2024年12月28日,歐盟統一充電接口新規生效。從那時起,所有在歐盟國家出售的新手機、平板電腦、數碼相機等個人電子產品,都必須兼容USB-C充電接口。2021年,該規定首次公布時,曾一度遭到蘋果公司的強烈反對。但近兩年,隨著iPhone也轉用了USB-C接口,USB-C已經事實上成為了個人電子設備的通用接口。
USB-C是一種很有潛力的接口。它能通過PD協議,最多傳輸240W的功率,并且可以通過USB4標準提供80Gbps(即10GB/s)的雙向數據帶寬,單向數據帶寬最高可達120Gbps。它的速度太快,甚至可以比肩電腦內部的PCIe總線——實際上,你確實可以用這個接口,將自己的筆記本和外部其他計算元件連接起來,協同計算,外接顯卡就是這樣。
外觀統一,功能各異
在USB-C之前,還存在形態各異的數據接口,比如只能從一個方向插的USB Type-A,小型化的USB micro、mini等接口,傳輸視頻的HDMI和DP接口。而現在,USB-C理論上可以擁有所有這些接口的所有功能。
從左到右分別為Micro-USB、閃電、USB-C和USB Type-A
但USB-C過多的功能也帶來了一個問題——這些亂七八糟的功能是由觸點完成的,但是實際情況下,并不是所有長得是USB-C的接口都有這么多觸點。實際上,大部分USB-C接口、線材內部的觸點都不是完整版。很有可能你隨便拿了一根USB-C數據線,想用它傳輸視頻,用這根線把自己的筆記本電腦和顯示器連接起來后,發現顯示器根本沒有正常顯示內容。就算數據線和顯示器的USB-C觸點都是完整的,但只要它們支持的視頻協議不一致,就沒辦法傳輸視頻。哪怕你本來并不期待用這根線傳輸視頻,只想用它安安靜靜的充電,甚至你也可能發現這根線充電的速度還趕不上筆記本耗電的速度。
滿血版的USB-C數據線通常售價昂貴,僅僅是一根1米長的數據線售價可能就高達數百元。因為功率、數據帶寬極高,滿血USB-C的制造標準和生產成本都比一般的USB-C數據線高得多。就算各位讀者財力雄厚,滿血USB-C也并不適合日常使用,因為它為了滿足高速數據傳輸的要求,必須在線纜內部增加信號屏蔽層,這會導致線材整體又粗又硬,難以彎折。如果只是想給手機充個電,實在沒必要和一根內部包含多層金屬屏蔽層的數據線較勁。甚至就算你用上了滿血USB-C數據線,電腦上的USB-C接口也可能不是滿血的。
更糟糕的是,制定USB標準的USB開發者論壇(USB Implementers Forum,USB-IF)實在是太不靠譜了!雖然他們在逐漸將形態各異的USB接口統一成了USB-C的形態,但USB-C之間實際執行的USB標準亦有區別,并且復雜的命名導致沒幾個人記得住這些USB標準。
2013年,USB-IF開始了他們的作妖之旅。2013年,USB-IF推出了USB 3.1標準,它是USB 3.0的常規升級,將最大傳輸速度從USB 3.0的5Gbps提升到了10Gbps。但同時,他們又完全更改了之前USB清晰的命名規則,他們把當時最高規格的USB標準改名為USB 3.1 Gen 2,將原有的USB 3.0接口名改為USB 3.1 Gen 1。
后來,USB-IF似乎對這種改名行為上癮了,2017年,他們除了對USB接口進行常規升級外,又把USB標準的名字改得更復雜了:
將USB 3.1 Gen 1(也就是USB 3.0)改名為USB 3.2 Gen 1,最大速率5 Gbps;
將USB 3.1 Gen 2改名為USB 3.2 Gen 2,最大速率10 Gbps,同時添加了USB-C對該模式的支持;
新添加的傳輸模式名為USB 3.2 Gen 2×2,最大速率20 Gbps,該模式只支持USB-C,不支持傳統的USB Type-A接口。
這還沒完,或許是制定USB標準的這幫工程師覺得大部分人理解不了USB已經驚為天人的命名標準,他們還給USB不同的傳輸模式加上了更加“通俗”的名字:
USB 1.0(1.5 Mbps)名為Low Speed;
USB 1.0(12 Mbps)名為Full Speed;
USB 2.0(480 Mbps)名為High Speed;
USB 3.2 Gen 1(5 Gbps,曾用名USB 3.1 Gen 1,曾曾用名USB 3.0)名為SuperSpeed;
USB 3.2 Gen 2(10 Gbps,曾用名USB 3.1 Gen 2)名為SuperSpeed+;
USB 3.2 Gen 2×2(20 Gbps)名同為SuperSpeed+。
這都啥玩意兒啊!就連英特爾內部的專家也記不住這些名字。
科技博主Linus Sebastian受邀前往英特爾晶圓廠內部參觀時發現,就算是晶圓廠內部,似乎也沒人能記得住USB標準的名字。圖片來源:LinusTechTips
22年10月18日,USB-IF公布了USB4 2.0版本,可以讓USB接口以80 Gbps的帶寬傳輸數據。USB-IF似乎終于發現他們對USB接口的命名存在一些“小小的”問題,終于簡化了USB的命名方式。
新的USB標準只允許使用USB-C形態的物理接口,并且以傳輸帶寬命名:
USB 3.2 Gen 1更名為USB 5Gbps,帶寬5 Gbps;
USB 3.2 Gen 2更名為USB 10Gbps,帶寬10 Gbps;
USB 3.2 Gen 2×2更名為USB 20Gbps,帶寬20 Gbps;
原先的USB4則更名為USB 40Gbps,帶寬40 Gbps;
新推出的標準名為USB 80Gbps,帶寬80 Gbps。
微軟出手統一接口
但這已經晚了,在經歷了USB-IF將近10年的折磨后,以及USB-C接口、線材的野蠻發展后,USB-C早已亂成了一鍋粥。更糟糕的是,USB-C的混亂同時存在于接口和數據線上,就算你買到了一根滿血版的USB-C線材,你電腦上的USB-C接口本身也不一定是滿血版的。這很容易導致,雖然你手頭的USB-C接口和USB-C線材,在理論上都支持視頻傳輸,但它們支持的協議不一樣,實際上根本不能傳輸視頻。
好在,微軟終于出手了。最近,微軟在微軟USB博客(Microsoft USB Blog)上發布了一項新的標準,微軟硬件兼容計劃(WHCP),或許能改變這一窘境。在博客中,微軟寫道:“Windows診斷數據顯示,27%帶有USB4的PC遇到了功能受限的通知,這意味著客戶插入了一個USB-C設備,但該設備所需的某個功能在PC上未實現,因此Windows通知了用戶……雙向USB-C連接器不是問題所在,PC生態系統中USB-C接口功能的不一致才是問題所在。”
也就是說,USB-C的混亂,不僅體現在各類USB-C數據線上,還體現在電腦上的USB-C接口上。既然USB-C接口大多位于搭載Windows系統的PC上,微軟自然可以出手,統一USB-C接口。根據WHCP要求,所有PC上內置的USB-C接口,都至少支持以下4個要求:支持充電、對外4.5W的放電、帶寬至少為5Gbps、支持視頻輸出,且視頻輸出必須支持DP替代模式,避免視頻傳輸協議不一致帶來的故障。
微軟WHCP對USB-C接口的要求。圖片來源:Microsoft USB Blog
同時,只要USB-C接口的規格在USB 40Gbps及以上,就必須同時滿足雷電3接口的要求——一根線至少能傳輸2路4K60Hz視頻流,同時還需要支持PCIe總線直連功能。并且,高規格的USB-C必須確保主機在睡眠等低功耗狀態下,也不會退出直連狀態,避免電腦出在睡眠模式時,外設連接斷開的問題。接口對外供電的要求也提升到了至少15W(平板設備為7.5W)。雷電系列接口依然由英特爾負責認證,更高級的雷電4和雷電5,則需要包含所有USB接口的功能。
雖然微軟對硬件廠商的掌控力并不像蘋果那樣強,但至少他們在努力推動USB-C的統一,希望這次他們可以成功。
https://arstechnica.com/gadgets/2025/06/microsoft-belatedly-attempts-to-tame-usb-c-confusion-with-its-rules-for-pc-oems/
https://techcommunity.microsoft.com/blog/microsoftusbblog/ending-usb-c?-port-confusion/4410479
https://mp.weixin.qq.com/s/hcPUNcOa6VYVPJPWvWKUTA
撰文 | 王昱
審校 | 黃雨佳
來源:環球科學
編輯:涼漸
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