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联结电脑USB4规范快的不是一点点

文章出处:UEtx联电 人气:-发表时间:2020-01-29 12:53:00

  昨天,USB-IF正式宣布发布USB4?规范。USB绝对是科技史上应用范围最广的接口,而最新的USB4又是这一接口历史上最大的变革。至于USB4设备何时面世,USB-IF组织并未给出明确时间表,毕竟USB 3.2还没有成熟起来。后来,英特尔直接将雷电协议规格免费共享给了USB推广组织,使得各类芯片制造商可以免费的生产雷电协议规格的芯片,并不需要支付专利费用。所以,USB4上便有了雷电3的协议。9月3日,USB IF正式公布了USB4(你没看错,就是USB4,没有空格)的技术规格。USB-IF表示,USB4的架构是建基于最近Intel发布给USB推广组织的雷电3协议,这也进一步表明,USB4只会用Type-C接口。也意味着,以后的USB接口可能会趋向统一化(不用再为买错线而烦恼了?)。
  但是Type-C接口统一化之后,也有个潜在的问题。目前,单单是USB 3.2标准就有三种了(USB 3.2 Gen 1×1,Gen 2×1,Gen 2×2,我的天),加上之前USB 3.1的两种(USB 3.1 Gen 1,USB 3.1 Gen 2),现在再来个USB4(Gen 3×2),有的商家将来可能会看中大家都以为Type-C接口就是USB4或雷电3,而把手机和计算机上的Type-C接口做成USB 3.2或者USB 3.1来挖坑给消费者。
  从USB 1.0到USB4
  在开始之前,我们先来回顾一下USB的历史。USB其实在1994年就已经由Compaq,DEC,IBM,Intel,Microsoft,NEC和Nortel开始共同研发。很多人都知道第一代成功面世的是1996年的USB 1.0,但其实在此之前,曾经有过USB 0.7、USB 0.8、USB 0.9、USB 0.99和USB 1.0-RC,不过它们都不是正式发布的版本。而且USB 1.0在当时也没有多少人用,应用也不广泛。直到1998年USB 1.1的出现,USB才开始更加被为人熟知。
  而2000年推出的USB 2.0可算是到目前为止服役时间最长的USB版本,即便是最新的主板上也总会有那么一两个USB 2.0接口来让人们连接他们的键盘和鼠标,USB充电也是在USB 2.0仍然是USB主力接口时推出的(2007年)。
  接下来呢,就是最让人头大的USB 3.0。2008年推出的USB 3.0,在几年后改名为USB 3.1 Gen 1,导致到现在为止,还有好多人都不知道到这两者有什么分别 (其实并没有)。套用一句名言就是:「你要找USB 3.2 Gen 1,关我USB 3.1 Gen 1什么事?」 而在2013年推出的USB 3.1 Gen 2也没能逃过命运的玩弄,在一段时间后就被改名为USB 3.2 Gen 2×1。总的来说,USB 3.0 到USB 3.2之间其实只有四个版本,但却有六个名字,这也是为什么上面会说,有的商家会玩这种名字游戏来坑消费者。若非USB4的命名已经出来了,实在会令人很怀疑会不会有USB 3.2 Gen 3×1,USB 3.3 Gen 2×2这样的名字出来。
  那么,这次的USB4,相对于之前的USB 3.2,有些什么重要的升级呢?主要有三点:相比USB 3.2 (下文USB 3.2都代指USB 3.2 Gen 2×2)最高双倍的传输速度、可兼容雷电3装置以及动态带宽分配。
  USB4有哪些提升?
  最高传输速度40Gbps
  由于使用了双通道传输,所以理论上最高传输速度可以达到40Gbps,这相比起上代的USB 3.2提升了整整一倍有多。但值得注意的是,据tom's Hardware对USB推广组织CEO Brad Saunders的访问内容,除了最高40Gbps传输速度外,USB4另外还有10Gbps和20Gbps这两种速度,比较便宜的手机及笔记本计算机应该会使用以上其中一种,而非最高的40Gbps。
  可兼容雷电3设备
  听到这个相信大家都会很兴奋,因为目前并非所有笔记本计算机都有雷电3接口,有这个接口的会比较贵。而在将来,有USB4的笔记本也可以通过外置的雷电3显卡来打游戏了。
  但是这里有两个可能存在的问题,第一,能兼容雷电3并不是USB4的其中一个强制要求,厂家可以自行选择到底要不要在他们的USB4里加入这个兼容功能,所以很有可能手机和平板计算机上的USB4接口不会兼容雷电3。
  第二,目前Intel对于所有宣传自己是兼容雷电3的装置都会收取一定的费用来为它们测试「贴牌」,不过这应该不会是大问题,因为毕竟随着USB4的到来,使用雷电3的成本会大大降低(Intel把雷电3协议给了USB推广组织,除非把测试贴牌费增加了)。另外,厂家也可能会想出其他新方法来告知消费者自家的装置兼不兼容雷电3。
  动态带宽分配
  除了上述的升级外,USB4相比USB 3.2也有一些其他的好处,其中一之是动态资源分配。众所周知,Type-C接口允许输出画面到DisplayPort或HDMI。假设你要同时从Type C接口输出视频,又要把文件复制到外部装置上,而输出视频只需要其中15 Gbps的带宽,复制文件到外部装置需要剩下的25 Gbps的带宽的话,以目前USB 3.2的标准是没有足够的灵活性去分配带宽的。但是,在USB4当中,动态分配带资源可以把两者所需的带宽合理分享,避免出现一边不够用,一边用太多的情况。
  支持USB Power Delivery(USB PD)
  USB电力传输是一种能够为装置快速充电的技术,从2012年首次推出到现在为止,也只有部分的装置支持USB PD,没有让人真正感觉到「快充」的快感。不过这一情况随着USB4的到来要改变了,因为所有USB4的接口都必须要符合USB电力传输的要求。要注意的是,即便一部装置上的USB4端口符合USB电力传输的要求,装置本身不一定会支持这个功能,因此也有可能出现充电比较慢的情况,即便理论上来说USB电力传输可以提供最多100W的功率。
  USB4的兼容性
  那看到这可能有人会问了,USB4跟以前的USB接口兼容吗? 好消息是根据历代USB的优秀传统,是可以的。除了USB 1.0和1.1,这两个历史古董就让它们安息吧。话虽如此,如果你把USB4接到一个USB 2.0装置上,那它最快也只能够到达USB 2.0的上限,也就是480Mbps,不会突然「唰」一声就变快了。
  另外,不同于USB 3.2端口用USB 3.1 Gen 2的线材就可以达到全速,这次USB4需要用全新的USB4 线材才可以达到40 Gbps。而且,如果你想要用到USB4的雷电3兼容性的话,你也需要有一条雷电3的线材才行。
  何时能面世?
  虽然9月份就已经公布了具体的规格,但用上USB4的产品不会这么快就出来,起码2020年前不会有。USB推广组织CEO Brad Saunders表示,通常一款新产品的研发周期需要至少12至18个月。至于用USB4的笔记本计算机或者台式机,则可能要更久。
  目前还不知道USB4的代号会是什么。USB 3.1 Gen 1代号是SuperSpeed,而USB 3.1 Gen 2是SuperSpeed+.看到这个加号,不禁令人想到前阵子Intel的14nm++,不知道USB-IF会不会参照这个方式来为USB4起代号叫SuperSpeed+++。
  之后也不知道会不会出现USB4.0,USB4.1这样的命名。虽然USB推广组织的CEO Brad Saunders表示并没有计划按照这样来命名,但如果日后推出了速度更快的USB4的话,有可能会出现USB4 80 Gbps,USB 120Gbps这样的名字,到时候对于一般消费者来说,就更难辨认了。
  总结:USB4 是好东西,等等就好
  这次USB4的规格相对于USB 3.1升级到USB 3.2的时候可谓是诚意满满,能兼容雷电3和全面支持USB电力传输是最大卖点。而这几年来Type-C接口也逐渐在台式机(大部分都有一个Type-C接口)和手机上普及,对比起两年前发布USB 3.2的时候好多了。而到了USB4正式面世的时候,DDR5也应该出来了,相信到时候主板厂商也会对主板来一波大更新,有望原生支持USB4。

  USB作为将鼠标或打印机插入个人电脑的端口,其起源并不起眼,但它已经走过了漫长的道路。明年晚些时候,随着搭载最新版本USB 4.0的产品的发布,它将迈出一大步。
  本周宣布,USB 40.将提供每秒40Gb的数据传输,是目前USB 3.0速度的两倍。此外,它还有其他改进之处,因为USB有(Thunderbolt)的技术。Thunderbolt是英特尔决定免费共享的一种与之竞争的高端格式。
  外国分析师Bob O'Donnell表示:"我们得到了一个可以兼容所有设备、提供高端性能、且不仅适用于高端系统的连接器。"“最终,每个人的生活会变得容易得多。”
  关于USB到底是什么和不是什么,有很多细节、细微差别甚至是困惑。让我们解释一下。

  USB 接口经历了 USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0 的发展之后,在 USB3.1 中就分别出现了 USB3.1 Gen1 和 USB3.1 Gen2,让玩家很容易混淆。 USB-IF 在今年2 月公布了新的USB 命名规范,将旧有的USB 3.0 及USB3.1 通通取消,改为「USB 3.2 Gen 1」及「USB 3.2 Gen 2」,最新的「USB 3.2」则会以「USB 3.2 Gen 2x2」命名,依次序即「USB 3.2 Gen 1」、「USB 3.2 Gen 2」、「USB 3.2 Gen 2x2」。
  跟随「USB 3.2」之后就会是「USB 4.0」,据了解USB Promoter Group 正在努力开发USB 4.0 规范( 版本为0.7 ),「USB 4.0」基于Thunderbolt 3 技术,可提供高达40Gbps 的频宽,将频宽再次翻倍,并将向后兼容USB 3.2、USB 2.0、Thunderbolt 3、USB Type-C 等的现有设备,USB Promoter Group 亦正在考虑新的标识和品牌推广方案。
  除了速度是现有USB 3.2 Gen 2x2 的两倍之外,USB 4.0 可提供高达100W 的电源功率,同时USB 4.0 物理接口也会跟USB 3.2 一样完全使用USB-C,可以正反随便插,不会再有A、B、C 型接口之分。
  在今年3月份Intel宣布开放 Thunderbolt 3 技术,并且经由 USB-IF 组织确认未来的 USB 4.0 规范会融合 Thunderbolt 3 的技术,未来制造商可以免费打造兼容 Thunderbolt 标准的芯片及设备。而在之前 USB 组织已经表示 USB3.0 开始跟 Thunderbolt 3 技术进行了融合与相互兼容,而现在随着 Intel 完全开放 Thunderbolt 3 标准,未来 USB 4.0 可以从底层协议上实现和 Thunderbolt 3 技术的相互融合  USB 4.0将给我们带来什么样的速度提升?
  今天的设备通常USB 3.0的速度有:5Gbps, 10Gbps和最新的20Gbps。USB 4.0将达到40Gbps。这对于数据量大的任务很有用,比如编辑存储在外部硬盘上的视频,或者使用几个4K显示器。USB 4.0还应该改进使用笔记本电脑上单一端口连接显示器、驱动器、网络电缆和其他设备的对接站。
  但并不是所有的设备都能达到40Gbps的最大值。例如,手机可能只支持较慢的速度,因为你没有把它们插入多个显示器和其他设备不仅仅是速度USB 4将整合的Thunderbolt技术擅长同时处理运行外部显示器或电视所需的视频,以及与外部驱动器、闪存卡读卡器和其他设备交换的数据。“我们现在可以同时运行多个显示器和多个数据应用程序,”USB实现者论坛(USB- if)主席布拉德·桑德斯(Brad Saunders)说。
  此外,USB 4将足够强大,让您插入外部显卡到您的笔记本电脑,就像您今天可以与迅雷。这对于游戏玩家、视频编辑器和摄影师来说非常有用,因为他们需要比笔记本电脑图形芯片更强大的图形处理能力。
  USB 4什么时候到来?
  参与USB开发的公司预计将在2019年年中发布usb4.0的工程细节。该组织表示,第一批USB 4设备将需要12到18个月才能到货。这个日历意味着是2020年下半年。


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