“你們誰帶了 xx 手機的充電線呀？”每當這種請求在耳邊響起，它都在提醒我們，現(xiàn)在市面上存在多種互不通用的手機充電線。充電線連接手機的那一端主要有三種接口，安卓手機的、蘋果手機的和老手機的，它們的名字分別為 USB Type-C（或稱為 USB-C），閃電（lightning）和 Micro-USB。在充電頭的那一端，接口則又分為 USB-C 和“傳統(tǒng)的 USB”兩種，“傳統(tǒng)的 USB”正式名稱名為 USB Type-A，它外形是方的，不能正反插。

如果開會需要用到投屏，那你可能又要用上專用的視頻接口，投影儀上的視頻接口主要分為 HDMI 和老式的 VGA 兩種；在電腦顯示器上，還有一種名為 DP（DisplayPort）的視頻信號接口。

看到這里你可能已經(jīng)暈了。其實，作為一個普通人，不知道這些也正常。畢竟不是所有人都是那些天天泡在電子產(chǎn)品里的“技術宅”，不是所有人都會關心這些在大多數(shù)時候都無關痛癢的問題。

今年 9 月，歐洲委員會公布了一項新立法提案，希望能在兩年內(nèi)統(tǒng)一智能手機、平板電腦等便攜式電子設備的充電接口類型，USB-C 接口將成為歐盟境內(nèi)電子設備的通用標準。10 月，蘋果全球營銷副總裁 Greg Joswiak 在采訪中表示蘋果將“不得不”在 iPhone 上使用 USB-C 接口。

似乎未來只要等老式的 Micro USB 慢慢退役，手機充電接口就能統(tǒng)一成 USB-C 了。而且 USB-C 也有視頻傳輸能力，我們是否可以扔掉其他數(shù)據(jù)線，把數(shù)據(jù)線全都換成 USB-C 呢？

可能不太行，至少只有一根 USB-C 數(shù)據(jù)線應該是不行的?，F(xiàn)階段，當全部接口都統(tǒng)一成 USB-C 后，我們或許會面臨一個意想不到的問題 ——USB 接口的標準實在是太亂了！

通用接口

在 USB 接口剛誕生時，沒人會把它和“混亂”聯(lián)系在一起。這種名為通用串行總線（Universal Serial Bus）的接口天生就是為了統(tǒng)一出現(xiàn)的。在 USB 出現(xiàn)之前，鼠標鍵盤、打印機、攝像頭等一系列電腦外設在連接電腦時用的接口標準各不相同，人們需要一個統(tǒng)一的接口改變這“群魔亂舞”的窘境。

1995 年，IBM、英特爾、微軟等七家企業(yè)為了簡化個人電腦連接外設的流程，共同設立 USB 標準，并建立了 USB 開發(fā)者論壇（USB Implementers Forum，USB-IF）。這種接口可以傳輸信號，也能傳輸電力。起初的 USB 1.0 標準中，USB 接口只有兩種形態(tài)，連接電腦的 Type-A 和連接電腦外設的 Type-B。那時的 USB 標準還不夠完善，未能在市場上大力推廣。直到 1998 年 USB 1.1 標準面世，USB 標準才逐漸推廣開來。

2000 年 4 月，USB 2.0 標準出爐了。這個標準不僅將 USB 的數(shù)據(jù)傳輸速度從原先的 12 Mbps 提升到 480 Mbps，還推出了 Mini-USB 接口，減小 USB 接口的尺寸，以供便攜設備使用。2007 年，他們又推出了更小的 Micro-USB 接口，厚度僅有 1.8 毫米，以響應電子設備越來越輕薄，越來越便攜的趨勢。

到 2008 年，全球已經(jīng)有了 60 億個 USB 接口。除了顯示器需要的數(shù)據(jù)帶寬太大外，USB 似乎能連接一切電腦外設。在這 8 年間，個人電腦也飛速發(fā)展，USB 接口 480 Mbps 的速率逐漸力不從心。于是，USB 3.0 標準出現(xiàn)了，它在 USB 接口內(nèi)部添加了幾根額外的針腳傳輸數(shù)據(jù)，從而將 USB 的接口速率提升到了 5 Gbps。標準還把接口中的塑料片顏色從原來的白色調(diào)整成藍色（色號為潘通 300C），以和原來的 USB 2.0 標準做區(qū)分。

USB 3.0 標準新添加的針腳在接口中的位置比較靠后，如果在插入 USB 接口時速度較慢，就有可能導致新添加的針腳接觸不良，系統(tǒng)只能識別到原先 USB 2.0 的針腳 —— 所以 USB 3.0 在插入速度較慢時，其實就是 USB 2.0。

至于 Micro-USB 接口，它本身已經(jīng)很小了，3.0 標準只能將整個接口橫向拉長，在旁邊的接口中添加額外的針腳。所以老款手機上的 Micro-USB 接口其實都是 USB 2.0。

到現(xiàn)在為止，一切似乎都還很正常，USB 接口很好得完成了它的使命 —— 直到 2013 年的 USB 3.1 標準。

混亂的標準

2013 年，USB 3.1 標準出爐，將 USB 最高的速率提升到了 10 Gbps。標準將最高規(guī)格的 USB 標準改名稱為 USB 3.1 Gen 2，將原有的 USB 3.0 接口名改為 USB 3.1 Gen 1。USB 3.1 Gen 2 接口中的塑料片從藍色換成了淡藍色，以做區(qū)分。不管是命名還是作為區(qū)分的顏色標識，USB-IF 似乎就沒打算讓消費者分清楚這兩個標準。

2014 年，USB-C 接口標準問世。USB-C 不再區(qū)分接口的正反面，并且體積也足夠小，可以在便攜設備上使用，這也是當前智能手機上最常見的接口。不過 USB-C 只是一個物理接口，不同 USB-C 接口上使用的 USB 標準并不固定，這也給更后來“同一接口，不同功能”的亂象埋下了伏筆。

2017 年，USB 接口標準升級到了 USB 3.2，最新版的 USB 接口可以以 20 Gbps 的速率傳輸數(shù)據(jù) —— 這本是一件好事，但 USB 3.2 中的命名標準實在令人瞠目結(jié)舌：

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(tǒng)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(jīng)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??！

雖然 USB 接口的名字十分混亂，但它的接口速率在這幾年間卻實打?qū)嵉奶嵘?/strong>。USB-IF 便有了讓 USB 傳輸視頻信號的打算，他們打算把 DisplayPort 接口（DP 接口）整合到 USB-C 里。讓 USB 數(shù)據(jù)線真正實現(xiàn)一根線傳輸所有信號。

但 USB-C 只是一種物理接口，上面運行的到底是什么信號傳輸協(xié)議可不一定。除了最初加入的 DP 外，USB-C 還能以 MHL，雷靂（Thunderbolt，又譯成雷電，本身也可傳輸 DP 信號），HDMI 和 VirtualLink 模式傳輸信號。更要命的是，每種協(xié)議能在 USB-C 上傳輸?shù)亩加泻脦追N版本，每種版本都有或多或少的區(qū)別：

DP 有 DP 1.2、DP 1.4 和 DP 2.0（現(xiàn)在 DP 2.0 已更名為 DP 2.1）；

MHL 有 MHL 1.0、MHL 2.0、MHL 3.0 和 superMHL 1.0；

雷靂有雷靂 3 和雷靂 4（數(shù)據(jù)帶寬為 40 Gbps）；

HDMI 則只有 HDMI 1.4b（HDMI 接口本身也十分混亂，想要講清楚的話，可能需要再寫一篇文章了）；

VirtualLink 也只有 VirtualLink 1.0。

而且，USB-C 線纜并不一定支持所有這些協(xié)議，電腦外設支持的標準也不一樣。

2019 年 9 月 3 日，USB-IF 組織公布了 USB4 標準。USB4 接口基于雷靂協(xié)議開發(fā)，數(shù)據(jù)帶寬 40 Gbps，只能使用 USB-C 接口。但是 USB 2.0 和 USB 3.2 的命名并沒有更改，USB 的混亂在這時達到了頂峰。這種混亂的接口命名標準，別說愛好者了，就連英特爾內(nèi)部的專家也記不住它的名字。

遲來的化簡

今年 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(shù)據(jù)。USB-IF 這次似乎發(fā)現(xiàn)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 接口只有 USB-C 一種物理接口，并且以線纜傳輸帶寬命名：

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。

至于之前的 USB 2.0 和 USB 1.0，USB-IF 則認為這兩個接口年代太久遠，其命名不適宜再做修改。除了數(shù)據(jù)帶寬，USB 接口還必須明確標注自身能傳輸?shù)墓β?—— 并且只有 60W 和 240W 兩個檔位。

USB 的命名終于不再令人疑惑了。那是不是我現(xiàn)在只要拿上一根 USB 240W / 80Gbps 的線，就能一線走天下了？

很遺憾，不能。因為除了 USB-IF 公布的標準 USB-C 接口規(guī)范外，一些廠商會在私下修改 USB-C 接口。比如一些手機廠商會為了增加手機充電功率，更改 USB-C 接口內(nèi)部引腳的定義，在使用通用 USB 接口充電時，這些手機可能就會失去快充功能。

而且，高功率、高傳輸速率的 USB 線纜還有一個問題：貴。當線纜傳輸信號帶寬上升時，對線纜的制造要求就會提高，USB 40Gbps 線纜的價格已經(jīng)算不上便宜，一根 1 米多的數(shù)據(jù)線僅成本就能達到幾百元。就更不要說還沒有上市的 USB 80Gbps 了。而且這些高規(guī)格線纜又粗又硬，便攜性也很差。

USB 統(tǒng)一所有接口，這是一個美好的愿景，但它也帶來了一個前所未有的問題 —— 相同接口，功能不同。隨手拿出一根 USB-C 數(shù)據(jù)線，它上面運行的協(xié)議可能是 2 年前才推出的雷靂 4，也可能是 20 多年前的 USB 2.0（或者說 High Speed）。不同的 USB-C 線纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能都是不同的，但是它們的外觀卻幾乎沒有區(qū)別。

所以，就算我們把所有電腦外設接口的形狀都統(tǒng)一成 USB-C，電腦接口的巴別塔或許也不能真正建立起來。

但至少比接口物理形狀不統(tǒng)一根本連不起來要強不少。

參考鏈接：

• https://www.usb.org/pressroom/usb-press-releases

• https://en.wikipedia.org/wiki/USB

• https://arstechnica.com/gadgets/2022/10/all-displayport-2-0-products-are-now-displayport-2-1-vesa-says/

• https://www.macrumors.com/2022/10/25/greg-joswiak-usb-c-iphone/

• https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NDkzNjIwMg==&mid=2651726152&idx=1&sn=28a4eeba21f9dff66b3d5e3c2c2a3b42&chksm=8bbd8cadbcca05bbe2c8ba2040c4f08b0ccbb34490831614a66fb356c0359735bc5ce99a6912&token=1433179235&lang=zh_CN#rd

• https://www.bilibili.com/video/BV1gg41187XR

本文來自微信公眾號：環(huán)球科學 （ID：huanqiukexue） 撰文：王昱，審校：栗子

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