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聊聊USB 4.0:一根线解决所有问题

发表于 2019-10-14 12:24:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
  九月初,USB Promoter Group正式发布的USB 4规范,这也意味着USB 4接口普及化已经正式拉开了大幕。
而早在今年3月份,英特尔宣布向USB Promoter Group开放Thunderbolt协议,这使得USB 4在传输速度上得到显著提升。同时也意味着,目前最强的数据接口Thunderbolt 3,将直接整合在USB 4里,未来采用Thunderbolt 3的设备将不需要再向英特尔取得授权或支付高昂的授权费用,这对于推动接口技术的发展有着极其重要的意义。

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  USB 4协议的三大特性
  九月初,USB-IF发布了USB 4规范,如下:

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  具体来说,USB 4有以下三个主要特性:
  其一、USB 4规范将引入双链路通道;
  其二、传输带宽达到Thunderbolt 3的40Gbps标准;
  其三、其物理层形态为TYPE-C。
  综合以上三个特性,USB 4整合Thunderbolt 3的先进技术,直接具备了超大带宽的数据传输能力,直接具备了显示输入/输出功能,具备充电功能。可以说,一枚全功能的USB 4接口是目前功能最全、体积最小、速度最快的物理接口!
  除此之外,USB 4在兼容性上也做了全面考量,直接向下兼容USB 3.2、3.1、3.0、2.0,同时兼容Thunderbolt 3,而现阶段的标准规格USB数据线都能在USB 4上使用。
  命名方面,USB Promoter Group或将不会再使用3.0、3.1、3.2这样的版本迭代命名方式,USB 4可能将始终使用USB 4的命名方式。同时,其物理形态也将只有TYPE-C一种。因此,未来电子设备的USB接口、相关的外接拓展设备将统一采用体积小巧的TYPE-C形态,这将促使笔记本电脑、平板电脑等设备向更加轻薄化发展。
  USB 4为何值得期待?
  USB 4接口性能飞跃,主要功劳在于Thunderbolt 3。
  Thunderbolt即我们所熟知的雷电接口。2011年,英特尔与苹果合作开发的、技术代号为“Light Peak”的Thunderbolt正式公布,也就是我们所说的雷电接口,苹果官网称之为“雷雳”接口(以下统称雷电接口)。
  由于雷电接口融合了PCIE和DisplayPort两种通信协议,所以在全功能TYPE-C问世之前,雷电接口几乎是唯一同时支持高速数据传输和视频/音频传输的多功能接口,即它同时具备USB和DP或HDMI/DVI/VGA功能。且因其带宽达到双向10Gbps(雷电2为双向20Gbps),所以可以说是非常先进的接口扩展技术。

聊聊USB 4.0:一根线解决所有问题

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雷电3与其它接口传输速度对比
  要知道,USB接口在发展到3.1 Gen 2时,才达到双向10Gbps带宽,雷电接口早在8年前就已实现。
  雷电1、雷电2接口与MiniDP拥有同样的物理形态,可以通过接口符号标识来区分
  不过,早期的雷电接口并非现如今常见的TYPE-C形态。上图是苹果MacBook系列搭载的雷电2接口,其最初采用了MiniDP的物理层形态设计。不过无论是以前还是现在,雷电接口的标识符号都没有变,是一个带有箭头的闪电。
  正因为雷电接口是英特尔与苹果合作开发,所以这些年来,苹果MacBook系列成为雷电接口的忠实拥趸,从最早的雷电1、雷电2,到如今全面支持雷电3,苹果对于雷电接口可谓是青睐有加。

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雷电2接口采用MiniDP形态
  雷电3接口双向带宽达到40Gbps,是现有速度最快的USB TYPE-C 3.1 Gen 2接口的四倍,且雷电3接口支持4K 60fps视频传输,支持100W PD协议供电,支持外接桌面级显卡,因此可以说是目前最为强大的接口扩展标准,它也是真正意义上的使用一根线就能解决所有问题的扩展接口。

聊聊USB 4.0:一根线解决所有问题

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一根线解决所有问题
  因此,当英特尔向USB Promoter Group开放雷电接口协议之后,未来普及化之后的USB 4接口就将成为业界综合素质最强的接口,所以它对于PC、智能手机等行业的意义不言而喻。
  雷电3与USB 4的强强联手
  此前,雷电3接口难以普及的主要原因有两点:成本和硬件。
  成本上,雷电3接口的使用需要获得英特尔授权,其授权费不菲。
  硬件上,雷电3接口本身需要有独立的控制芯片,芯片成本不低。
  在这两个因素的“阻挠”之下,雷电3接口普及就显得困难重重。
  年初,英特尔向USB Promoter Group开放协议,首先解决了成本问题。未来使用雷电3协议的接口将完全免费。此后,英特尔从10代酷睿的Ice Lake 10nm制程处理器开始,将雷电3控制器直接整合到处理器里,一举解决了硬件难题。同时,借助USB 4规范,可以促使雷电3接口全面普及,加快雷电3接口向消费级市场下沉与落地。
  因此,借助雷电3的功能与性能,借助USB接口的普及度,USB 4可以说是各取所长之后的阶段性终极形态接口。它推动电子设备发展的同时,也为用户带来了更多的实惠。




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