USB标准越来越混乱,但大家不用担心会“掉坑”

“我们即将迎来一个万物USB供电的新时代”,当2021年9月底USB-IF组织正式发布USB Type-C线缆和连接器标准2.1版(USB Type-C® Cable and Connector Specification Revision 2.1)时,诸多技术类媒体都不约而同地发出了这样的欢呼。

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当然,这样的兴奋是有道理的,因为在这个新的技术规范发布后,USB线缆的最高供电标准将从100W提升至240W,不仅意味着未来的智能手机、电脑将有着更快的充电速度,更意味着大量高功率的电子设备(例如游戏本、家用清洁电器)都将能够采用USB接口和线缆作为供电方案。


然而对于非极客或业内人士之外的普通消费者来说,这一新标准首先从名字上就可能会令他们感到困惑。


比如说,很多人可能会惊讶,USB Type-C本身还有版本号的概念?


又比如说,大家可能会对“USB  Type-C线缆标准2.1”这个名称的本身感到困惑。毕竟“USB标准”难道不应该是USB2.0、USB3.0、USB3.2,乃至最新的USB4吗,这个“线缆标准2.1”又是怎么回事呢?

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其实,普通消费者的迷惑还真不能怪他们。因为关于USB的各种“官方标准”不仅多如牛毛,而且命名(特别是命名里的数字版本)也的确非常容易混淆。今天我们三易生活就来用最通俗的方式来简单地梳理一下,关于USB的各种不同标准,以及它们之间的关系。


USB标准有多少?光是外观标准就多如牛毛


首先开门见山地说,如今比较常见的USB相关标准基本可以分为四个类别。而这四个类别的标准,则分别定义了USB接口的外观(接口长啥样)、传输的带宽(速度有多快)、供电的协议(是否能为设备快充),以及接口和线缆所能承受的电流和电压(线缆用料是否耐用)。


其中,USB接口的外观标准是大家平时见得最多,但也最容易记混、记漏的一项。

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简单来说,USB接口的外观最初按照基本形状,可以分为Type-A与Type-B两大类。其中USB Type-A是最基本的接口形状,也就是大家最熟悉、电脑上USB“大口”的样子。而USB Type-B的造型则更为小巧、也更“方正”一些,其主要用于一些需要更牢固连接的设备,例如打印机或移动硬盘上。


而分别将USB Type-A与Type-B接口“小型化”,就得到了USB mini-A、USB micro-A、USB mini-B和USB micro-B四种新的接口形状。

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并且非常有意思的是,虽然在全尺寸方案里USB Type-A接口是绝对的主流,但在早期的各种移动设备上,mini-B和micro-B接口则更加常见。这可能是因为它们的形状更容易辨认正反面,相比mini-A和micro-A接口更加不容易插错的缘故。


而当USB传输速率发展到3.0时代后,问题就出现了。因为USB 3.0需要更多的内部触点,这就意味着接口的形状需要重新设计。于是乎,USB 3.0 Type-A、USB 3.0 Type-B、USB 3.0 mirco-B这三种新的接口外观标准就产生了。

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不难发现,三种为适应USB 3.0而生的新的接口外观,本质上都是在此前老接口的基础上进行简单修改而来,而这样设计的理由,主要则是为了能让它们继续兼容此前的老线材。与此同时,之所以USB 3.0时代只有三种新的接口外观标准,是因为USB mini-A、micro-A,以及mini-B这三种外观标准此时已经宣告被淘汰了。


当然,事情还没结束。因为伴随着USB 3.1速率标准的诞生,早前为USB 3.0设计的三种接口外观又没法用了。于是这一次,USB接口的外观标准终于来了一次大变革,也就是我们现在看到的USB Type-C了。

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但值得一提的是,USB Type-C的外观和触点定义从诞生至今并没有发生过任何的改变,这也充分证明了其作为“次世代”USB外观标准,在设计上就充分考虑到了前瞻性。正因如此,种种证据都表明,未来的USB外观标准将会淘汰此前全部的Type-A和Type-B设计,只留下USB Type-C作为USB接口的外观唯一方案。


从1.0到4,USB的速率标准更加混乱


与USB接口的外观标准相比,虽然USB速率的标准没有那么多,但由于商业上的原因,其混乱程度实际上还要比外观标准“更胜一筹”。


比如说,1996年1月当USB 1.0速率标准发布时,它实际上就已经包含了两个不同的版本,分别被称之为USB 1.0 Low-Speed(带宽1.5Mbps)和USB 1.0 Full-Speed(带宽12Mbps)。换而言之,早在那个年代,如果消费者在购买USB设备时只认“USB 1.0”,可能就会受到蒙骗。

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此后在2000年4月,USB 2.0速率标准正式发布,但情况也变得更加的糟糕。因为USB 2.0速率标准直接将USB 1.0标准“包含”在内。换句话说,也就是1.5Mbps的USB 1.0 Low-Speed被叫做了USB 2.0 Low-Speed,12Mbps的USB 1.0 Full-Speed被称为USB 2.0 FullSpeed。而“真正”带宽480Mbps的USB 2.0速率标准,全称则是“USB 2.0 High-Speed”。


这就意味着USB 2.0速率标准发布后,那些老的USB 1.0芯片和设备“摇身一变”就成为了符合USB 2.0“新技术”的商品。对于消费者来说,迷惑的几率又进一步增加了。


好在2008年11月,当USB 3.0速率标准诞生时,其不仅将带宽大幅提升到了5Gbps,而且还通过形状、颜色都发生了改变的新接口外观,明确地与USB 2.0进行了划分。

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然而好景不长,当2013年USB 3.1速率标准诞生时,“改名大法”再一次出现。而这一次,USB 3.0被“改名”为了USB 3.1 Gen1;而真正传输带宽翻倍的USB 3.1标准,则被命名为了USB 3.1 Gen2。


并且同样的事情,在USB 3.2标准上又发生了一次。此次5Gbps的USB 3.0被再次改名为USB 3.2 Gen1;10Gbps的USB 3.1 Gen2被改名为USB 3.2 Gen2;而真正20Gbps带宽的USB 3.2标准,则被命名为了“USB 3.2 Gen2×2”。

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幸好到了2019年,随着USB4的问世,整个USB速率标准被再次“拨乱反正”。USB 4作为新一代的USB传输标准,不再“包含”以前的老标准,并且只有两个规格,即USB4 20Gbps和USB4 40Gbps。而且由于市面上目前USB4设备大多也同时兼容雷电4标准,因此绝大多数都支持“满血”的USB4,也就是具备40Gbps的传输带宽。


USB供电和USB线缆,有关系但并不是一回事


相比于USB的接口外观和传输速率标准,USB供电和USB线缆标准出现的时间则要晚得多。事实上,这两个标准都是在USB Type-C接口外观和USB 3.1传输速率标准发布后,为了应对大功率快充和供电方面的需求,才制定的新规范。

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比如说现在很多智能手机以及手机充电器都支持的“USB PD”快充标准中,“USB PD”的全称是USB Power Delivery,其实就是USB-IF发布的供电技术标准。目前市面上最常见的版本是USB PD 3.0,其最大可支持20V、5A的100W快充,也经常被用于各种轻薄笔记本电脑的充电器里。而实际上的最新版本则是USB PD 3.1,将供电/快充的最大功率提升到了240W,足可用于部分游戏本和大功率手持电器了。


而USB线缆标准,也就是本文开头讲到的USB Type-C® Cable and Connector Specification。它与USB供电标准在作用上则是“相辅相成”,但在内容上其实又有着微妙的区别。

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简单来说,USB供电标准主要规范的对象是充电器,是充电头里的电路、芯片、协议这些东西。而USB线缆标准,其规范的对象则是充电线和充电线的接口,并且明确了厂商必须要为大功率快充头配备怎样的线材,才能保证充电安全,并且还通过技术手段,让用户只有使用质量足够好的USB线缆时才能激活大功率快充模式,从而避免了廉价USB线被插在100W、甚至240W快充器上时,由于过载而发生危险的可能。


当然,由于规范的对象不同,所以USB供电标准和USB线缆标准在“版本号”上也是各自独立的。最新的USB供电标准是USB-PD 3.1,而最新的USB线缆标准则是上文中提及的USB Type-C线缆规范2.1版,但两者对应的产品则正好可以结合在一起使用。


写在最后:USB标准真的很乱,但消费者也不必害怕


不难看出,整个USB标准的混乱情况,最主要的原因其实就是各大厂商内心里的那些商业考量。不管是USB速率标准的反复“重命名”,还是如今USB Type-C接口上至USB4、下至USB2.0皆可使用的状况,又或是USB的供电和线缆标准要分开制定的现实,背后说白了,都是为了故意造成消费者的混淆,从而让厂商们可以“以老充新”、“以次充好”地进行销售。

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那么,这是否意味着消费者面对行业标准组织和厂商们的“两面夹击”,就只能处于被动受骗的地位呢?其实也不尽然。毕竟,整个USB标准在发展的过程当中,多少还是留下了一些不那么“坑”的选择的。而且,正因为行业标准晦暗不清,所以反而出现了一些相对有“良心”的厂商,会主动将产品性能标注得更加清楚明白。


所以如果你想要购买以“高传输速率”优先的USB设备,那么当前最保险的方法,自然就是选择支持USB4传输标准的设备。因为USB4标准即便不是“满血”,最少也能够保障20Gbps的带宽,足足比USB 3.2(Gen1)快了四倍。

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又比如说,如果你想要的是高功率快充和供电特性,那么其实无需搜索“USB PD3.1”之类的字眼,直接以“100W USB线”、“120W USB充电头”、“200W 充电宝”作为关键词,反而会更容易找到合适的目标。毕竟厂商也知道消费者担心买到“假货”,所以大多数快充设备都会主动标明功率参数,照着买就能够避免“掉坑”了。


【本文图片来自网络】

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