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Root Nation文章技术关于 USB 规格以及 USB Type-C 与 USB Type-A 有何不同的所有信息

关于 USB 规格以及 USB Type-C 与 USB Type-A 有何不同的所有信息

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如果您想更好地理解 USB Type-C、USB 3.0 或 USB 3.2 等术语,那么您应该阅读本文。

当今哪种连接器最受欢迎? 毫无疑问,在众多标准中存在的就是USB。 USB 端口允许您传输数据、为设备充电以及将它们相互连接。 在其存在的 30 年里,USB 连接器已经成为许多设备不可或缺的一部分,种类繁多,给用户和设备制造商带来了越来越多的选择……和困惑。

USB电缆

我们已经习惯了,以至于我们认为这是理所当然的。 您可能也使用过 USB 设备,尽管您可能实际上并不知道 USB 是什么或它是如何工作的。 您可能听说过 USB Type C 或 USB 3 等缩写,但您可能想了解更多。 在本文中,我将解释什么是 USB,向您介绍一下该标准的历史,并告诉您不同类型和版本的 USB 端口之间的区别。

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USB 是什么意思?

USB 代表通用串行总线,代表电缆、连接器和通信协议的行业标准,旨在连接、通信和在各种计算机设备之间提供电源。 它用于许多设备,从普通的键盘和鼠标到相机、打印机、扫描仪、闪存驱动器、外部驱动器、智能手机、平板电脑、电视等等。

USB接口

通用串行总线是一种即插即用接口。 这意味着您可以将带有 USB 端口的设备连接到您的计算机,计算机将自动检测并安装该设备,但有时您需要为您的操作系统提供必要的驱动程序。 USB 可以作为一种通信方式,将数据传输到连接的设备,例如,从计算机传输到键盘,反之亦然。

USB接口

USB也可以为设备供电。 此功能是其最有用的功能之一,因为它不仅允许设备相互共享数据,还允许您为它们供电或为它们的电池充电。 例如,智能手机有一个 USB 端口,可用于数据传输和电池充电。 许多新的笔记本电脑现在也只通过 USB 端口为电池充电,而无需使用单独的电源适配器。

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如果您想知道为什么 USB 被称为总线,事实是在过去的计算时代,术语“总线”用于指代计算机中各种硬件组件之间的公共通信线路。 这就是 USB 被称为总线的原因:因为它允许多个设备与您的 PC 通信。

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USB 标准的简要历史

通用串行总线(Universal Serial Bus),简称 USB,于 1996 年在几家主要公司的帮助下开发出来:Compaq、DEC、IBM、Intel、 Microsoft、NEC 和北电。

USB接口

在 USB 发明之前,计算机使用各种类型的端口和连接连接到外围设备,例如键盘、鼠标、打印机、扫描仪和照相机。 例如,在 USB 出现之前,键盘和鼠标通常通过 PS/2 连接器或串口连接。 打印机和扫描仪通过并行端口执行相同的操作。 如果您当时是一名游戏玩家,您还需要一个游戏端口才能使用操纵杆或游戏手柄在计算机上玩游戏。 请看下图中的示例:

USB接口

最早的USB接口没有高速传输,所以硬件厂商一开始并没有采用这个接口。 但在设计出来几年后,创建它的公司改进了 USB 接口并创建了 USB 2.0 版本,速度要快得多。 正因为如此,在 2000 年之后,USB 端口变得非常普遍,现在可以在所有类型的设备上找到。 从那时起,USB 成为连接设备和在设备之间传输数据的主要方式。

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USB 速度和版本

自第一次开发以来,USB 接口在每个版本中都变得更快。 以下是主要的 USB 修订或版本:

  • USB 1.0 і USB 1.1 是 1996 年和 1998 年发布的第一代 USB 接口,它们可以分别以高达 1,5 Mbit/s 和 12 Mbit/s 的速度传输数据。 在开发它们时,USB 1.0 也被称为 低速 USB,而 USB 1.1 的名称是 全速 USB.
  • USB 2.0, 也被称为 高速 USB, 于 2000 年 480 月发布,它支持的最大理论数据传输速率高达 280 Mbps。 事实上,最大有效带宽被限制在 35 Mbps 或 2.0 Mbps。 USB 1.0 向后兼容 USB 1.1 和 USB 1,这意味着您可以使用带 USB 2.0.x 端口的旧设备连接到带 USB XNUMX 端口的新设备。
  • USB 3.0 出现于2008年XNUMX月,也被称为 超高速 USB. 它理论上可以支持高达 5Gbps 的数据传输速度,但实际可以达到的速度约为 3,2Gbps 或 400MB/s。 由于某种原因,USB 3.0 也被称为 USB 3.1 Gen 1 або USB 3.2 代 1×1,这增加了混乱,但事实就是如此,我们对此无能为力。
  • USB 3.1 于 2013 年 XNUMX 月发布,被称为 超高速+USB або USB 3.2 代 2×1. 它理论上能够以 10 Gbps 的速度传输数据,是 USB 3.0 速度的两倍。 事实上,可实现的最大传输速度为 7,2 Gbps 或 900 MB/s。 注意:这是与 USB A 型连接器兼容的最新版本的 USB。
  • USB 3.2 也被称为 SuperSpeed+USB 双通道 通常被称为 USB 3.2 代 2×2. 它于 2017 年 10 月推出,支持单通道和双通道模式,分别提供高达 20 Gbps 和 XNUMX Gbps 的速度。 此外,它需要使用 Type C 连接器,从这个版本开始,这是强制性的。
  • USB 4 出现在 2019 年 40 月。 它在双通道模式下提供高达 1.4 Gbps 的速度,并且可以使用 Thunderbolt 3 协议传输 DisplayPort XNUMXa 和 PCI Express 流量。
  • USB 4 2.0 于 2022 年 120 月宣布,提供高达 XNUMX Gbps 的惊人速度。

    USB 版本
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霹雳

USB 4 连接器有时被称为 Thunderbolt 3。所以我想我要添加一些说明。

与以通用性着称并被公认为“标准”的USB标准不同,Thunderbolt是由Intel开发并授权的标准。 不过Thunderbolt 3很大程度上是被USB-IF继承下来,用来打造USB4,所以现在两者的关系就扑朔迷离了。 这是一个跨平台的数据和电源标准,但是设备必须经过认证才能使用这个标准,而且英特尔的标准比 USB-IF 标准要严格得多。

Thunderbolt 协议常用于笔记本电脑,有时也用于台式电脑,可用于连接 DisplayPort 兼容设备,包括外接显示器,以及 PCI Express (PCIe) 外围设备,即外接显卡、硬盘驱动器、Wi-Fi 或通过 USB Type-C 端口的以太网连接器。 当前一代协议 - Thunderbolt 4 - 支持高达 40 Gbps 的带宽。 与上一代Thunderbolt 3相比,新版本改进了对4K显示器的支持(从一个4K显示器增加到两个),PCIe带宽翻倍,并保证了40Gbps的带宽,这是Thunderbolt 3可选的。

迅雷3

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所以有 USB 和 Thunderbolt,USB4 是基于 Thunderbolt 3,后来被 Thunderbolt 4 取代。您可能会感到困惑,这并不奇怪。 您需要知道的是,USB 4 并不能保证高性能,而 Thunderbolt 4 承诺更多。 尽管 USB 4 基于 Thunderbolt 3,但这并不意味着每个 USB 4 设备、端口和电缆都将具有与任何 Thunderbolt 3 或 4 连接相同的特性和性能。

迅雷4

下一代 Thunderbolt 也即将面世,Thunderbolt 5 有望将吞吐量提高到 80 Gbps,是 Thunderbolt 4 和 Thunderbolt 3 变体 (40 Gbps) 的两倍。 但是,80 Gbps 是双向需要相同带宽的设备的速度。 一些设备可能在一个方向上有 120 Gbps 的带宽而在另一个方向上只有 40 Gbps,例如 USB 4 2.0。 这对于显示甚至存储设备很有用。 Thunderbolt 5 的发布日期在撰写本文时未知,但可能会在 2023 年或 2024 年晚些时候发布。

现在我们已经了解了有哪些类型的 USB 标准,现在是时候了解一下 USB 端口和连接器的类型了。

USB连接器的类型

USB 连接器的变体可以通过几个特征来区分。 第一个是连接器类型,它定义了 USB 电缆的末端或设备上的连接器的外观。 今天我们知道三种类型的 USB 连接器:A、B 和 C。最流行的仍然是 USB A 型连接器,例如,可以在闪存驱动器中找到它。 USB Type B 尚未如此流行,而当今最常见的连接器是 USB Type-C。 由于体积小,它非常适合紧凑型设备 - 智能手机、无线耳机或薄型笔记本电脑。 USB Type-C 也可以被认为是 miniUSB 和 microUSB 的优秀继任者。

USB接口

USB除了有几种类型的插头和连接器外,还有很多版本。 其中第一个,即 USB 1.0 和 USB 1.1,在 1990 年代运行良好。 它们是串行和并行输入的良好替代品,但高达 1,5 MB/s 的数据传输速率很快就变得不够用了。 1998年底,USB 2.0规范出现,传输速度达到60MB/s。

  • USB Type A (USB A 是经典的 USB 输入)。 最常见的连接器,直到最近才成为标准。 它用于连接键盘、无线鼠标、蓝牙模块或闪存驱动器。 如今,它正逐渐被 USB Type-C 取代。 USB A 型连接器也经常出现在充电设备中。 1996 年第一个 USB 规范发布时,USB Type A 与 USB Type B 一起出现。USB Type A
  • USB B型. 它几乎是方形的。 有时它被发现作为打印机的 USB 连接器,以及连接显示器(然后你可以使用 USB 集线器 - 今天这个功能已被 USB Type-C 接管)。USB B型
  • 迷你USB 是USB Type A和USB Type B连接器的缩小版,于2000年推出。 然而,Mini USB 连接器现在非常少见,因为它们已经过时并已被 Micro USB 连接器取代。迷你USB
  • 微型USB – 甚至比 Mini USB 连接器还小,现在也很少使用。 这些连接器于 2007 年推出,您仍然可以在一些经济实惠的智能手机和相机上找到这些连接器。 几年前,微型 USB 连接器常用于智能手机、平板电脑和其他小型设备。 但是,它的带宽不是很大。微型USB
  • USB类型-C. 最新型的连接器,逐渐成为最流行的。 这是 2014 年发布的最新版本的 USB 连接器,具有两个优点:体积小且可翻转。 另一大优势是对称性——您可以“倒置”连接电缆,这会影响便利性并延长连接器/电缆的使用寿命。 在不久的将来,它们将取代所有类型的 USB 连接器。 USB 类型 Type-C 通常用于 USB 3.1 端口,从 USB 3.2 到 USB 4 及更高版本的所有 USB 版本也需要它。USB C型

Цікаво。 USB Type C 连接器与 USB 3.1 大约同时诞生,因此人们常常错误地认为 USB 3.1 和 USB Type C 是一回事。 实际上并非如此,因为 USB 3.1 是一种 USB 协议,而 USB Type C 是一种连接器规范。 此外,更令人困惑的是,有些设备(主要是智能手机)带有 USB Type C 连接器,但仅支持 USB 2.0。

USB Type C 将于 2024 年成为欧盟的连接器标准

USB Type-C 端口将很快成为欧盟唯一接受的标准。 新的欧盟立法将要求新设备制造商使用这样一个端口。 为什么欧盟立法者决定采取这样的步骤? 大量研究表明,购买设备的充电器和电缆通常会被新主人简单地扔掉。 原因是家里有足够数量的这种设备。 一般来说,每年有超过10吨的电缆和充电器被扔进垃圾填埋场。

USB C型

除了电子设备中连接器的标准化之外,另一个变化是摆脱销售套件中的电缆。 大多数用户仍然只使用一根或两根电缆(例如在家里和在工作中)为他们的所有设备充电。 购买新设备时,经常会出现之前用过的数据线还能用的情况,所以不需要换新的。 摆脱充电器和数据线也将减小包装的尺寸,这将对包装的轻便性和环保性产生积极影响。

值得注意的是,目前只有一家电子制造商使用 USB Type-C 以外的连接器。 当然,我们说的是 Apple,将于 2024 年秋季在其设备上引入 USB Type-C 端口。

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USB 连接器和电缆的颜色

虽然不是必需的,但这是一种常见的做法,不同的 USB 版本是用颜色编码的。 因此,只需查看计算机背面或电缆末端,即可了解您使用的是何种技术。 当您要将多个设备连接到您的计算机时,这一点尤为重要。

USB接口

然后你应该选择什么时候慢速连接就足够了(例如,键盘、鼠标、打印机),以及什么连接到现代快速 USB 连接器更好。 因此,以下颜色代码用于 USB 总线的各个版本:

  • 白色 – USB 1.x
  • 黑色 – USB 2.x
  • 蓝色——USB 3.x
  • 红色或橙色 - 用于充电的 USB 端口,在这种情况下,即使电源关闭也可以为连接的设备充电
  • 黄色——USB 供电

我们还没有 USB 4 连接器的颜色编码。 这只发生在 USB Type-A 连接器上。USB 4 总是有一个 USB Type-C 连接器。 通常,在这个连接器旁边,您可以找到它的说明,说明 USB 的类型。 USB 4 连接器还兼容 DisplayPort 2.0 和 PCIe 5。

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USB 数据线长度:有什么限制吗?

对于 USB 连接器,通常使用数据线进行连接。 但是,它不能无限长,个别 USB 类型在其规格中有最大电缆长度。 最长的电缆可以是 USB 2.0 - 达到 5 m。对于 USB 1.x 和 USB 3.x,最大电缆长度为 3 m。4 年推出的超高速 USB 2019 连接器具有最短的电缆。 它可以达到80厘米。

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使用 USB Power Delivery 快速充电

对于 USB 连接器,主要参数是带宽。 它决定了通过某个连接器传输数据的速度。 然而,为设备充电的能力同样重要。 USB 连接器和其他技术在这里提供了很多可能性。 对于基本的 USB 2.0 和 USB 3.0,我们已经在谈论充电功能(功率分别为 2,5 和 4,5 W),得益于 USB Power Delivery,真正的快速充电成为可能。 USB PD 连接器的最大负载增加到 100 W,但值得补充的是,对于超过 10 W 的功率,必须使用合适的电缆。 那么USB连接器也必须有外部电源。

USB PD

因此 USB Power Delivery 不仅用于数据传输或连接基本设备(键盘、鼠标、附加磁盘)。 使用 USB PD 连接器,我们可以为连接到它的笔记本电脑或便携式显示器充电。 此外,借助一根 USB Power Delivery 数据线,我们可以同时传输图像和为显示器供电。

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用于充电的 USB 端口 - Super Charger

用于为电池充电的 USB 端口可用于为各种设备充电,例如智能手机。 该技术允许您增加电流并快速为连接的设备充电。 有时端口称为 Super Charger 或 Charger+。

超级充电

可以在智能手机的例子中看到非常快速充电的可能性及其增加的功率。 在那里,通过将合适的充电器连接到 USB Type-C 连接器,我们可以期待几十甚至超过 100 W 的充电功率! 记录保持者之一是智能手机 Vivo iQOO 10专业版 200 W 充电。 这样的功率使您可以在短短 4700 分钟内为容量为 10 mAh 的电池充电。 我最近测试 realme GT 新 3 150 W 电池充电。 相信我,当您的智能手机在 15 分钟内充满电时,这真的令人印象深刻。 其他制造商也不甘落后。

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USB Type-C 与 USB Type-A:有什么区别?

这是现代 PC 上最常见的两种连接器类型。 但是 USB Type-C 和 USB Type-A 的共同点和区别是什么? 其中哪些更重要、更好? 当您需要购买最好的笔记本电脑或最好的计算机来满足您的需求时,就会出现这些问题。

B型-C型

从外部来看,USB Type-A 和 USB Type-C 具有不同类型的连接器。 第一个有一个扁平的矩形水平连接器,而第二个有一个较小的带有圆边的矩形连接器。

这些差异意味着每种类型的 USB 电缆都具有明显不同的功能。 因此,这就是为什么了解这些差异很重要。 这样您就可以知道您的 USB 设备是否与您想要连接的端口兼容以及您可以用它实现什么。

话不多说,我建议逐步分析 USB Type-C 和 USB Type-A 之间的主要区别。

什么是 USB-A?

应该指出的是,USB Type-A 端口和电缆已经存在相当长一段时间了,因此大多数人都熟悉它们。 USB A 型连接器有一个矩形水平端口,底部带有接触连接器。 这种设计意味着只有正确插入电缆才能实现连接。 如果尝试错误插入电缆,将会遇到阻力。 请小心,不要尝试用力将电缆插入连接器。

USB A 型

在 2014 年推出 USB Type-C 后,USB Type-A 开始失去相对相关性,但许多现代设备仍然至少有一个 USB Type-A 端口。 事实上,仍然有数以百万计的外围设备和设备需要 USB Type-A 连接。 这是 USB Type-A 不会很快完全消失的主要原因,尽管它是一种较旧的连接类型。

什么是 USB Type-C?

USB-C(或 USB Type-C)正逐渐成为消费设备的标准端口。 几乎每台新的现代笔记本电脑、平板电脑或智能手机都有 USB Type-C 连接。 这是因为这种类型的连接解决了与 USB Type-A 相关的许多问题。 此外,它还具有许多甚至超越其前身的功能。

USB类型-C

首先,USB Type-C 端口比 USB Type-A 更小、更薄。 由于连接器的对称设计,您不必担心电缆以哪种方式插入端口。 非常实用又方便! 通过适配器,USB Type-C 向后兼容 USB Type-A 和各种连接类型,包括 HDMI。

对电力传输标准的支持使您可以通过 Type-C 为笔记本电脑等大型电子设备充电。 支持 SuperSpeed 和 SuperSpeed+ 技术(通过 USB 3.0 及更高版本)提供更高的数据传输速率。 USB Type-C 还与 Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 兼容,因此您经常会看到带有 USB-C/Thunderbolt 4 组合端口的笔记本电脑和台式机 - 该端口支持任一电缆。

什么是 USB 3.0 及以上版本?

USB 3.0(又名 USB 3.1)、3.2 和 4.0 是 USB 连接的数据协议,是指端口可以处理的数据格式。 一般来说,数字越高越好,您可以通过查看包装和/或手册来确定您的 USB 设备支持哪些版本。

简而言之,USB 协议的改进版本可提供更快的数据传输和供电速度。 我们大多数人永远不会有足够的注意力来区分 USB 3.0 和 USB 3.2 之间的区别,但很高兴知道它们是如何工作的。

USB 3.2

USB 3.0 可以达到高达 5 Gbps 的传输速度,而 USB 3.1 已经可以达到高达 10 Gbps 的速度。 然而,下一代 USB 3.2 有两个 10 Gbit/s 通道,因此数据传输速度高达 20 Gbit/s。

USB-A 和 USB-C 端口都可以支持 USB 2.0 至 3.2,这使得这一切变得有点混乱,因为 USB 端口既有连接器类型(USB-C 与 USB-A,或圆形与矩形),也有连接器类型(USB-C 与 USB-A,或圆形与矩形)和连接器类型。 USB 规范显示了这种可能性有多大。

然而,最新的 USB 4.0 规范最高可达 40Gbps,并且仅提供 USB Type-C 形式。

另请阅读:

USB-A 与 USB-C:哪个更好?

当涉及到这两种不同类型的 USB 连接时,这个问题不断出现。 答案就在表面上。

USB Type-C 无疑是最好的连接类型,因为它具有更快的数据传输速率、为大型电子设备充电的能力以及对称的连接端口。 这就是为什么它正在成为行业标准,并将在不久的将来变得无处不在。 考虑到这一点,USB Type-A 并不是完全没有用处。 外围设备和设备仍然随它一起发布。 这是无法回避的。 并非所有制造商都做好了彻底转型的准备。 尽管在某些情况下您可能只需要 USB Type-C。

USB-C

有数百万台设备仍在使用 USB-A 端口。 如果您没有适配器,没有 USB-A 端口的机器(例如新款 14 英寸 MacBook Pro 和 Dell XPS 13 Plus)可能会让您处于不利地位。 毕竟,如果无法通过 USB Type-C 连接,则具有 USB Type-A 连接的外部硬盘或 SSD 就没有任何用处。 此外,专为 USB 3.0 设计的 USB Type-A 足以满足日常工作,如果您不介意花时间的话,甚至可以传输大型照片或视频。 特别是如果您喜欢使用 USB 闪存驱动器。

USB 标准即将出现的新技术怎么样? USB 4是USB Type-C技术的最新发展之一,具有巨大的创新潜力。 它是迄今为止最快的 USB 标准,数据传输速度高达 40Gbps,尽管竞争的 Thunderbolt 3 标准也同样快。 那些寻求最快 USB 性能的人应该考虑 USB4 和 Thunderbolt 3 或 4,它们可能很快就会得到更广泛的应用。

因此,尽管 USB Type-C 客观上优于 USB Type-A,但后者在计算机世界中仍然占有一席之地,并且可能还会持续几年。 但向 USB Type-C 的过渡是不可避免的。 就连今年的新款 iPhone 15 也将完全改用这种新型 USB 连接。 因为进步是不可阻挡的!

结果

今天,我们大多数人都无法想象没有 USB 端口的生活。 它们用于为设备充电并在它们之间传输数据。 USB 的最大优势在于其紧凑的尺寸(尤其是 USB Type C)、高效的数据传输以及能够为其他设备快速充电的能力。

USB

每一代 USB 都有越来越好的参数,选择新设备时应考虑到这一点。 此外,USB Type C 将很快成为许多在欧盟销售的新电子设备的强制要求。 因此,在购买新的智能手机或笔记本电脑时,应选择具有新一代 USB 的设备。

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
喀尔巴阡山脉之子、不为人知的数学天才、“律师”Microsoft,实用的利他主义者,左右
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