前言

在我們生活中，經(jīng)?？吹交蚵?tīng)到關(guān)于USB接口、micro usb接口、Type-C接口、雷電和閃電接口這些名稱，但是很多人搞不清楚這些接口的區(qū)別，甚至有些人對(duì)于某些接口都沒(méi)有見(jiàn)過(guò)模樣。今天我就圖文并茂地介紹下。

USB接口

USB接口很多人見(jiàn)過(guò)，也都是用過(guò)。它就是如下圖的樣子。

USB全稱Universal Serial Bus，中文名稱通用串行總線，由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底聯(lián)合提出。USB接口是生活中最常見(jiàn)的接口之一，無(wú)論是充電還是數(shù)據(jù)傳輸都會(huì)使用它。

對(duì)于USB接口，我打算從USB的速度和類型兩方面說(shuō)明

速度

USB的速度，這里指的是USB接口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

從USB1.0版本發(fā)布到現(xiàn)在，已經(jīng)有26年的發(fā)展（1996-2022），它的數(shù)據(jù)傳輸速度并非一成不變。恰恰相反，從最早的1.0版本，當(dāng)時(shí)速率只有1.5Mbps， 到現(xiàn)在最新的速度達(dá)到40Gbps，USB傳輸速度不可謂不快。

以下是各個(gè)USB版本速度及發(fā)布時(shí)間情況。

這里需要說(shuō)明：

• USB1.0版本速度太慢了，已經(jīng)早早淘汰了；
• 目前大部分還處于2.x版本，如服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交換，移動(dòng)硬盤(pán)數(shù)據(jù)拷貝；
• USB3.x版本有替換2.x的趨勢(shì)，從上圖可以看出，3.x比2.x要快上一倍的速度。不過(guò)市面上使用3.x的接口的設(shè)備遠(yuǎn)沒(méi)有2.x的多；
• 對(duì)于4.0，速度是最快的（達(dá)到40Gbps），但由于新發(fā)布，市面上使用比較少，普及率不高；

類型

USB接口發(fā)展到今天，共有三種類型：USB Type-A，USB Type-B和USB Type-C，下面依次說(shuō)下。

USB Type-A接口

USB Type-A 簡(jiǎn)稱為USB-A。目前市面上常見(jiàn)的USB-A接口如下圖所示。

USB-A接口內(nèi)部有4個(gè)觸點(diǎn)，其中兩側(cè)的2個(gè)觸點(diǎn)稍長(zhǎng)一些，中間的2個(gè)觸點(diǎn)稍短一些。這是因?yàn)閮蓚?cè)較長(zhǎng)的觸點(diǎn)負(fù)責(zé)電力連接，中間的兩個(gè)稍短的觸點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通訊。

后來(lái)USB-IF和Intel等大公司又推動(dòng)USB-A接口的發(fā)展，出現(xiàn)了USB-A的變體。這種接口整體大小沒(méi)有變化，只是內(nèi)部觸點(diǎn)數(shù)量由此前的4個(gè)增加到了9個(gè)，當(dāng)然啦，性能也大幅度增強(qiáng)。

USB-A以及變形種類型，主要用在電腦、數(shù)據(jù)線連接，速度主要以2.0的為主，當(dāng)然3.0在替換過(guò)程中。

USB Type-B接口

簡(jiǎn)稱為USB-B，相對(duì)于USB-A和USB -C來(lái)說(shuō)，USB Type-B接口市面上就少多了。

USB Type-B的接口定義圖如下，

這是一種方形的接口，主要用于大型設(shè)備，例如打印機(jī)設(shè)備。由于這些大型的設(shè)備，都需要穩(wěn)定可靠的連接器，USB-B接口剛好派上用場(chǎng)。當(dāng)然在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和采集、視頻傳輸、游戲硬件接口上也能看到它的身影。

下圖就是USB-B的實(shí)際圖示，

下圖是打印機(jī)USB-B接口示意圖

USB Type-B有兩種版本：

一種是USB 2.0或更低版本的方形接口；

另一種是USB 3.0或更高版本方形接口；

兩個(gè)版本只是傳輸速度不同，當(dāng)然也不能兼容。

USB Type-C接口

USB Type-C 有時(shí)也叫USB-C，或者叫Type-C，下面我們統(tǒng)成Type-C，是一種新型的物理接口類型，其規(guī)范由USB標(biāo)準(zhǔn)化組織USB-IF發(fā)布。相較于USB Type-A來(lái)說(shuō)，Type-C有著體積小、支持盲插等特點(diǎn)，徹底解決了’USB永遠(yuǎn)插不準(zhǔn)‘的世紀(jì)難題。

與前面兩類接口形狀不同（橢圓形接口），支持正反插。

Type-C內(nèi)部可以容納更多的針腳也是它的特點(diǎn)之一。由于單個(gè)針腳的體積更小，所以在Type-C接頭內(nèi)部最多可以容納24個(gè)針腳，也就是常說(shuō)的滿pin的針腳。

Type-C的出現(xiàn)也使第一代雷電接口變得無(wú)用。擁有超高帶寬的同時(shí)它還支持高達(dá)100W的強(qiáng)悍電力傳輸，另外，Type-C接口還可作為視頻輸出接口，并不僅限于充電及傳輸數(shù)據(jù)。這為后來(lái)的雷電3和Type-C融合奠定了基礎(chǔ)。

在應(yīng)用方面：Type-C由于體積小，支持正反插。很好地在手機(jī)（安卓手機(jī)）上普及。

小結(jié)：

USB Type-A、USB Type-B、USB Type-C，其實(shí)只是一種接口規(guī)格（也可以說(shuō)是一種外觀）。從本身的翻譯看，type也是類型、形狀的意思。

其中Type-A一般用于PC，也就是電腦上用來(lái)插鼠標(biāo)鍵盤(pán)的接口；Type-B一般用于大型USB設(shè)備，比如打印機(jī)；而Type-C則主要用在手機(jī)（安卓手機(jī)）、筆記本，其最大的優(yōu)點(diǎn)是兩面可插。

從傳輸效率看，傳輸效率與接口類型關(guān)系也不大，更多取決于傳輸協(xié)議。例如USB-A接口就有2.0與3.0的區(qū)別。

對(duì)于USB接口來(lái)說(shuō)，只是一種連接端口的總稱，不同的連接采用了不同的協(xié)議，那么就有不同的傳輸性能。比如Type-C接口，憑借USB3.1Gen2標(biāo)準(zhǔn)，它可以為設(shè)備提供高達(dá)100瓦的功率，同時(shí)可以以高達(dá)10Gbps的速度傳輸數(shù)據(jù)。如果它再與Thunder bolt3技術(shù)集成，傳輸速度可以高達(dá)驚人的40Gbps。再如USB-B，采用了不同的協(xié)議，因而有2.0和3.0版本之別。

還有USB接口，特別是Type-C接口，就像是一個(gè)均碼的馬甲，做到了大家都可以穿，所有設(shè)備都能通用，只是傳輸速度會(huì)根據(jù)不同的協(xié)議而不同，有可能是5Gbps，也可以是超高速的10Gbps,甚至是40Gbps的速度。其實(shí)，在實(shí)際使用中，速度方面不很重要了，重要的是統(tǒng)一了外型，統(tǒng)一了接口。

micro usb接口

這個(gè)接口，在早期的安卓手機(jī)上使用比較廣。在安卓手機(jī)爆發(fā)的時(shí)代，手機(jī)接口變小了，Micro-USB正好趕上，以至于很多人管它叫安卓線。這個(gè)接口的傳輸速度主要是USB 2.0，即它的最大速度也就是5Gbps。

還有這種接口有很多槽點(diǎn)，其中最讓人尷尬的就是經(jīng)常找不到正反面。還好，現(xiàn)在已經(jīng)被type-C接口替換掉了。這里就不詳細(xì)說(shuō)了。上一張圖略微展示下。

閃電接口

蘋(píng)果公司為自己的產(chǎn)品創(chuàng)建了一個(gè)自己的接口：Lightning接口。此接口適用于從iPhone、iPad到Apple Pencil手寫(xiě)筆、妙控鍵盤(pán)、妙控鼠標(biāo)等配件的大多數(shù)iDevice移動(dòng)設(shè)備。

Lightning是在2012年隨iPhone5首次向世界推出的，當(dāng)時(shí)蘋(píng)果想用這個(gè)新的端口來(lái)代替舊款iPhone上陳舊、缺乏技術(shù)和笨重的30針連接器。具體詳情看下我的文章（探究Lightning接口）

至于為什么蘋(píng)果要開(kāi)發(fā)Lightning接口？

個(gè)人覺(jué)得，主要是當(dāng)時(shí)安卓手機(jī)使用Micro-USB接口。通過(guò)上文可知，Micro-USB并不是很好的選擇。在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果的Lightning接口的確顯得更加優(yōu)秀。

然而，隨著安卓手機(jī)轉(zhuǎn)向Type-C接口后，Lightning接口就顯得有一些落后了，無(wú)論是供電還是傳輸性能上都存在較多的限制，蘋(píng)果也知道Type-C這類接口擁有更高的性能，能夠?yàn)橛脩魩?lái)更高的生產(chǎn)效率。只是牽涉到利益問(wèn)題，Lightning接口作為蘋(píng)果的利潤(rùn)奶油之一，所有生產(chǎn)Lightning數(shù)據(jù)線的廠商都需要向蘋(píng)果支付一筆不菲的“認(rèn)證”費(fèi)用。若放棄了Lightning接口，這也意味著蘋(píng)果將失去通過(guò)銷售與 iPhone 配合使用的每條 Lightning 數(shù)據(jù)線和配件所獲得的收入。

雷電接口

雷電接口即Thunderbolt，這個(gè)標(biāo)志在Mac電腦上經(jīng)?？吹?。2011年，英特爾與蘋(píng)果合作開(kāi)發(fā)的、技術(shù)代號(hào)為“Light Peak”的Thunderbolt正式公布。雷電接口融合了PCIE和DisplayPort兩種通信協(xié)議，所以在Type-C之前，雷電接口是罕見(jiàn)同時(shí)支持高速數(shù)據(jù)傳輸和視頻/音頻傳輸?shù)亩喙δ芙涌?，即同時(shí)具備USB和DP或HDMI/DVI/VGA轉(zhuǎn)接輸入/輸出功能。且因其帶寬達(dá)到10Gbps（雷電2為20Gbps），可以說(shuō)是非常先進(jìn)的接口擴(kuò)展技術(shù)。但是蘋(píng)果產(chǎn)品比較昂貴，雷電相關(guān)接口未得到普及。

雷電接口逐漸被用戶所熟知是在雷電3階段，這是因?yàn)槔纂?也采用了通用度更高的Type-C物理接口。但當(dāng)時(shí)由于雷電3還沒(méi)有遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)到多人了解的情況，所以很多用戶將Type-C和雷電3聯(lián)系在了一起，傻傻分不清楚。其實(shí)很好理解，雷電3的物理接口一定是Type-C，但物理接口是Type-C的不一定支持雷電3。一種很好的區(qū)分方式：支持雷電接口的，都會(huì)在接口處標(biāo)識(shí)一個(gè)閃電的標(biāo)志。

雷電3是目前功能最全的協(xié)議，無(wú)論是傳輸速度、視頻拓展還是充電都是目前性能頂級(jí)的接口協(xié)議。但搭載雷電3的USB-C接口大部分都出現(xiàn)了諸多高端設(shè)備上，比如蘋(píng)果MacBook筆記本或iMac等設(shè)備。而且雷電接口支持PCIE通信協(xié)議，所以雷電3接口還可以直接連接外置顯卡。

大一統(tǒng)的USB4

正如前面所說(shuō)一樣，雷電3如此好用。那有沒(méi)有可能改變這一局面呢？還真有，USB-IF組織推出了USB4規(guī)范，徹底改變了雷電3接口標(biāo)準(zhǔn)的巨額成本問(wèn)題（雷電3是英特爾聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，英特爾公司要收取高額的授權(quán)費(fèi)用，這也是雷電3一直得不到其他廠商采用的原因，也就普及不開(kāi)）。

2019年9月份，USB-IF組織推出了USB4規(guī)范，USB 4整合Thunderbolt3的先進(jìn)技術(shù)，直接具備了超大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸能力，支持和雷電3同等的視頻拓展能力，具備充電功能?？梢哉f(shuō)，一枚全功能的USB 4接口是目前功能最全、體積最小、速度最快的物理接口。并且向下兼容USB 3.2、3.1、3.0、2.0，兼容雷電3。

這里還得說(shuō)個(gè)小故事：2019年3月份，英特爾宣布向USB-IF開(kāi)放Thunderbolt協(xié)議，USB4具備了雷電3的所有功能特性，并且免費(fèi)向大眾開(kāi)放。以后眾多廠商可以使用USB4接口標(biāo)準(zhǔn)獲得雷電3的高性能標(biāo)準(zhǔn)，這樣做勢(shì)必會(huì)讓雷電3進(jìn)一步的普及，加速高性能接口標(biāo)準(zhǔn)的落地。

最后我們相信：一個(gè)承擔(dān)充電、數(shù)據(jù)傳輸以及視頻拓展等任務(wù)，而可以將以上任務(wù)全部包攬并且還可以獲得更好的性能的接口將一統(tǒng)天下。這個(gè)接口就是搭載USB4規(guī)范的USB-C接口。具有100W大功率的充電、40Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度以及支持拓展5K分辨率的顯示器也使得其成為了目前功能最強(qiáng)大的接口