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「火鸡小科普」USB Type-C是什么?

苏州金螳螂建筑装饰股份通讯 2025-02-08 0

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现在我们看到的很多接口,基本都是有尺寸更小的版本,比如HDMI有mini-HDMI和microHDMI,USB同样也有mini-USB和micro-USB。

这些尺寸更小的版本,刚好可以用于轻薄类的产品中。

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不过,对付USB来说,micro-USB并不完美。

上图所示的micro-USB,实际是USB 2.0的便携版本。
随着USB版本的带宽提升,新的USB3.0无法兼容曾经的micro-USB形式,经由改进后变成了这样:

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(图片来自网络侵删)

虽然厚度上和micro USB 2.0是一样的,但它变长了不少。
对付这种为了“便携”的接口来说,长度的增加无疑会影相应用,也非常不雅观观。
为何非要这么设计呢?

由于它想要兼容性。

仔细不雅观察,这个micro-USB 3.0实际上是由两段组成的,较长的那部分实际上跟micro-USB 2.0是完备同等的。
也便是说,这个接口,是为了向下兼容micro-USB 2.0才做成了这样。

不过这也是可以理解的。
USB最大的特点便是兼容性,这么多年的版本更新,老设备依旧可以插上利用,强大的兼容性使得USB终极成为了电子产品中无法替代的存在。

可惜,这种接口担保了兼容性,却损失了它原来存在的意义。
现有电子产品中,除了移动硬盘盒外,险些看不到它的存在,除了三星note3,平板和手机险些都见不到它的存在。
市场的选择证明,micro-USB 3.0的设计是失落败的。

USB已经离不开人类了,总不能一贯都利用micro-USB 2.0吧?现在急需一个新的USB版本,在保持micro-USB 2.0尺寸的同时,还能够拥有更高带宽来传输数据。

于是,USB Type-C涌现了。

以下为维基百科的观点阐明:

USB Type-C,又称USB-C,是一种通用串行总线(USB)的硬件接口形式,外不雅观上最大特点在于其高下端完备同等,与Micro-USB比较这意味着用户不必再区分USB正反面,两个方向都可以插入。

谈到形式,刚才所说的mini-USB和micro-USB也算是这样,但这两个相对付标准USB来说的。
而这个标准USB,实在它的名字叫USB Type-A。

这个图大致阐明了不同形式的USB,可以看到,不同版本(2.0/3.0)对应的这些接口是有差别的,基本上USB 3.0时期都是为了兼容USB 2.0才做成了这样。

Type-A的USB 3.0和2.0形状同等,并且设备也可以相互兼容,而Type-B就不同了,2.0版Type-B的接线可以插到3.0版接口上,但是反过来就弗成。

提到接线和接口,这里还要科普一下什么是公口和母口。

将设备连接到电脑上时,一样平常电脑上的接口叫母口,而连接线的接口叫公口。
普通点说,公口便是要“插入”的口,而母口是“被插入”的口。
至于为何这么叫,上上张图里也提到了“Male”,想必是老外很早就这么区分了,用“形象”的比喻更随意马虎理解。

正如刚才所说的,Type-B的母口做到了向下兼容,但公口却无法向下兼容。
这便是USB新版本迭代所导致的兼容性降落,现在也就只有Type-A能做到双向兼容了。

这种形势下,USB不得不去考虑做一个新的形式,Type-C便是这么来的。

USB Type-C是跟随USB 3.1标准一起提出来的,由于它是新涌现的形式,TypeC实在不存在“兼容”老设备的问题。

前面的阐明中一贯提到“版本”这个词,实在有些地方会随意马虎引起歧义。
像Type-A、Type-C这种的叫USB接口形式的版本,而2.0、3.0这些叫USB接口规范的版本。

举个例子,一件衣服,它的外不雅观设计类比于前者,而尺寸大小和材质类比于后者。
前者使得USB可以适用于各种设备上,根据设备的特色来制订形状,例如Type-B便是常见于打印机上,个人推测这种接口稳固性更高,传输数据时也就担保了稳定性;而后者,是USB组织想要适应时期的发展来提升USB本身的功能。
最直不雅观的提升,便是每一代USB都能把带宽提高很多,USB2.0理论带宽480Mbps,而USB3.0则是5Gbps,翻了很多倍。

要先容USB Type-C有哪些功能和特性,不得不先说说USB 3.1的规范中增加了哪些东西。

USB 3.1分为Gen 1/Gen 2两种,USB 3.1 Gen1是USB 3.0的改名,也便是说完备没变革。
市情上所有未提及Gen 1/Gen 2区分的,一样平常都代指USB 3.1 Gen2。

市场中对USB 3.1的宣扬十分混乱,大多厂商在文案中还在利用“USB 3.0”,对Gen 1/Gen 2不做区分,评测室考虑到小白的接管度也不得不用USB 3.0来称呼。
这种糟糕的情形,锅不得不甩给USB组织。

当初发布USB 3.1规范时,并没有提及Gen 1/Gen 2的区分,乃至发布Type-C接口时也没有区分,结果后来溘然改口,把USB 3.0强行归入USB 3.1家族中,然后为了区分“真正的”USB 3.1就把Gen 1/Gen 2引入……

以是大多厂商和媒体估计都习气了以前的说法,没有及时改正,小白更是无法区分。

USB 3.1 Gen 2的带宽为10Gbps,比USB 3.0高了一倍。

这个提升跨度并不大,乃至可以说有点鸡肋。
一方面,大多数USB设备都用不到3.0的极限,另一方面,如果确实须要更大带宽的话,这么点提升想必也还是不足用的。
举个例子,现在USB设备里能够到极限的,最常见的是移动固态硬盘,但这是SATA3转USB 3.0,带宽6Gbps转5Gbps,也算是有点丢失吧,但变成了6Gbps转10Gbps(SATA3转USB3.1 Gen 2)后也并没有多少变革,解释瓶颈的不是接口版本,而是转接芯片的性能。

非要说有没有能够表示10Gbps的话,也还是有的,之前就涌现过2个M.2固态组RAID 0后转接USB 3.1 Gen 2的,这样就比USB 3.1 Gen 1速率快很多了……但还是意义不大,没见几个正凡人在用。

编码标准变革,从8b/10b升级为128b/132b,极大的降落了编码损耗率。

原来的USB3.0,每传送10bit的数据,实际个中只包含了8bit的“真实数据”,这么做是为了让旗子暗记DC平衡。
直不雅观的结果,便是带宽上的丢失,实际只能负载80%,编码损耗率20%。

而USB3.1将编码标准提升为128b/132b,这样实际的负载便是约97%,编码损耗率仅3%。

前面的一个特色,是从5Gbps提升到10Gbps,如果算上这个特色的话,USB 3.1 Gen 1和Gen 2的实际带宽差距可以达到1.42倍,也便是说,隐蔽的带宽提升有将近50%。

这样一看,彷佛新的接口提升没有那么小……

影音传输(USB AV)带宽增大,匹及HDMI1.4。

这个功能其实在USB2.0时期就有了,利用USB的带宽来传输***旗子暗记。
把稳这里跟TypeC接口的DP***输出以及雷电3兼容的DP***不是一个观点,两者压根不是一个东西,这个USB AV是利用USB总线来传输***旗子暗记,占用带宽,而后者是直接让TypeC变成“DP接口”,跟机器的其余芯片连接的,跟USB总线没紧要,也不占用带宽。

不过这个功能干系的资料太少,彷佛这种USB显示器连接后系统会多出来一个显示设备,显示的画面延迟也很大,会由于带宽的不敷影响画面显示。

要区分是不是它很大略,这个功能是可以跟TypeA接口连接利用的,而TypeC的***输出则不能用,强行利用转接口会提示DP连接设备非常。

电力输出可达到100W。

上图是USB3.1的供电范围,可以看到电压也不再拘泥于5V了,还有12V和20V两档,电流最大可达5A,确实很胆怯。
不过考虑到主板的供电能力,这个规范目前仅仅是“可以达到”,要想每一个USB接口都有这供电能力,恐怕条记本的电源适配器都要爆炸了……

要支持这么高功耗,还须要它支持USB PD(USB Power Delivery功率传输协议),这是要额外芯片供应的,自然也就没什么机器可以支持到这么高功率了。
估计也就部分机器的某个USB3.1接口(某个TypeC)才能支持更大的功率输出,而且能到100W的可能性极低。

TypeC作为USB3.1之后新推出的接口,自然也支持上述的所有特性,不仅如此,它还有专属的特点:

支持正反插。

虽然历代USB都有防插反设计,但这并不能防止“大力失事业”后的悲剧……于是乎这次从源头办理问题,正反插都能用,再也不会碰着插USB时要试一次后才能插进去的尴尬。

如图所示,typeC有24个引脚,每一边12个。
没有连接时,两边的引脚定义是中央对称的,以是typeC正反插时都是一个情形。
当然这个定义不是一贯都这样的,连接后会根据识别情形发生变革。

支持替代模式(Alternate Mode/Alt Mode)。

支持替代模式的条件,是机器已经搭载了支持USB PD协议的芯片,便是刚才提到的那个可以增大功率输出的玩意。

替代模式这个说法估计没有多少人知道,但是有了它之后,支持的功能便是大家所熟知的东西了——

雷电3

上图便是列出的一些替代模式下可以实现的功能。
这些功能都不是USB3.1给予的,它只是被替代模式识别后转接到了其他芯片上实现的而已。

不过即便如此,TypeC的用场也由此向前迈进了一大步——虽然我自己做不到,但我可以利用这个接口转接到其他支持的芯片上啊!
这样一来,统一接口就十分可行了,大家都长成“TypeC”样子容貌的设备,往后电脑都不须要其他接口了,就算须要支持其他设备,只要这个设备可以用替代模式来实现,就没问题了。

USB组织确实不才一盘很大的棋。

讲到这里,有关TypeC和USB 3.1的科普知识讲的就差不多了,估计大家看一遍也无法全部搞懂,没紧要,我也是,谁闲着没事把这些全塞进脑筋里……

不过在关闭窗口前先等等,我须要强调一件事:

以上所有的特性,TypeC接口全部都是可配置的。

换句话说,

TypeC接口≠全部新功能(10Gbps带宽、雷电3、100W供电等)

举个例子,typeC就像是衣服,女装≠萌妹,谁都可以穿女装……

现在的很多手机利用了TypeC接口,然而实际上这些USB只能到2.0。
入门级游戏本以及绝大部分超极本上的TypeC,常日都只是USB3.0,顶多再支持一下DP***输出,只有极少数高端本才能支持雷电3和其他特性,但厂商从来不会给你把TypeC能支持的不支持的给你先容全了。

那么问题来了,如何判断某个设备上的Type-C具有哪些功能呢?

有些屈服规范的PC厂商,会在USB接口阁下印上支持功能的标识,比如USB 3.1 Gen2就会写“10G”,雷电3的话便是这个样子:

不过把稳,这个标识不是完备的“闪电”符号,末端还有一个箭头标识。

有些TypeC接口会标注这个闪电符号,末端没有箭头,这是支持关机充电的意思,不是雷电3,别搞混了。

不过大多厂商为了都雅,不会在TypeC阁下标注这些东西,此时我们只能靠自己来测试了。

是不是USB3.1 Gen2,接个支持的设备看看有没有USB 3.1掌握器就知道了,通过南北桥识别的掌握器名称也能判断机器是否支持雷电3。
末了是否支持DP***就用显示器插一下即可。

但这么做对付普通消费者来说真的是很烦人,凭啥非得要买回来才知道?

以是,评测的意义就来了……我们也在尽力将这些厂商不标注,但对付消费者来说有必要知道的信息公布出来,防止大家由于信息不对称问题碰着麻烦。

总之,消费者往后碰着宣扬“TypeC”的时候,心里都要提醒自己,这个宣扬不可全信,它真正支持什么功能,还须要实际评测的磨练。

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