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从充电集线器到PC、家用电器和RaspberryPi,通用串行总线(USB)名副其实无处不在。但是,USB有超过10种不同的版本、大量的连接器以及各种传输速率和充电功能,它也是一套广泛的标准,如果您不知道自己需要什么,可能会感到困惑。
如果您查看最好的游戏笔记本电脑或最好的游戏PC之一的规格表,您可能会看到它列出了一个USB4端口、一个USB3.2Gen2端口和两个USB2端口。但这一切意味着什么,你能期望从每一个中得到什么?我们提供的答案可帮助您了解每种类型的USB可以做什么。
USB版本、版本名称和速度
如果您使用USB传输数据,而不仅仅是充电,最重要的是要知道您的连接速度。因为,为了以高达10Gbps的速度将文件复制到外部SSD,您需要链中的每个链接来支持该速度:主机PC、电缆和驱动器本身。
如果每个USB端口和产品上都写有最高速度,或者至少在规格表上,那就太好了。事实上,这也是运行USB的USB-IF(USB实施者论坛)所希望的。该组织最近引入了一种新的命名约定,将每个5Gbps或更快的端口列为USB5Gbps、USB10Gbps、USB20Gbps或USB40Gbps,而不使用版本号。获得USB-IF认证的USB产品的制造商会获得带有USB速度编号的徽标,他们可以在其包装上使用这些编号。
但是,大多数USB设备都没有经过官方认证过程。即使某些东西通过了认证,您仍然很有可能会看到它以数字版本号(例如USB3.2)而不是速度来宣传。您可能还会看到列出的USB产品为Hi-SpeedUSB、SuperSpeedUSB、SuperSpeedUSB10Gbps或SuperSpeedUSB20Gbps。然而SuperSpeed名称已被弃用,但仍出现在某些包装和营销材料上。
USB3.x的版本非常多,但是,需要知道的重要一点是,USB3、3.1和3.2都是相同的5Gbps连接,当您在版本之后看到Gen2时会跳到10Gbps,当您在名称中看到Gen2x2时会跳到20Gbps。
USB连接器
您可能会在设备上看到超过六种常见的USB连接器。其中一些连接器在某些类型的设备上更为常见。
USBA型
追溯到年代,USB-A连接器是第一个并且仍然是使用最广泛的USB连接器。它是矩形的、扁平的,并且只能以一个方向插入计算机,如果您要插入看不到的端口,这可能会很麻烦。您会在大多数外围设备和计算机上找到USBType-A端口,除了一些太薄而无法支持的超极本。USBType-A连接器可能支持5或10Gbps种类的USB1.1、USB2或USB3.x,但这完全取决于设备或电缆支持的内容。USB3.x端口有时是蓝色的,而那些达到10Gbps的端口有时是红色的。
USBB型
USB-B主要用于最大的外围设备,例如打印机。它也可以在内置USB集线器的USB集线器或显示器上找到,尽管B端口始终是将该集线器/显示器连接到您的PC的电线的一部分。
MiniUSB
MiniUSB在世纪之交与USB2.0规范一起首次出现,现在已成为过去,已被microUSB取代。您可能仍会在一些较旧的游戏控制器或数码相机上看到miniUSB。从技术上讲,miniUSBType-A和miniUSBType-B都有,但你只可能在野外看到miniUSBType-B。
MicroUSB
尽管USB-C是一种更新、更好的连接器,尺寸大致相同,但您仍然会在大量设备上看到微型USB,从廉价的Android平板电脑到RaspberryPi、微控制器、数码相机、移动电源和智能家居设备。从技术上讲,microUSBType-A和Type-B都有,但你只会看到Type-B。
USBType-C
今天出货的大多数新电脑都至少有一个USB-C端口(有些还有更多)。这些电缆上的插头呈椭圆形,与任何其他USB连接器不同,无论您使用哪个方向插入它们都无关紧要。
USB-C线缆可以传输数据、视频和电源(最高瓦),但并非每条线缆都支持所有这些功能,因此您需要查看规格。许多新的键盘、鼠标以及几乎所有新的智能手机和平板电脑都带有板载USB-C连接器。
USB电源标准
除了Apple的iPhone,几乎所有移动设备都通过USB充电。您还可以通过USB连接为任何最好的超极本或最好的便携式显示器供电。但并非所有USB端口和电缆都能提供相同功率的充电。
一些最新的USB设备实际上可能在其包装上有一个标志,说明它们可以输出多少功率,但目前这种情况并不常见。大多数现代手机充电器和所有笔记本电脑充电器都使用某种USBPD,但并非所有USB-PD设备都具有相同的最大功率,因此请务必检查充电器和电缆。对于笔记本电脑,60W是最常见的最小值,而超过W的则不太常见,因为这是一个较新的标准。
USB视频
DisplayPort替代模式(Alt模式)是另一种简化现代PC(尤其是笔记本电脑)布线的方法。借助DisplayPort替代模式,USB-C电缆可以传输非USB信号。在DisplayPortAltMode的情况下,计算机可以通过USB-C电缆传输DisplayPort信号。
虽然这对于台式机来说可能不是什么大问题,但对于笔记本电脑来说却是一个很大的优势。USB-C端口在物理上比HDMI或DisplayPort小,因此能够在保持笔记本电脑尺寸较小的同时传输DisplayPort信号对于PCOEM来说是一个福音。
不幸的是,您通常无法仅通过查看笔记本电脑的USB-C端口来判断它是否可以传输视频。您需要阅读计算机的说明手册或规格表,或者您可以进行实验。
笔记本电脑上最新的USB4端口可以利用DisplayPortAltMode2.0,它可以在60Hz下以高达8K的分辨率运行,并使用HDR10颜色。虽然USB4本身只能传输40Gbps的数据,但该端口可以发送80Gbps的DisplayPort数据,因为它只向一个方向发送所有数据,因此可以接管所有8个通道。
您还可以从USB3.x甚至2.0Type-A端口输出视频,等等。尽管Type-A上没有USBalt模式之类的东西,但仍有许多使用DisplayLink技术的扩展坞和便携式显示器。安装正确的驱动程序后,您的计算机将压缩视频并通过标准USB信号将其发送到扩展坞。
USB电缆和向后兼容性
USB的优点之一是它的向后兼容性。您可以使用全新的USB20GbpsSSD并将其插入年的USB1.1端口,它可能会工作。但是,任何连接的速度都与其最慢的部分一样快。因此,如果您将USB40Gbps驱动器连接到计算机上的USB40Gbps端口,但您使用的电缆只能支持USB5Gbps,那么您将只能获得5Gbps。
购买USB电缆时,寻找最大额定速度尤为重要。您可以找到许多两端使用USB-C并提供60瓦充电功率的电缆,但只能以USB2.0速度(Mbps)传输数据。
USB的历史
在这一点上很难相信,但通用串行总线(USB)已经存在了二十多年。USB的起源可以追溯到年代中期,从年推出的USB1.0规范开始。随后是年的USB1.1、年的USB2.0和年的USB3.0。在USB2.0发布二十年后,USB4版本2.0于年底发布,进一步提升了连接外围设备的速度。
USB1.0/1.1(-)
USB出现的时候,计算机背面的各种端口都在争夺我们的注意力。不仅有多个串行端口,而且还有一个并行端口(用于打印机)和用于鼠标和键盘的PS/2连接器。如果您玩游戏,您的控制器需要一个游戏端口,并且在商业环境中通常会看到用于外部存储的SCSI连接器。
USB被开发为所有这些端口的“通用”替代品,通过使用通用连接器来简化我们连接设备的方式。
USB1.0于年首次亮相,带有我们熟悉的Type-A连接器,直到今天仍然存在。USB1.0标准提供1.5Mbps的“低速”信号传输速率或12Mbps的“全速”信号传输速率。新生标准USB1.1的第一个修订版于年问世。
USB2.0()
随着年USB2.0标准的推出,USB的采用真正开始加速,该标准将最大信号速率大幅提高到Mbps,并获得了“高速”的绰号。
我们还看到了带有USB2.0的USBOn-The-Go规范的引入,该规范允许具有基于USB的连接器的智能手机和平板电脑托管其他USB设备。例如,您可以将鼠标、USB拇指驱动器或数码相机插入三星平板电脑或GooglePixel手机的USB端口。
USB3.0/3.1/3.2(//)
年,USB-IF推出了USB3.0,它以5Gbps的速度运行,与之前的USB2.0相比,吞吐量提高了大约10倍。即使在今天,这也是大多数设备支持的最高速度。事实上,大多数外围设备只需要USB2.0速度。
然而,USB-IF在年推出USB3.1后,在年又将速度提升了一个档次,信号速率再次翻倍至10GBps。最初的5Gbps速度被重命名为USB3.1,而USB3.1Gen2指的是10Gbps速率。
USB-C于年推出,但连接器跨版本,因为您可以拥有一个仅以2.0速度运行的USB-C端口,或者一个以20甚至40Gbps的速度运行的USB-C端口。
随着年USB3.2的推出,我们又看到了另一个10GBps层和一个更快的20Gbps层,两者都具有双通道功能。正是在这个时候,USB-IF决定将所有3.x规范集中在USB3.2下,因此USB3.2(无Gen或Gen1)为5Gbps,USB3.2Gen2为10Gbps,USB3.2Gen2x2为20Gbps.之所以称为Gen2x2,是因为它使用两个10Gbps通道。
USB4
USB4于年宣布为USB标准的下一个演变,并且仅使用USB-C连接器(而不是传统的USB-A连接器)提供。它可以以20或40Gbps的速度运行,后者相当于Thunderbolt3或Thunderbolt4,因为USB4可以与Thunderbolt兼容。
使用双组四个双向通道传输数据。
添加了DisplayPortAltMode2.0,支持60Hz的8K分辨率和HDR10颜色。DisplayPort2.0可以使用高达80Gbps的速率,因为所有八个数据通道都可用于将一个方向的方向发送到显示器。
USB42.0版于年夏季首次发布。与上一代飞跃一样,USB42.0版再次将带宽翻倍,这次从40Gbps提高到80Gbps。这甚至是40Gbps上限的Thunderbolt4速度的两倍。
这些80Gbps速度是使用现有的40Gbps无源电缆或新的有源USBType-C电缆实现的,这些电缆明确额定为更高的速度。USB3.2数据隧道现在能够超过20Gbps,并且USB4版本2.0也符合最新的PCIe和DisplayPort标准。鉴于向后兼容性一直是USB接口的一个标志,USB4版本2.0与除Thunderbolt3之外的所有可追溯到USB2.0的早期版本兼容。