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Root Nation點點滴滴技術關於 USB 規格以及 USB Type-C 與 USB Type-A 有何不同的所有信息

關於 USB 規格以及 USB Type-C 與 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 等術語,那麼您應該閱讀本文。

當今哪種連接器最受歡迎? 毫無疑問,在眾多標準中存在的就是USB。 USB 端口允許您傳輸數據、為設備充電以及將它們相互連接。 在其存在的 30 年裡,USB 連接器已經成為許多設備不可或缺的一部分,種類繁多,給用戶和設備製造商帶來了越來越多的選擇……和困惑。

USB電纜

我們已經習慣了,以至於我們認為這是理所當然的。 您可能也使用過 USB 設備,儘管您可能實際上並不知道 USB 是什麼或它是如何工作的。 您可能聽說過 USB Type C 或 USB 3 等縮寫,但您可能想了解更多。 在本文中,我將解釋什麼是 USB,向您介紹一下該標準的歷史,並告訴您不同類型和版本的 USB 端口之間的區別。

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USB 是什麼意思?

USB 代表通用串行總線,代表電纜、連接器和通信協議的行業標準,旨在連接、通信和在各種計算機設備之間提供電源。 它用於許多設備,從普通的鍵盤和鼠標到相機、打印機、掃描儀、閃存驅動器、外部驅動器、智能手機、平板電腦、電視等等。

USB端口

通用串行總線是一種即插即用接口。 這意味著您可以將帶有 USB 端口的設備連接到您的計算機,計算機將自動檢測並安裝該設備,但有時您需要為您的操作系統提供必要的驅動程序。 USB 可以作為一種通信方式,將數據傳輸到連接的設備,例如,從計算機傳輸到鍵盤,反之亦然。

USB端口

USB也可以為設備供電。 此功能是其最有用的功能之一,因為它不僅允許設備相互共享數據,還允許您為它們供電或為它們的電池充電。 例如,智能手機有一個 USB 端口,可用於數據傳輸和電池充電。 許多新的筆記本電腦現在也只通過 USB 端口為電池充電,而無需使用單獨的電源適配器。

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如果您想知道為什麼 USB 被稱為總線,事實是在過去的計算時代,術語“總線”用於指代計算機中各種硬件組件之間的公共通信線路。 這就是 USB 被稱為總線的原因:因為它允許多個設備與您的 PC 通信。

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USB 標準的簡要歷史

通用序列匯流排(Universal Serial Bus),簡稱 USB,於 1996 年在幾家主要公司的協助下開發:Compaq、DEC、IBM、Intel、 Microsoft、NEC 和北電。

USB端口

在 USB 發明之前,計算機使用各種類型的端口和連接連接到外圍設備,例如鍵盤、鼠標、打印機、掃描儀和照​​相機。 例如,在 USB 出現之前,鍵盤和鼠標通常通過 PS/2 連接器或串口連接。 打印機和掃描儀通過並行端口執行相同的操作。 如果您當時是一名遊戲玩家,您還需要一個遊戲端口才能使用操縱桿或遊戲手柄在計算機上玩遊戲。 請看下圖中的示例:

USB端口

最早的USB接口沒有高速傳輸,所以硬件廠商一開始並沒有採用這個接口。 但在設計出來幾年後,創建它的公司改進了 USB 接口並創建了 USB 2.0 版本,速度要快得多。 正因為如此,在 2000 年之後,USB 端口變得非常普遍,現在可以在所有類型的設備上找到。 從那時起,USB 成為連接設備和在設備之間傳輸數據的主要方式。

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USB 速度和版本

自第一次開發以來,USB 接口在每個版本中都變得更快。 以下是主要的 USB 修訂或版本:

  • USB 1.0 і USB 1.1 是 1996 年和 1998 年發布的第一代 USB 接口,它們可以分別以高達 1,5 Mbit/s 和 12 Mbit/s 的速度傳輸數據。 在開發它們時,USB 1.0 也被稱為 低速 USB,而 USB 1.1 的名稱是 全速 USB.
  • USB 2.0, 也被稱為 高速 USB, 於 2000 年 480 月發布,它支持的最大理論數據傳輸速率高達 280 Mbps。 事實上,最大有效帶寬被限制在 35 Mbps 或 2.0 Mbps。 USB 1.0 向後兼容 USB 1.1 和 USB 1,這意味著您可以使用帶 USB 2.0.x 端口的舊設備連接到帶 USB XNUMX 端口的新設備。
  • USB 3.0 出現於2008年XNUMX月,也被稱為 超高速 USB. 它理論上可以支持高達 5Gbps 的數據傳輸速度,但實際可以達到的速度約為 3,2Gbps 或 400MB/s。 由於某種原因,USB 3.0 也被稱為 USB 3.1 Gen 1 ABO USB 3.2 Gen 1×1,這增加了混亂,但事實就是如此,我們對此無能為力。
  • USB 3.1 於 2013 年 XNUMX 月發布,被稱為 超高速+USB ABO USB 3.2 Gen 2×1. 它理論上能夠以 10 Gbps 的速度傳輸數據,是 USB 3.0 速度的兩倍。 事實上,可實現的最大傳輸速度為 7,2 Gbps 或 900 MB/s。 注意:這是與 USB A 型連接器兼容的最新版本的 USB。
  • USB 3.2 也被稱為 SuperSpeed+USB 雙通道 通常被稱為 USB 3.2 Gen 2×2. 它於 2017 年 10 月推出,支持單通道和雙通道模式,分別提供高達 20 Gbps 和 XNUMX Gbps 的速度。 此外,它需要使用 Type C 連接器,從這個版本開始,這是強制性的。
  • USB 4 出現在 2019 年 40 月。 它在雙通道模式下提供高達 1.4 Gbps 的速度,並且可以使用 Thunderbolt 3 協議傳輸 DisplayPort XNUMXa 和 PCI Express 流量。
  • USB 4 2.0 於 2022 年 120 月宣布,提供高達 XNUMX Gbps 的驚人速度。

    USB版本
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Thunderbolt

USB 4 連接器有時被稱為 Thunderbolt 3。所以我想我要添加一些說明。

與以通用性著稱並被公認為“標準”的USB標準不同,Thunderbolt是由Intel開發並授權的標準。 不過Thunderbolt 3很大程度上是被USB-IF繼承下來,用來打造USB4,所以現在兩者的關係就撲朔迷離了。 這是一個跨平台的數據和電源標準,但是設備必須經過認證才能使用這個標準,而且英特爾的標準比 USB-IF 標準要嚴格得多。

Thunderbolt 協議常用於筆記本電腦,有時也用於台式電腦,可用於連接 DisplayPort 兼容設備,包括外接顯示器,以及 PCI Express (PCIe) 外圍設備,即外接顯卡、硬盤驅動器、Wi-Fi 或通過 USB Type-C 端口的以太網連接器。 當前一代協議 - Thunderbolt 4 - 支持高達 40 Gbps 的帶寬。 與上一代Thunderbolt 3相比,新版本改進了對4K顯示器的支持(從一個4K顯示器增加到兩個),PCIe帶寬翻倍,並保證了40Gbps的帶寬,這是Thunderbolt 3可選的。

迅雷3

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所以有 USB 和 Thunderbolt,USB4 是基於 Thunderbolt 3,後來被 Thunderbolt 4 取代。您可能會感到困惑,這並不奇怪。 您需要知道的是,USB 4 並不能保證高性能,而 Thunderbolt 4 承諾更多。 儘管 USB 4 基於 Thunderbolt 3,但這並不意味著每個 USB 4 設備、端口和電纜都將具有與任何 Thunderbolt 3 或 4 連接相同的特性和性能。

迅雷4

下一代 Thunderbolt 也即將面世,Thunderbolt 5 有望將吞吐量提高到 80 Gbps,是 Thunderbolt 4 和 Thunderbolt 3 變體 (40 Gbps) 的兩倍。 但是,80 Gbps 是雙向需要相同帶寬的設備的速度。 一些設備可能在一個方向上有 120 Gbps 的帶寬而在另一個方向上只有 40 Gbps,例如 USB 4 2.0。 這對於顯示甚至存儲設備很有用。 Thunderbolt 5 的發布日期在撰寫本文時未知,但可能會在 2023 年或 2024 年晚些時候發布。

現在我們已經了解了有哪些類型的 USB 標準,現在是時候了解一下 USB 端口和連接器的類型了。

USB連接器的類型

USB 連接器的變體可以通過幾個特徵來區分。 第一個是連接器類型,它定義了 USB 電纜的末端或設備上的連接器的外觀。 今天我們知道三種類型的 USB 連接器:A、B 和 C。最流行的仍然是 USB A 型連接器,例如,可以在閃存驅動器中找到它。 USB Type B 尚未如此流行,而當今最常見的連接器是 USB Type-C。 由於體積小,它非常適合緊湊型設備 - 智能手機、無線耳機或薄型筆記本電腦。 USB Type-C 也可以被認為是 miniUSB 和 microUSB 的優秀繼任者。

USB端口

USB除了有幾種類型的插頭和連接器外,還有很多版本。 其中第一個,即 USB 1.0 和 USB 1.1,在 1990 年代運行良好。 它們是串行和並行輸入的良好替代品,但高達 1,5 MB/s 的數據傳輸速率很快就變得不夠用了。 1998年底,USB 2.0規範出現,傳輸速度達到60MB/s。

  • USB A型 (USB A 是經典的 USB 輸入)。 最常見的連接器,直到最近才成為標準。 它用於連接鍵盤、無線鼠標、藍牙模塊或閃存驅動器。 如今,它正逐漸被 USB Type-C 取代。 USB A 型連接器也經常出現在充電設備中。 1996 年第一個 USB 規範發佈時,USB Type A 與 USB Type B 一起出現。USB A型
  • USB B 型. 它幾乎是方形的。 有時它被發現作為打印機的 USB 連接器,以及連接顯示器(然後你可以使用 USB 集線器 - 今天這個功能已被 USB Type-C 接管)。USB B 型
  • 迷你USB 是USB Type A和USB Type B連接器的縮小版,於2000年推出。 然而,Mini USB 連接器現在非常少見,因為它們已經過時並已被 Micro USB 連接器取代。迷你USB
  • 微型USB – 甚至比 Mini USB 連接器還小,現在也很少使用。 這些連接器於 2007 年推出,您仍然可以在一些經濟實惠的智能手機和相機上找到這些連接器。 幾年前,微型 USB 連接器常用於智能手機、平板電腦和其他小型設備。 但是,它的帶寬不是很大。微型USB
  • USB-C. 最新型的連接器,逐漸成為最流行的。 這是 2014 年發布的最新版本的 USB 連接器,具有兩個優點:體積小且可翻轉。 另一大優勢是對稱性——您可以“倒置”連接電纜,這會影響便利性並延長連接器/電纜的使用壽命。 在不久的將來,它們將取代所有類型的 USB 連接器。 USB 類型 Type-C 通常用於 USB 3.1 端口,從 USB 3.2 到 USB 4 及更高版本的所有 USB 版本也需要它。USB C型

有趣的。 USB Type C 連接器與 USB 3.1 大約同時出現,因此人們常常錯誤地認為 USB 3.1 和 USB Type C 是一回事。 實際上並非如此,因為 USB 3.1 是一種 USB 協議,而 USB Type C 是一種連接器規範。 此外,更令人困惑的是,有些設備(主要是智能手機)帶有 USB Type C 連接器,但僅支持 USB 2.0。

USB Type C 將於 2024 年成為歐盟的連接器標準

USB Type-C 端口將很快成為歐盟唯一接受的標準。 新的歐盟立法將要求新設備製造商使用這樣一個端口。 為什麼歐盟立法者決定採取這樣的步驟? 大量研究表明,購買設備的充電器和電纜通常會被新主人簡單地扔掉。 原因是家裡有足夠數量的這種設備。 一般來說,每年有超過10噸的電纜和充電器被扔進垃圾填埋場。

USB C型

除了電子設備中連接器的標準化之外,另一個變化是擺脫銷售套件中的電纜。 大多數用戶仍然只使用一根或兩根電纜(例如在家里和在工作中)為他們的所有設備充電。 購買新設備時,經常會出現之前用過的數據線還能用的情況,所以不需要換新的。 擺脫充電器和數據線也將減小包裝的尺寸,這將對包裝的輕便性和環保性產生積極影響。

值得注意的是,目前只有一家電子製造商使用 USB Type-C 以外的連接器。 當然,我們說的是 Apple,將於 2024 年秋季在其設備上引入 USB Type-C 端口。

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USB 連接器和電纜的顏色

雖然不是必需的,但這是一種常見的做法,不同的 USB 版本是用顏色編碼的。 因此,只需查看計算機背面或電纜末端,即可了解您使用的是何種技術。 當您要將多個設備連接到您的計算機時,這一點尤為重要。

USB端口

然後你應該選擇什麼時候慢速連接就足夠了(例如,鍵盤、鼠標、打印機),以及什麼連接到現代快速 USB 連接器更好。 因此,以下顏色代碼用於 USB 總線的各個版本:

  • 白色 – USB 1.x
  • 黑色 – USB 2.x
  • 藍色——USB 3.x
  • 紅色或橙色 - 用於充電的 USB 端口,在這種情況下,即使電源關閉也可以為連接的設備充電
  • 黃色——USB 供電

我們還沒有 USB 4 連接器的顏色編碼。 這只發生在 USB Type-A 連接器上。USB 4 總是有一個 USB Type-C 連接器。 通常,在這個連接器旁邊,您可以找到它的說明,說明 USB 的類型。 USB 4 連接器還兼容 DisplayPort 2.0 和 PCIe 5。

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USB 數據線長度:有什麼限制嗎?

對於 USB 連接器,通常使用數據線進行連接。 但是,它不能無限長,個別 USB 類型在其規格中有最大電纜長度。 最長的電纜可以是 USB 2.0 - 達到 5 m。對於 USB 1.x 和 USB 3.x,最大電纜長度為 3 m。4 年推出的超高速 USB 2019 連接器具有最短的電纜。 它可以達到80厘米。

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使用 USB Power Delivery 快速充電

對於 USB 連接器,主要參數是帶寬。 它決定了通過某個連接器傳輸數據的速度。 然而,為設備充電的能力同樣重要。 USB 連接器和其他技術在這裡提供了很多可能性。 對於基本的 USB 2.0 和 USB 3.0,我們已經在談論充電功能(功率分別為 2,5 和 4,5 W),得益於 USB Power Delivery,真正的快速充電成為可能。 USB PD 連接器的最大負載增加到 100 W,但值得補充的是,對於超過 10 W 的功率,必須使用合適的電纜。 那麼USB連接器也必須有外部電源。

USB PD

因此 USB Power Delivery 不僅用於數據傳輸或連接基本設備(鍵盤、鼠標、附加磁盤)。 使用 USB PD 連接器,我們可以為連接到它的筆記本電腦或便攜式顯示器充電。 此外,借助一根 USB Power Delivery 數據線,我們可以同時傳輸圖像和為顯示器供電。

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用於充電的 USB 端口 - Super Charger

用於為電池充電的 USB 端口可用於為各種設備充電,例如智能手機。 該技術允許您增加電流并快速為連接的設備充電。 有時端口稱為 Super Charger 或 Charger+。

超級充電

可以在智能手機的例子中看到非常快速充電的可能性及其增加的功率。 在那裡,通過將合適的充電器連接到 USB Type-C 連接器,我們可以期待幾十甚至超過 100 W 的充電功率! 記錄保持者之一是智能手機 Vivo iQOO 10專業版 200 W 充電。 這樣的功率使您可以在短短 4700 分鐘內為容量為 10 mAh 的電池充電。 我最近測試 realme GT新3 150 W 電池充電。 相信我,當您的智能手機在 15 分鐘內充滿電時,這真的令人印象深刻。 其他製造商也不甘落後。

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USB Type-C 與 USB Type-A:有什麼區別?

這是現代 PC 上最常見的兩種連接器類型。 但是 USB Type-C 和 USB Type-A 的共同點和區別是什麼? 其中哪些更重要、更好? 當您需要購買最好的筆記本電腦或最好的計算機來滿足您的需求時,就會出現這些問題。

B型-C型

從外部來看,USB Type-A 和 USB Type-C 具有不同類型的連接器。 第一個有一個扁平的矩形水平連接器,而第二個有一個較小的帶有圓邊的矩形連接器。

這些差異意味著每種類型的 USB 電纜都具有明顯不同的功能。 因此,這就是為什麼了解這些差異很重要。 這樣您就可以知道您的 USB 設備是否與您想要連接的端口兼容以及您可以用它實現什麼。

話不多說,我建議逐步分析 USB Type-C 和 USB Type-A 之間的主要區別。

什麼是 USB-A?

應該指出的是,USB Type-A 端口和電纜已經存在相當長一段時間了,因此大多數人都熟悉它們。 USB A 型連接器有一個矩形水平端口,底部帶有接觸連接器。 這種設計意味著只有正確插入電纜才能實現連接。 如果嘗試錯誤插入電纜,將會遇到阻力。 請小心,不要嘗試用力將電纜插入連接器。

USB A 型

自 2014 年 USB Type-C 推出以來,USB Type-A 開始失去相對相關性,但許多現代設備仍然至少有一個 USB Type-A 端口。 事實上,仍然有數以百萬計的外圍設備和設備需要 USB Type-A 連接。 這是 USB Type-A 不會很快完全消失的主要原因,儘管它是一種較舊的連接類型。

什麼是 USB Type-C?

USB-C(或 USB Type-C)正逐漸成為消費設備的標準端口。 幾乎每台新的現代筆記本電腦、平板電腦或智能手機都有 USB Type-C 連接。 這是因為這種類型的連接解決了與 USB Type-A 相關的許多問題。 此外,它還具有許多甚至超越其前身的功能。

USB-C

首先,USB Type-C 端口比 USB Type-A 更小、更薄。 由於連接器的對稱設計,您不必擔心電纜以哪種方式插入端口。 非常實用又方便! 通過適配器,USB Type-C 向後兼容 USB Type-A 和各種連接類型,包括 HDMI。

對電力傳輸標準的支持使您可以通過 Type-C 為筆記本電腦等大型電子設備充電。 支持 SuperSpeed 和 SuperSpeed+ 技術(通過 USB 3.0 及更高版本)提供更高的數據傳輸速率。 USB Type-C 還與 Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 兼容,因此您經常會看到帶有 USB-C/Thunderbolt 4 組合端口的筆記本電腦和台式機 - 該端口支持任一電纜。

什麼是 USB 3.0 及以上版本?

USB 3.0(又名 USB 3.1)、3.2 和 4.0 是 USB 連接的數據協議,是指端口可以處理的數據格式。 一般來說,數字越高越好,您可以通過查看包裝和/或手冊來確定您的 USB 設備支持哪些版本。

簡而言之,USB 協議的改進版本可提供更快的數據傳輸和供電速度。 我們大多數人永遠不會有足夠的注意力來區分 USB 3.0 和 USB 3.2 之間的區別,但很高興知道它們是如何工作的。

USB 3.2

USB 3.0 可以達到高達 5 Gbps 的傳輸速度,而 USB 3.1 已經可以達到高達 10 Gbps 的速度。 然而,下一代 USB 3.2 有兩個 10 Gbit/s 通道,因此數據傳輸速度高達 20 Gbit/s。

USB-A 和 USB-C 端口都可以支持 USB 2.0 至 3.2,這使得這一切變得有點混亂,因為 USB 端口既有連接器類型(USB-C 與 USB-A,或圓形與矩形),也有連接器類型(USB-C 與 USB-A,或圓形與矩形)和連接器類型。 USB 規範顯示了這種可能性有多大。

然而,最新的 USB 4.0 規範最高可達 40Gbps,並且僅提供 USB Type-C 形式。

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USB-A 與 USB-C:哪個更好?

當涉及到這兩種不同類型的 USB 連接時,這個問題不斷出現。 答案就在表面上。

USB Type-C 無疑是最好的連接類型,因為它具有更快的數據傳輸速率、為大型電子設備充電的能力以及對稱的連接端口。 這就是為什麼它正在成為行業標準,並將在不久的將來變得無處不在。 考慮到這一點,USB Type-A 並不是完全沒有用處。 外圍設備和設備仍然隨它一起發布。 這是無法迴避的。 並非所有製造商都做好了徹底轉型的準備。 儘管在某些情況下您可能只需要 USB Type-C。

USB-C

有數百萬台設備仍在使用 USB-A 端口。 如果您沒有適配器,沒有 USB-A 端口的機器(例如新款 14 英寸 MacBook Pro 和 Dell XPS 13 Plus)可能會讓您處於不利地位。 畢竟,如果無法通過 USB Type-C 連接,則具有 USB Type-A 連接的外部硬盤或 SSD 就沒有任何用處。 此外,專為 USB 3.0 設計的 USB Type-A 足以滿足日常工作的需要,如果您不介意花時間的話,甚至可以傳輸大型照片或視頻。 特別是如果您喜歡使用 USB 閃存驅動器。

USB 標準即將出現的新技術怎麼樣? USB 4是USB Type-C技術的最新發展之一,具有巨大的創新潛力。 它是迄今為止最快的 USB 標準,數據傳輸速度高達 40Gbps,儘管競爭的 Thunderbolt 3 標準也同樣快。 那些尋求最快 USB 性能的人應該考慮 USB4 和 Thunderbolt 3 或 4,它們可能很快就會得到更廣泛的應用。

因此,儘管 USB Type-C 客觀上優於 USB Type-A,但後者在計算機世界中仍然佔有一席之地,並且可能還會持續幾年。 但向 USB Type-C 的過渡是不可避免的。 就連今年的新款 iPhone 15 也將完全改用這種新型 USB 連接。 因為進步是不可阻擋的!

結果

今天,我們大多數人都無法想像沒有 USB 端口的生活。 它們用於為設備充電並在它們之間傳輸數據。 USB 的最大優勢在於其緊湊的尺寸(尤其是 USB Type C)、高效的數據傳輸以及能夠為其他設備快速充電的能力。

USB

每一代 USB 都有越來越好的參數,選擇新設備時應考慮到這一點。 此外,USB Type C 將很快成為許多在歐盟銷售的新電子設備的強制要求。 因此,在購買新的智能手機或筆記本電腦時,應選擇具有新一代 USB 的設備。

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Yuri Svitlyk
Yuri Svitlyk
喀爾巴阡山脈之子、不為人知的數學天才、“律師”Microsoft,實用的利他主義者,左右
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