[燒] USB Type-C風波:讓人又愛又恨的Type-C

先說好,如果你是一個懂技術的愛好者那這篇文章適合你,但如果你就是一個技術白,那請你按返回退出。

今天撞膽來談談USB。為啥說USB Type-C呢?因為近日風口浪尖的USBType-C連爆隱患。最近新款MacBook曝出了充電線充電隱患,可能導致筆記本無法充電,蘋果不得不發出聲明為用戶更換全新的USB-C充電線;無獨有偶,2015年底谷歌工程師發現一款熱賣的Type-C數據線會徹底損壞Chromebook……

不過話說回來USB聯盟本來就是一個些許混亂的聯盟組織,具體怎麼混亂呢,聽撞膽娓娓道來。但是,本人並不想唱衰USB,畢竟它還是個好東西,並且在電子設備的歷史長河中(其實不過幾十年)為數據介面統一做出了歷史性的貢獻。

USB幾乎是每個人、每天都要接觸的埠,可能也是我們每天使用最頻繁的埠,是大家再「熟悉」不過的。但注意熟悉是加引號的,因為USB介面標準可謂甚是混亂,大口、小口,A、B、C標準等多個版本,看看上圖就怕了吧(這些介面還不是USB的全部介面)!。除此之外,USB還存在一些安全性問題。比如早期的PC主板上並沒有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USBType-C介面因為速率更高、支持功率也更高,所以埠定義也就更加複雜,出問題的概率也可能更高。

啥是USB?

通用串列匯流排(Universal SerialBUS),縮寫為USB,是一個外部匯流排標準,用於規範電腦與外部設備的連接和通訊. 從1994年11月11日發表了USB0.7版本,然後更新至0.8也都沒什麼人在用,真正被市場認可還要到了1.0時代,再就是1.1(1.5Mbps),之後一下飛躍到了2.0(480Mbps)版本,而到了2010年前後便開始普及早在2008年就制定好的USB3.0規格,可見USB聯盟推廣新規格的效率是有多麼低下。

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傳輸的規格;而USB的不同介面還可分為USBType-A、Type-B、Type-C、Micro-B等,這是USB介面的介面規格,大家別弄混淆。

為了讓USB不再因為不支持視頻協議而在IEEE1394和Thunderbolt等介面面前抬不起頭,MHL聯盟終於將其解救。其將碩大的19pin的HDMI、DisplayPort介面協議加入了支持,從而我們也就能看到支持MHL的電視、顯示器、投影機等產品,以及手機、平板電腦等移動設備。

USB迎接USB 3.0的春風

USB 3.0的普及,可以說是USB介面真正的春天。USB 3.0相比USB2.0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介面,USB3.0性能更好,更加經濟,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,理論值已經緊逼SATA3.0的6Gbps。然而實際情況相比這足以讓人們興奮的速度提升也並不樂觀,因為初期的主板上的USB還走的是性能低下的南橋匯流排,Intel和AMD等行業巨頭都未提供足夠的支持,USB3.0隻能通過橋接晶元來獲得支援(常用的是NEC和ASMedia等),這讓USB3.0的傳輸速率遠沒有預期那麼明顯。而這之後就開始了USB 3.0「原生」之說,原生支持USB 3.0主板,再到原生支持USB3.0的移動設備,這裡所謂的「原生」,就是指其內部是否集成了支持USB3.0的底層硬體,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帶寬的控制晶元還是相當有限的。

最新的USB 3.1標準於2013年7月發布,最大理論帶寬相比USB 3.0翻了一番,達到10Gb/s(SuperSpeed+)。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,換算之後帶寬同樣超過了1.2GB/s,這也意味著在真實使用中USB3.1的極限傳輸速率有望接近1GB/s。

Type-C是移動設備介面的革命

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

蘋果聯合Intel為其設計了Thunderbolt雷電介面,賦予這個新的小介面既擁有數據傳輸能力,又有視頻傳輸能力。雖然Thunderbolt的應用範圍廣,傳輸性能強,但是其就像IEEE1394一樣,小眾的應用範圍讓其難以擺脫昂貴的價格的劣勢。而在移動設備上,蘋果從另類的30pin大Dock變成了Lighting介面,不僅體積小巧,更重要的是支持正反插,這對移動設備而言可以說是一大福音。但在USBType-C面前,Lighting很可能也將被淘汰。

下圖是USB Type-A介面,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!

USB Type-C,也有人叫USB-C,為輕薄設備提供了高速傳輸的解決方案。USB Type-C是為USB3.1設計的,為了支持10Gbps的數據傳輸、100W的功率傳輸(需要PD支持,PowerDelivery)、4通道DisplayPort視頻傳輸、MHL3.2音視頻等傳輸規範,其埠定義更是增加到了24pin(支持正反插,需要有介面的冗餘)!

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作為充電介面。

當然我們也能因此為而萌生更多的聯想。以後外接顯卡、外置CPU、外置音效卡等等可能都不再是痴夢,都可以通過USBType-C埠來實現。

隨著USBType-C介面的推出,也讓蘋果使用的Lighting和Thunderbolt介面的優勢不再明顯。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音頻介面之外,只有一個USBType-C介面。這個USBType-C介面集成了充電、數據傳輸、視頻傳輸等多個功能,這也才有了本文開頭時說的蘋果MacBook為用戶更換USBType-C充電線纜的事故。雖說有人覺得這樣過於簡化有些不爽(畢竟接什麼都要轉介面),但這也充分證明了USBType-C介面的可擴展性。

2015年是手機引領Type-C介面普及的元年。隨著樂視樂1、小米4C、魅族PRO5、ZUK Z1等產品的陸續採用USBType-C介面,2016年搭載USB Type-C介面的手機一定是未來的趨勢。你還在被工信部為你定製TypeMicro-B為統一手機介面而備受摧殘嗎?相信行業會馬上推動市場發生量變,USBType-C會被「統一」在我們大部分的電子設備上。而USB Type-C存在的小問題,也會在行業進程中被發現和改進。USBType-C雖然不會佔領全部市場,但其前景應該是光明的,所以我們給Type-C的憧憬真的可以更多一些。

USB 3.1性能怎麼樣?

不管怎麼說,USB Type-C其實就是為了3.1設計的。雖然樂視手機搭載的還是USB2.0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USB3.1解決方案可以使用,所以你想體驗10Gbps的極速傳輸還真沒什麼好方法(因為Intel似乎並不care這個USB3.1有多快速投入市場,所以也就不著急做原生產業鏈),現在只能通過橋接來實現。

下面給大家看的在2015 CES上展示的X99晶元組橋接ASMedia祥碩ASM1352R橋接晶元獲得USB3.1讀寫能力,而連接設備是同樣使用祥碩的USB 3.1-SATA 6Gb/s轉換方案ASM1352R的Raid0陣列兩塊IntelSSD 530240GB,其連續讀寫性能可以達到668Mbps(我只挑選了這一個比較有代表性的指標),對比一下其它的數據你就明白差距了。

當然,668Mbps的傳輸速率並沒有什麼新鮮的,畢竟相比1Gbps的理論值相差還是不小。然後在2015年下半年,技嘉忍不住了。結合Intel的Z170晶元組發布,技嘉展示了通過Thunderbolt管路來獲得USB3.1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 3.0x4匯流排的帶寬,這還是要比橋接晶元強很多。看看連續讀寫速度,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?

在知曉了USB Type-C的優勢,領略了USB3.1帶來的極速體驗之後。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和移動設備上呢?恐怕還需要些許時日。但USBType-C已經做足準備,可以讓其「一統江山「了。

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