USB新技术及USB4.0

USB接口发展史：

1995年，第一代USB接口USB1.0发布，最大特点是支持热插拔（带电插拔）和即插即用（Plug and Play），看字面意思，大家应该可以理解。USB1.0 低速（Low Speed） 传输速率为 1.5Mbps。

2000年，USB2.0在1.0基础上，速度升级到480mbps，速度是USB1.0的40倍，被称为USB 2.0的高速（High-speed）版本。

2014年，USB3.0面世，速度5.0Gbps（500MB/s),这个速度将较之现在的5Gbps快一倍之多。

由于USB 3.0增加了更多并行模式的物理总线，并利用了双向数据传输模式，而USB 2.0时代是半双工模式。简单来说，数据只需要朝一个方向流动就可以了，简化了等待引起的时间消耗。

随着要传输的数据越来越大，USB规格仍在进化。在更新一代的电脑里，USB3.1的速度被提升到了10Gbps，而达到这种传输速度的USB接口，被称之为USB3.1 Gen2。

USB(Universal Serial Bus2.0，通用串行总线)是一种应用在计算机领域的新型接口技术。USB接口具有传输速度更快，支持热插拔以及连接多个设备的特点。目前已经在各类外部设备中广泛的被采用。USB接口有三种:USB1.1，USB2.0和USB3.0。理论上USB1.1的传输速度可以达到12Mbps，而USB2.0则可以达到速度480Mbps，并且可以向下兼容USB1.1。早在1995年，就已经有个人电脑带有USB接口了，但由于缺乏软件及硬件设备的支持，这些个人电脑的USB接口都闲置未用。1998年后，随着微软在Windows 98中内置了对USB接口的支持模块，加上USB设备的日渐增多，USB接口才逐步走进了实用阶段。这几年，随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB逐步成为个人电脑的标准接口已经是大势所趋。在主机端，最新推出的个人电脑几乎100%支持USB;而在外设端，使用USB接口的设备也与日俱增，例如数码相机、扫描仪、游戏杆、磁带和软驱、图像设备、打印机、键盘、鼠标等等。

USB 2.0是2000年发布的USB接口标准，理论最高传输速度为480Mbps（约60MB/s），接口共4根线（MicroUSB和MiniUSB为5根线），最大输出电流0.5A。USB 2.0是目前最常见的USB接口版本，几乎所有的电脑上都有USB 2.0接口，大部分的USB设备也是支持USB 2.0的。

USB 3.0是2008年发布的USB接口标准，理论最高传输速度为5Gbps（约500MB/s），接口共9根线（MicroUSB和MiniUSB为10根线），最大输出电流为1A。USB 3.0目前也已经基本普及，近几年生产的电脑大多具备USB 3.0接口，而很多U盘、移动硬盘等设备也开始使用USB 3.0接口。USB 3.0的特征是其插头和插座内部的塑料结构是蓝色的，而低版本USB接口则大多是黑色或者白色。

USB 3.0在设计上考虑了向下兼容的问题，USB 2.0的设备可以插入USB 3.0接口中使用，而USB 3.0设备也可以插入USB 2.0接口中工作；简单的说，只要插头物理上是兼容的（能插的进去），就可以使用。

USB1.0 电流450mA，USB2.0 电流500mA，USB3.0 电流 900mA.

USB 2.0标准规定的最大输出电流为0.5A，但很多设备的USB接口最大输出电流都可以超过0.5A，有些非标的充电头带USB口的甚至可以达到2A，请以设备标称的USB最大输出电流为准。

说到USB接口想必大家并不陌生了，作为目前数码设备上使用频率最高，最常见的主流接口。USB接口怎么区分？都长啥样？支持多大速率么？想必很多人都是蒙圈圈。

小板凳各就位，先硬核科普来一波~~

SB3.0又称为SuperSpeed USB总线，与高速（High Speed）USB2.0总线相比，为了达到总线对USB2.0/1.1/1.0的向下兼容，总线保留了USB2.0信号线（D+，D-，Vbus，GND），同时增加了两对USB 3.0超高速差分信号（SSTX+，SSTX-，SSRX+，SSRX-），一组差分对用来发射信号，另一组接收信号，从而实现全双工传输，USB3.0信号传输速率达到5Gbps；电流最大达到900mA；在EMC方面，为了达到降低EMI的影响，增加了SSC（扩频时钟）功能。

USB接口形状对应名称图

不管是USB-A还是USB Type-C，均只是某种USB接口的形状，不代表所支持的速率或协议哦！

▲USB协议所支持的速率

▲对应连接线支持的功率

十年前推出usb3.0时，已经让大家兴奋不已。它的5Gbps的速率大大缩短了传输时间，取代了usb2.0标准的最大480Mbps 传输速率。仅仅几年之后，10Gbps的usb3.1更是在数字传输领域锦上添花。而现在：最大速度达40 Gbps的USB4 准备上市！！(快到没朋友，颤抖吧~~)

其实在2019年9月初，USB-IF便发布了USB 4规格，预计今年年底USB4.0将会正式投入使用。USB 4在USB3.0的基础上，对接口形态、传输速度以及兼容性等方面均做了不同程度的升级。

强大的USB4，未来将实现接口与协议的完全统一！

相对于此前的 USB 3（或者 3.1、3.2·····），一起来看看利用USB 4能够实现哪些前代无法做到的事情吧！

01、传输速度更快

USB4 的最高速度达每秒40千兆位，速度是USB3最新版本的两倍，是原始USB3标准速度的8倍。

02、兼容Thunderbolt 3

原本的 Thunderbolt 3 规范是英特尔专有，后来英特尔将其免费开放，在USB4 上，任何制造USB4设备或电缆的人都可以使其与 Thunderbolt 3 兼容。

▶USB4为何值得期待？

要说让USB4接口性能如此飞跃前进，这里面的主要功劳还是在于Thunderbolt 3。

Thunderbolt就是我们熟知的“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，也就是雷电接口。

而其中雷电3与其它接口传输速度对比，有着巨大优势。在USB接口发展到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。

雷电接口此前是英特尔与苹果合作开发，所以这些年来苹果MacBook系列，都使用了雷电接口，从早期的雷电1、雷电2，到如今全面支持雷电3。

这次USB4融合了雷电3协议，能同时支持高速数据传输和视频/音频传输，也就是能同时具备DP或HDMI/DVI/VGA的功能，传输带宽达到40Gbps标准。

03、改进了显示/数据分割

对于USB4，它除了40Gbps 的传输速度，还可以提供最高达100W 的电源功率，还可以外接显卡、两台 4K 显示器或一台 5K 显示器等。

另外，关于 USB4 的命名，USB Promoter Group CEO Brad Saunders 曾表示不打算进入 4.0、4.1、4.2 这种迭代路径，会尽可能地保持简单，可以说事项当人性化了。

目前USB4已经注册成了商标，预计未来USB将摆脱原来的USB 3.0/USB 2.0这样的名称，直接使用不带空格的USB4，也是方便了人们理解(不得不吐槽USB-IF在命名这块真的“特有天赋”)。

另外，USB4的出现意味着兼容雷电协议的设备不再需要向Intel缴纳授权费用了。而要使用USB4，还需要新的接口规范以及更好的数据线。

可以说全功能的USB 4接口是目前功能最全、体积最小、速度最快的物理接口，一根线解决所有问题。

▶Type-C数据传输更快

USB4接口类型是Type-C，在未来Type-C接口的手机和电脑将更加强悍，也将会大大的推动Type-C接口大一统！

►USB4将给我们带来怎样的便利呢？

未来笔记本、手机、游戏机、相机、显示器等众多设备都统一采用Type-C接口。这将给我们的生活带来非常大的便利，无需再去费劲的认识那么多繁复的接口，也无需出门得带上一大堆各种不同类型的线。

往后哪怕是大文件，一眨眼的功夫就能完成传输，将会大大的提高工作效率。日常生活传输电影、电视剧、照片等文件，也将可以瞬间完成，省却等待的烦恼。

▶5G时代的来临，USB4应用前景无量

5G时代是以速度影响世界的，基于雷电3协议进行开发的USB4，传输速率最高可达40Gbps，最高能提供100W电力，可外接显卡、两台4K显示器或单台5K显示器！并向下兼容 USB 3.2 、 USB 2.0 标准和雷电3。这对于对未来电脑、手机的手机应用，提供更高边际的想象力和技术支持。让我们拭目以待高速传输技术为今日之世界带来的科技神奇吧！

最新消息称微软正开始在Win10上开发基于USB4.0的驱动程序，大量产商已经开发基于USB4.0的设备，或许不用多久，我们就可以使用上基于USB4.0接口的设备，从而大大的提高传输速度。

USB4.0是怎么样的？USB4.0速度有多快？

USB4.0以USB3.2/2.0架构为基础打造，重新定义多终端设备共享和单路高速链路连接方案，具备自动扩展数据分配能力，多种数据传输时互不影响，并可最大限度高效利用带宽，双通道环境下最高可达40Gbps。USB 4.0速度是USB 3.0的8倍。

新的USB 4.0依旧采用USB-C接口，USB 4.0最大亮点是支持英特尔Thunderbolt“雷电”协议，最高带宽可达40Gbps传输速度，向下兼容USB3.x/2.0/Thunderbolt协议。