些數據線是頂流?
作者/ IT時報記者 林斐
編輯/ 林斐 孫妍
iPhone 15全系換裝USB-C接口后,所有智能手機數據線充電線接口終于統一,但為何市場中外表看似相同的USB-C線價差近百倍?國產知名品牌的USB-C線最低價格在10元左右,而蘋果自家的USB-C(雷靂 4 Pro)線最高價格卻超過千元。除了蘋果本身品牌溢價之外,究竟這些充電線差別在哪里?來看看記者的解讀。
都是USB-C接口
實際大不同
目前在接口類型中,單獨出現的Type-C其實并不準確,USB-C、USB Type-C才是更符合命名標準的名稱,Type-C更多是大家約定俗成的說法。
USB-C線雖然看上去一樣,但實際使用體驗差別巨大,其原因就是執行的標準、傳輸速度、充電功率都大不相同。按照USB標準化組織——USB-IF(USB Implementers Forum USB執行者論壇)制訂的規范,目前單頭USB-C線有USB 2.0、USB 3.2和USB4三種標準分類。
雖然USB 3.0標準早在2008年就已經發布,但現在仍然有一些USB-C設備接口只支持USB 2.0的傳輸標準。比如iPhone 15和iPhone 15 Plus的USB-C接口傳輸數據時就是USB 2.0,而iPhone 15 Pro和iPhone 15 Pro Max則是USB 3.2,這也意味著即使用戶使用的是符合USB-C 3.2版本的線纜,連接上iPhone 15和iPhone 15 Plus,其數據傳輸速度仍然執行USB 2.0標準。
按照USB-IF的規范,最新的USB 4標準的USB-C接口線纜最高可以支持240W的有線快充,但市場上銷售的大多數USB-C線纜無法支持240W高功率的電流輸出。
蘋果雷靂USB-C線
雷電3、雷電4、USB4線纜
為什么貴?
在市面銷售的USB-C接口線纜中,如果標記為雷電(Thunderbolt)3、雷電4、USB4的線,價格往往會比USB 3.2線貴很多,起碼是1米50元以上的價格,為什么會出現這樣的情況?這就需要從雷電技術說起了。
雷電技術其實最初是由英特爾開發的一種連接標準,可以使用一條線纜同時傳輸數據、視頻信號。第一代與第二代采用的是Mini DP接口,雷電 3開始改用USB-C接口,并能提供充電功能。2015年發布的雷電 3數據傳輸速度達到40Gbps,遠遠高于當時USB 3.1版本的5Gbps。
作為USB-IF最重要的成員之一,為了組織的發展以及推動雷電技術的適用性,英特爾將雷電 3的協議規范“捐給”USB-IF,在雷電3的基礎上,USB-IF在2019年已經發布USB4。而與此同時,英特爾在雷電3基礎上發展出了雷電4。
USB4、雷電3、雷電4的線纜都采用雙頭USB-C接口,最高傳輸速度都為40Gbps,是USB 3.2最高傳輸速度的2倍,這就是線纜較貴的最直接原因。無論雷電 3,還是雷電 4,只要在產品上標上Thunderbolt的閃電Logo,就需要給英特爾支持授權費,而只標明USB4則沒有這個問題。
如何判斷USB接口的版本
一般而言,在電腦等設備上,USB 2.0 Type-A型接口(俗稱為USB-A)一般是為白色或黑色,而USB 3.2的Type-A型接口為藍色,但線纜產品廠商并沒有遵照這種標準,無法單純從接口顏色方面準確判斷。較為直觀的判斷方法是觀察線纜接口的引腳,USB 2.0 Type-A接口只有4pin金屬觸片,而USB 3.2 Type-A接口則是9pin觸片。
最準確的方法是,線纜連接設備后,測試數據傳輸速度。USB 2.0的最大傳輸速率是480Mbps,即60MB/秒,USB 3.2的最低傳輸速度是5Gbps,即600MB/秒。需要說明的是,一般雙頭USB-C線都是USB 3.2以上版本。
雷電4是消費級傳輸頂流
雷電3在使用時會為傳輸視頻信號保留18Gbps的帶寬,用于數據傳輸的帶寬最高只有22Gbps,而雷電4的40Gbps帶寬可動態分配,也就是單個連接中將動態分配給所有設備的數據和視頻,連接時始終能夠提供峰值文件傳輸速度。也就是說只要雷電4設備夠頂級,理論上可以“跑滿”40Gbps帶寬。
USB4擁有的特性,雷電4都支持。而雷電4單個連接可以支持兩臺4K 60Hz或一臺8K 60Hz顯示器。USB4僅是可選支持,并非強制,也就意味著某些USB4線纜并不能實現連接兩臺顯示器。
雷電4還可以用菊花鏈方式連接多臺雷電技術設備。數據、電源和視頻信號可以從電腦流向鏈接中的五個額外配件,還可以將多個設備連接到一個雷電技術集線器或塢站,接入配備雷電的電腦,將所有配件集合到同一連接中。
雷電4 的高帶寬支持電腦連接到外接 GPU、存儲硬盤和 PCIe設備上。比如通過外接顯卡,游戲玩家可以在推薦的視覺設置和更高幀率下玩游戲,即便是輕薄型筆記本電腦也可以。創作者可以大幅縮短渲染和導出時間,從而提高其工作效率和作品輸出。外接存儲使得游戲玩家可以直接從外接硬盤讀取大型游戲文件,節省電腦上的存儲空間。連接外部 PCIe設備的功能有助于實現更多可能性,例如視頻采集卡等,但PCIe 不支持USB3.2連接,USB4是可選項目。
市面中除了蘋果Mac、顯示器等產品,以及個別大品牌的產品之外,支持USB4的產品和設備并未普及,USB4國貨也并不多。目前市場中存在USB4 20Gbps和40Gbps兩個版本的線纜。要注意的是,因為AMD與英特爾之間的競爭關系,所以采用AMD處理器的電腦上是不配備雷電4接口的,只會配備USB4接口。
Tips
蘋果的產品在使用雷電接口時,專門用了一個“雷靂”的中文名稱,使用體驗方面,蘋果的雷靂接口并不完全兼容雷電和USB4接口設備。例如蘋果Mac電腦就不支持連接外部 PCIe設備,不支持連接雷電4外置顯卡,某些雷電4擴展塢部分功能在Windows電腦上可用,而在蘋果Mac電腦上不可用,反過來也有類似的情況,這類兼容性可能需要實際測試才會發現。
雷電擴展塢
首先分清楚涉及USB的兩個概念——接口和版本:USB后接數字是版本,后接字母是接口。
目前,在USB-IF的標準中,USB現存有3個經過認證的版本:USB 2.0、USB 3.2和USB4,三個版本號各有分支。
USB 2.0有三個分支:低速USB設備傳輸速率為1.5Mbps,全速USB速率為12Mbps,高速USB設備速率為480Mbps。
USB 3.2也有三個分支:分別是USB 3.2 Gen1設備傳輸速率5Gbps、USB 3.2 Gen2速率10Gbps和USB3.2 Gen2×2速率20Gbps。
USB4則有2個商用名稱版本:USB 80Gbps和USB 40Gbps。
USB接口通常是指線纜與設備之間的連接器類型。現在最常見電腦上插U盤的接口是USB Type-A、手機接口是USB Type-C,早期的智能手機采用的Micro B(通常被簡稱為Micro-USB),以前MP3、電子書閱讀器等設備上使用的Mini A(通常被簡稱為Mini-USB),以及在打印機等設備中使用的USB Type-B,某些小型設備中使用的Mini B和Micro A等等。
使用這些接口設備和線纜多種多樣,但在引腳、傳輸速度等方面都遵循了USB-IF的版本標準,就像蘋果制定使用專用的Lightning一樣,廠商還可以做出各種特殊“外貌”的接口,供自家設備專用,只要符合標準即可。
排版/ 季嘉穎
圖片/ 蘋果 東方IC
來源/《IT時報》公眾號vittimes
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在多媒體電腦問世時,外接式設備(例如鍵盤鼠標等)的傳輸規范各不相同;如打印機只能接LPT、調制解調器只能接RS232、鼠標鍵盤只能接PS/2等;并且繁雜的系統、必須安裝的驅動程序以及重新開機才允許使用等等一系列限制準則,都會造成用戶的困擾。因此,創造出一個統一且支持易插拔的外接式傳輸規范,便成為無可避免的趨勢;在此情況下,USB標準應運而生。
通用串行總線(Universal Serial Bus,縮寫:USB)是連接計算機系統與外部設備的一種串口總線標準,也是一種輸入輸出接口的技術規范,被廣泛地應用于個人電腦和移動設備等信息通訊產品,并擴展至攝影器材、數字電視(機頂盒)、游戲機等其它相關領域。
USB標準于1996年首次發布,由USB實施者論壇(USB-IF)維護;物理接頭分別為USB Type-A、USB Type-B以及USB Type-C。
此前,充電頭網已經詳細介紹過USB-A、USB-C端口內部結構,而對于已經棄用的USB-B端口確實很少能在便攜設備上見到。
按照USB-IF協會的機械和電子標準,USB Type-B擁有兩類規范,一類為上圖的Type-B,另一類為下圖的Type-B SuperSpeed。(圖片源于網絡)
此外,在按照USB標準提供的連接器中B型連接器目前最高支持USB3.1(2013年),即上圖的Type-B SuperSpeed,最大傳輸速度達10Gbps。(圖片源于網絡)
標準USB信號通過標記為D+和D- 的雙絞線傳輸,它們各自使用半雙工的差分信號并協同工作,以抵消長導線的電磁干擾。
上圖為USB Type-B公頭內部圖,觸點1為 Vbus(4.75-5.25V),觸點2、3分別為D-、D+,觸點4為接地,均為標準USB接口規范。而隨著用戶對數據傳輸速度的需求越來越大,研發者在現有的端口中添加識別針腳,已達到更快的傳輸速度或是更高的輸出功率。
由于USB type-B 端口規范的體型較大,因此一般運用在能移動的大設備之上。
而由于USB Type-B端口主要用于數據的單向傳輸,即上傳;因此在打印機、傳真機、掃描儀等設備上能見到它的身影。
通過了解可知USB接口的出現是必然趨勢,均是可以通過自我配置;而USB 連接器在主機上已經標準化,因此任何可適配的外設都可以接入使用;此外,USB接口設計之初是支持熱插拔功能,即設備可以在不重新啟動主機的情況下進行數據交換。
而在現下的新時代中,用戶對于大數據量的傳輸、端口的功能等等要求,一些能力達到瓶頸、體型較大的老式端口也必將會淘汰;而對于一些不那么在意端口體型的設備上面,或能看到它們的身影。
SB接口都是支持熱插拔的,但是還是建議先電腦斷開再拔。
USB接口(Type-A)
USB2.0通常是乳白色,只有4個接觸針腳。理論帶寬最高可達到480Mbps,也就是60MB/s,電壓3.3~5V,電流500mA,筆記本100mA。現在接鼠標鍵盤傳輸速度要求不高的設備用的多。
USB3.0通常是藍色,上下是一共9個接觸針腳。理論傳輸速度最高可達到5.0Gbps,也就是500MB/s,電壓5V,電流1000mA。
USB3.1目前顏色比較多樣,理論傳輸速度最高可達到10Gbps,也就是500MB/s,電壓5V,電流20A。USB3.1也就是Gen2,Gen1還是USB3.0。市面上的PD快充口也是3.1的。
USB3.2理論傳輸速度最高可達到10Gbps,也就是1000MB/s,電壓5V,電流20A。USB3.2是Gen2x2。目前價格還是比較貴的,普及不高。
USB3.0、3.1、3.2都是這樣的頭
Type-C也叫USB-C和USB3.1速度電流電壓一樣,除了部分快充線,也就是500MB/s,電壓5V,電流20A。TypeC最大的好處就是可以正反插,通用普適高,傳輸快,供電強。
USB2.0/3.0(Type-B)
這種接口打印機、硬盤盒、陣列柜