淺析USB4.0的前世今生

最新消息稱微軟正開始在Win10上開發(fā)基于USB4.0的驅(qū)動程序，大量廠商已經(jīng)開發(fā)基于USB4.0的設備，或許不用多久，我們就可以使用上基于USB4.0接口的設備，從而大大的提高傳輸速度。那么USB4.0是什么？USB4.0的前世今生到底是怎么回事，他和USB3.0、2.0都是什么關系？且聽我慢慢道來。

USB4.0統(tǒng)一接口

目前市場是我們能聽到的或者見到的USB接口有多少種呢？USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.1 Gen1、USB3.2 Gen2，包括即將發(fā)布的USB4.0，除了這些協(xié)議規(guī)范之外，還有Type-A、Type-C、USB公頭母頭等等各種不同的概念，但是也許以后這樣的日子會一去不復返因為在USB 4.0以后也許就只有一種接口了。

USB歷史回顧

回望USB從二十年前的1.0起，截至今天廣泛為人所接受的3.0，USB標準總共經(jīng)歷了四個版本的迭代：

1995年，第一代USB接口USB1.0發(fā)布，最大特點是支持熱插拔（帶電插拔）和即插即用（Plug and Play）。USB1.0 低速（Low Speed） 傳輸速率為 1.5Mbps。

2000年，USB2.0在1.0基礎上，速度升級到480mbps，速度是USB1.0的40倍，被稱為USB 2.0的高速（High-speed）版本。

2014年，USB3.0面世，速度5.0Gbps（500MB/s),這個速度將較之現(xiàn)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總線，并利用了雙向數(shù)據(jù)傳輸模式，而USB 2.0時代是半雙工模式。簡單來說，數(shù)據(jù)只需要朝一個方向流動就可以了，簡化了等待引起的時間消耗。

隨著要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越來越大，USB規(guī)格仍在進化。在更新一代的電腦里，USB3.1的速度被提升到了10Gbps，而達到這種傳輸速度的USB接口，被稱之為USB3.1 Gen2。

USB4.0以USB3.2/2.0架構(gòu)為基礎打造，重新定義多終端設備共享和單路高速鏈路連接方案，具備自動擴展數(shù)據(jù)分配能力，多種數(shù)據(jù)傳輸時互不影響，并可最大限度高效利用帶寬，雙通道環(huán)境下最高可達40Gbps。USB 4.0速度是USB 3.0的8倍。

光從字來理解也不夠生動，那我們來看圖說話標識一下。

前面說的那些都是USB的協(xié)議版本，它代表的是版本的迭代，新的協(xié)議版本越高代表著傳輸速度會越快，至于上圖中的接口外觀出現(xiàn)了兩種的類型一個Type-A、B和C三種類型。在AB兩個版本里面各有三個級別一個標準版本，一個是mini版本和微接口版本。這就是為什么我們見到的USB接口為啥這么多的原因，協(xié)議不同接口不同就會多生出一個接口類型，但其實這都是屬于USB接口范疇。

USB 3.0和USB 3.1 Gen1

其實上面的USB接口命名已經(jīng)很多了，但是這個時候一個大佬可能是覺得這種命名不符合它的身份，為了彰顯其魅力，并且為了體現(xiàn)它的先進性他把接口名稱描述為USB3.1 Gen1，這個公司就是蘋果，其在Macbook Pro電腦上使用了全新的USB Type-C接口，然后描述的是新一代的 USB 3.1 Gen1，大家都知道蘋果公司的號召力的確不一般，因為它的這個改名舉動，大量的廠商也開始玩起來這種換湯不換藥的文字游戲，也紛紛改名。這迫使USB協(xié)會最終把USB3.0規(guī)范改名為USB3.1 Gen1，也就是說你用的USB3.0和USB 3.1 Gen1其實從傳輸速度和使用的協(xié)議來說是一模一樣的東西。

總結(jié)：

1.USB 3.0接口通常為藍色，一定會有5個以上的觸點，而USB 2.0接口的觸點不會超過5個；

2.USB 3.1 Gen1就是USB 3.0換了個馬甲；

3.不要見到USB Type-C就以為它會更快，速度請認準USB 3.1 Gen2.

各個接口的實際傳輸速率

更高的傳輸標準

隨著USB的傳輸數(shù)據(jù)的要求越來越高，比如外接顯卡或者是通過USB接口外接高清顯示器，這些要求對于USB傳輸?shù)乃俾室蟾?，即使是USB3.1都被提升到了10Gbps/秒也不能擋住對高速率和高功率版本輸出的要求，這個時候又推出了USB3.1 Gen2，也有稱為SuperSpeed+ USB，在USB3.1 Gen1的速度上翻了一倍，達到20Gbps/秒。

但是對于科技進步的探索，人類是永無止盡的，由于intel大力的推廣雷電3接口技術，該技術該技術允許串接多臺設備，并最終達到總40Gbps/秒的帶寬，同時這一接口還能同時傳輸顯示信號，并且能傳送不超過100w的電力。也就是說雷電3接口可以保證在同一根線下面能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸視頻數(shù)據(jù)和電力輸送功能，那么USB4.0直接也照辦了這個協(xié)議，也就是說USB4.0不僅實現(xiàn)了速率的提升，還實現(xiàn)了雷電3協(xié)議所能提供的能力，真是集強大能力為一身啊。并且接口同一采用Type-C接口來實現(xiàn)接口的外觀統(tǒng)一。

當然以上技術的實現(xiàn)，主要還是得感謝intel將私有化的Thunderbolt協(xié)議公開給大家來使用，才真正的促使了USB4.0的誕生。

因為USB4.0直連CPU的PCIE總線，最高傳輸速率能達到40Gbps，同時還能傳輸Displayport視頻信號和USB PD快充電流的新一代USB外設傳輸協(xié)議，它本質(zhì)上是Intel的Thunderbolt3技術，但同時也支持USB協(xié)議，因此它能完美向下兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0協(xié)議，這也就是為USB4.0即將開始大規(guī)模普及奠定了普及推廣的基石。可以預見的是在未來我們所有的使用設備外接接口將會被USB 4.0所統(tǒng)一。