蘋果安卓數據線為什麼不一樣?小伙發現了USB介面的秘密

「今天沒戴介面套,插不了。」 朋友無奈地說。

周末出行,他手機沒電,我這有充電寶、安卓、蘋果數據線各一根,卻沒法借給他充電,因為他手機的充電口是 Type-C 的,而且出門沒帶「介面套」。

所謂「介面套」就是這玩意 ▼

當時我就疑問:

手機都差不多,為啥偏偏數據介面還不一樣?全弄成一樣的不就完了么?Type-C 又是啥?和 USB 不是一個東西嗎……

一番考據,今天來和大家聊聊:關於 USB 的那些事兒

Let's Rock

USB誕生

很久很久以前,世上還只有SB,沒有USB,接線串口世界那叫一個豐富多彩,各路介面爭奇鬥豔。

那時,數據線並不是插上就能用,還得先來一段「熱身運動」 —— 在機器上安裝驅動程序。每次啟用新設備,安裝驅動就折騰半天,還不一定成功。

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不光用戶嫌麻煩,硬體或軟體設備製造商也倍感困擾,大家急需一個統一的行業標準。

終於,1994年,英特爾、IBM、微軟等七家巨頭公司湊到了一起,準備共同開發一種新的外設連接技術。

兩年之後,一套全新的介面協議標準,「USB」 誕生了:

這裡插一句,幺哥在上學那會一直不知道 USB 是什麼意思,只是覺得念起來朗朗上口:「U,SB」。

後來才知道 USB 是 Universal Serial Bus 縮寫,中文習慣翻譯成 「通用串列匯流排」。

USB一經問世,便秒殺各路奇葩接線口,不僅支持熱插拔、即插即用,直接供電(許多數據介面需要單獨供電才能用)

最關鍵的,不同廠商的各種設備都可以使用這種介面標準,大大提高了整體行業效率和用戶體驗。

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滑鼠鍵盤等電腦外設廠商最先響應新的介面標準。在那之前,多數滑鼠鍵盤還插在一種叫 PS/2 的串列介面上。很快,其他設備廠商也跟進使用。

PS:你能一眼看出來哪個插滑鼠,哪個插鍵盤嗎? ▼

沒過多久,USB 便被作為大部分硬體設備的主要介面,越來越多的設備會打上這樣的標籤,「大USB時代」開始:

一代支持USB認證標誌▼

USB 1.0

1996年1月發布的首個版本,USB 的標準傳輸速率只有1.5Mbps

1.5Mbps 是多快呢?我們做一道簡單的數學換算題:

單位 Mbps指的是 Mega bit per second(兆比特每秒)。

b代表比特(bit)是度量信息大小的基本單位,也就是1或0。

8個bit就是一個位元組(Byte)

所以:1 Mbps = ⅛ MB/s = 0.125 MB/s = 125 KB/s

所以:1.5 Mbps = 125 KB/s X 1.5 = 187.5 KB/s

小時候我一直好奇家裡網速號稱10兆,但下載起來總是達不到10MB/s,其實就是因為單位不一樣。(是不是感覺很坑?)

寬頻供應商在宣傳時用的單位實際上總是Mbps,計算一下就是10 Mbps = 1.25 MB/s,所以1.25MB/s 就是10兆寬頻理論上最大的下載速度啦。

有點扯遠了……總之!USB 1.x 的傳輸速率上限非常令人捉急,到了90年代,多媒體文件在電腦里使用得越來越多,人們開始琢磨著怎麼讓它提提速,便開始設計新的標準。

USB 2.0

2000年4月,USB 2.0 標準發布,最快傳輸速率達480Mbps,也就是60MB每秒,一下子就比 USB 1.0 快了320倍!

除了傳輸速度大幅度提升以外,USB 2.0標準還對介面的供電標準、介面的物理規格標準等做了詳細規範。

USB 2.0 不僅速度快,還能能兼容之前的 USB1.x 介面的設備,簡直「加量不加價」。各路廠商二話不說,再次迅速跟進。

很快 ,USB 2.0 便成為主流。直到今天,它也還是現在電腦上裝備的最重要的介面標準之一。

USB 2.x 標誌 ▼

USB 3.0

2008年11月,USB 3.0 標準推出,最大的傳輸速率又翻了十倍,達到 5Gbps。

由於 USB 2.0 被稱之為 Hi-Speed USB(高速USB), USB 3.0 便被稱之為 Super Speed USB (超高速 USB)。

按照這個邏輯,不知道以後會不會有,超超超高速USB、超超超超超超超高速、超級無敵豪華高速USB……

除了速度提升、兼容 USB 2.0 標準之外,USB 3.0 對供電部分也做了很大改進。

它採用了三級多層電源管理技術,可以為不同設備提供不同的電源管理方案,為設備提升了供電功率,本身也減少了耗電。

有了這些優點,越來越多的設備上開始多了一個藍色 USB介面,雖然支持 USB 3.0 的設備還沒那麼多,但即使不用來傳數據,充電也是比 2.0 要快的!

一般會用藍色來表示 3.0 ▼

畫外音 等等!既然數據介面標準都統一用 USB 3.x 了,那為什麼又會蹦出來那麼多不一樣的介面?為什麼手機還有那麼多種數據線?

還有!USB 和 Type - C 是什麼關係? 既然叫 Type-C,那麼 Type-A 和 Type -B 又是什麼?

別急別急,聽我娓娓道來……

USB 和 Type-C 什麼關係?

USB 和 Type-C 的關係有點像碗和菜,Type-C 是一種物理載體,相當於盛菜的碗;USB是協議和標準,是碗里盛放的菜。

盛菜的碗可大可小,只要能盛得下就行。在物理層面,介面類型有可以有很多種,比如: Type-A、Type-B、Type-C、Mini USB、Micro USB 等等。

生活當中那個被我們稱之為「USB插口」的介面類型其實就是 Type-A。

USB的這個特點,其實在最初的標識上就有所體現:

如今最常見的安卓手機充電孔叫做 Micro-USB,是專為移動設備制定的介面標準。

在Micro USB 普及之前,還有一個叫 Mini-USB 的介面,但如今已幾乎被 Micro-USB 淘汰。

總而言之,無論是 Type-A/B/C 還是 Micro USB,介面類型本身只是一個物理載體,USB 3.x 、USB 2.x、USB 1.x 都只是行業標準,真正實現起來,還得看裡頭具體的方案。

介面類型是碗,有大有小,USB標準是標準菜譜,但菜做得好不好吃,還得看電子元件廠商的實現方案。

為此,我請教了安森美半導體(ON Semiconductor,全球知名電子元件供應商)的移動市場高級現場應用工程經理李文輝,他表示:

雖然 Type-C 和 其他大部分介面類型相比,有正反都能插的好處。但真正的優勢並不在表面, 而在於「內涵」。

Type-C 有24個針腳,USB 2.0 標準中的介面針腳只有5個,USB 3.0 的通常是9~11個。

然而,Type-C 的體積卻並不大,甚至更小。

針腳數多,意味著它的「施展空間」更大,能做的事情更多,不僅能傳輸數據,能充電,還能替代3.5mm耳機介面來傳輸音頻;體積小,使得它能應用在各種更廣的場景,擁有許多可能性。

一個小小的 USB Type-C 介面里,其實元件並不少。

這使得不同廠商提供的解決方案的功耗和體積能夠相差幾十倍!

李文輝說:

目前,安森美半導體提供的Type-C方案,就做到了功耗僅為競爭方案的1/20,且體積還比競爭方案小達95%。

雖然 Type-C 只是一個介面類型標準,並不意味著 USB 3.x 的高速傳輸、快充。「用大碗裝小菜」的情況還是有(比如一加2和樂視超級手機,介面是Type-C,傳輸協議卻是USB 2.0)

但無論怎樣,Type-C 這個「碗」始終是大的,這也註定了它在將來會承擔更重要的角色。在主流報道中, Type-C 被稱之為「未來的連接器」,甚至有研究機構直接給出預測:

到2020年約一半的智能手機和93%的筆記本電腦將含 USB Type-C介面。

現在有的廠商遲遲不換Type-C ,擔心「跑太快,扯著襠」,在 Micro USB 是主流的情況下,推出一個 Type-C 介面的設備,等於給自己的用戶添麻煩,消費者還得去買各種配件,誰也不願意當先吃螃蟹的人。

但,有價值的東西總有人願意去嘗試。

Type-C 如今依然憑藉著它的優勢,在逐漸「佔領市場」。新出的 Macbook 用 Type-C 換掉了經典的磁力充電口,遲遲不願更換數據介面的三星,也在最新的S8用上了 Type-C。

相信,Type-C 很快便將一統天下。

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