USB1.1 与 USB1.0 的规范差异。

这时的 USB 比较完善了,但还没完全普及,一般电脑上最多提供 1-2 个 USB 接口,也没有现在的这么多技巧(USB 启动、USB 充电)

USB2.0:完全普及

2000 年 4 月,USB-IF 发布了 USB 2.0 标准,主打 480Mbps 的带宽,并命名为“USB 2.0 HighSpeed”。

USB2.0 是应用率最高的 USB 版本。到目前为止,仍有大量新设备使用 USB 2.0 规范。

USB3.0:最佳拍档

由 Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP 等业界巨头组成的 USB 3.0 Promoter Group 在 2008-11-18 日宣布,该组织负责制定的新一代 USB 3.0 标准已经正式完成并公开发布。新规范提供了 5Gbps 的传输速度和更高的节能效率。

USB3.0 是目前最主流的版本。最近几年发布的 PC 基本都会提供至少 1 个 USB3.0 接口。

其实 USB3.0 已经不存在了,在 USB3.1 发布后,USB3.0 改称为 USB3.1 Gen 1,USB3.2 发布后,改为 USB3.2 Gen 1

USB3.1:混乱之始

USB 3.1 规范在 2013 年发布,分为 Gen 1 和 Gen 2 两个版本。实际上 Gen 1 版本只是 USB 3.0 的一个马甲(理论最高速率仍然是 5Gbps,并无改变)

从这代 USB 开始,USB 规范就陷入了“混乱之治”。无良厂商故意略去 USB3.1 Gen 1 的“Gen 1”,以“USB3.1”宣传,导致部分消费者上当。

USB3.1 已经不存在了,在 USB3.2 发布后,原 USB3.1 Gen 1(USB3.0)改为 USB3.2 Gen 1,USB3.1 Gen 2 改为 USB3.2 Gen 2

USB3.2:雪上加霜

2017 年 9 月 25 日,USB-IF 宣布正式推出 USB 3.2 规范,官方表示 USB 3.2 属于增量更新,即在现有基础上对 USB 3.1 进行补充,保留 USB 3.1(Gen2)物理层和编码技术,利用双通道技术,在使用经过 SuperSpeed+认证的 USB Type-C 数据线后可实现最高 20Gbps 的传输速率,而且 Type-C 成为了 USB 3.2 的御用接口。

USB3.2 让 USB 版本的混乱加剧,因为 USB3.2 有三个版本:

速率实质
USB3.2 Gen 15GbpsUSB3.0 的马甲
USB3.2 Gen 210GbpsUSB3.1 Gen 2 的马甲
USB3.2 Gen 2x220Gbps高速 USB 接口

可谓是再一次“坑”了一波消费者。

USB4:一统接口

在今年的 3 月 4 号,USB Promoter Group 宣布了全新 USB4 标准的开发和一些技术上的特点,并表示将会在今年年中的 USB 开发者日发布具体的技术细节,而 USB4 的相关产品预计会在 2020 年的晚期上市。

根据 Intel 的消息,USB4 其实就是 Thunderbolt 3 的马甲产品,完全兼容。至此,USB 版本的乱世终于终结了。

USB 接口形态:“人”丁兴旺

USB Type-A:老大哥

USB Type-A 是最常见的接口,就是电脑端的“大扁口”。

大概长这样 ↓

USB Type-AUSB Type-A

支持 USB1.0 到 USB3.1 Gen 2。

USB Type-B:罕见但有用

USB Type-B 用的稍少些,主要用在打印机、Arduino 等的供电、数据传输上。

支持 USB2.0 到 USB 3.0。

USB Type-B 2.0 长这样 ↓

USB Type-B 2.0USB Type-B 2.0

USB Type-B 3.0 长这样 ↓

USB Type-B 3.0USB Type-B 3.0

USB Type-C:十项全能王

USB Type-C 是 2013 年发布的新标准,支持正反插。

支持 USB2.0 到 USB4(Thunderbolt 3)

支持 USB PD(最高 20V/5A 供电)(可选)

支持 DP 视频传输(可选)。

USB Type-C 的全能让它成为了“万金油”。如今,大部分手机和一部分功率在 100W 以下的笔记本电脑都使用 USB Type-C 充电。Macbook Air 系列从 2015 年开始将所有接口替换为支持 Thunderbolt 3 的 USB Type-C 接口。同时,USB Type-C 也误导了一些消费者。

USB Type-C 长这样:

USB Type-CUSB Type-C

USB Micro-B:曾经的王者

USB Micro-B 是在 USB Type-C 之前最流行的 USB 接口之一,Android 系列的手机都使用它充电。

支持 USB2.0 到 USB3.0。

支持 HDMI 视频输出(可选)。

USB Micro-B 2.0 长这样 ↓

USB Micro-B 2.0USB Micro-B 2.0

USB Micro-B 3.0 长这样 ↓

USB Micro-B 3.0USB Micro-B 3.0

总结

USB 这 20 多年下来,坎坷不少,其中的弯弯绕绕也多。但 USB4 和 USB Type-C 的出现,让我们看到了统一的曙光。那么未来会如何呢?我们就拭目以待吧!

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秋实-Allenyou

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