浅析USB系列接口
「接口」一词，伴随着电子设备的产生出现在人们的视野。
然而如今多种多样复杂的接口也让我们烦不胜烦，今天就用一篇文章来详细介绍一下USB接口的规范。
分清接口和协议
在正文开始之前，我们需要分清USB接口和USB协议。
因为不同的接口可以使用相同的协议，不分清接口和协议的话，容易造成思维的误导和混乱。
这个就是USB的不同协议了
具体内容可以参照有关USB数据传输 | Liam’s boring life (boredliam.github.io)
总的来说，协议越高，支持的传输速率就越大，充电功率也越高。
傻乎乎的命名方法
众所周知，USB组织是一个很喜欢给别人起名字的家伙。
在最早的时候，USB组织还是很乖巧安分的。
| 官方命名1 | 官方命名2 | 官方命名3 | 大众理解 |
|---|---|---|---|
| USB 1.0 (1.5Mbps) | USB 2.0 Low Speed | 1.0 | |
| USB 1.1 (12Mbps) | USB 2.0 Full Speed | 1.1 | |
| USB 2.0 (480Mbps) | USB 2.0 High Speed | 2.0 |
但是USB组织开始越来越不老实了。
开始使用大量无所谓的名称
| 新命名 | 旧（USB 3.2 (20Gbps) 发布期间） | 旧（USB 3.1 (10Gbps) 发布期间） | 原名 |
|---|---|---|---|
| USB 80Gbps | USB4 2.0 | USB4 Gen 2 | USB 4 (80Gbps) |
| USB 40Gbps | USB4 | USB4 | USB 4 (40Gbps) |
| USB 20Gbps | USB 3.2 Gen2x2 | USB 3.1 Gen2x2 | USB 3.2 (20Gbps) |
| USB 10Gbps | USB 3.2 Gen2 | USB 3.1 Gen2 | USB 3.1 (10Gbps) |
| USB 5Gbps | USB 3.2 Gen1 | USB 3.1 Gen1 | USB 3.0 (5Gbps) |
但是现在新命名还没有普及开来
现在市场上大多名称都是旧版本的USB名称。
改名成功以后，备受称赞的USB if趾高气昂地推出了全新一代USB 5.0 2x2 gen5 Supercalifragilisticexpialidocious speed with power delivery 6.0 pro max mega super professional ultra ultimate
USB标识
USB组织除了命名还不死心，还要推出各式各样的标识来显示自己的水平高超。
这里稍微解释一下各项命名的含义：
- 第一列讲的是对应的最新USB协议的名称。
- 第二列讲的是印在包装盒上的彩色LOGO。
- 第三列讲的是产品接口附近的黑白LOGO。
- 第四列讲的是 即使在控制器关机下仍可进行供电的LOGO。
这是USB充电器的标识，很明显就不多解释了。
这是USB线缆的标识，看图方法大体相同。
唯一值得注意的是最后一行的线缆表示不可进行数据传输。
多种多样的接口
Type系列
Type系列可以是我们日常生活中接触到最多，用途最广的接口了。
这些便是我们现在的type家族。
有些人可能会说，好像Type-B没怎么见过。
事实上，Type-B接口被广泛应用于打印机，扫描仪等外部输出输入设备。
动手安装过打印机的同学应该很熟悉。
Type A和Type C自然就不用介绍了，这可是两大家喻户晓的存在。
但是Type C还有一点点不一样的地方，之后我们再详细展开。
Mini系列
这边是mini系列，比较少见。
而且随着用途的不断减少，也在逐渐退出市场。
最早的时候可以通过这种线实现两个不同设备之间的连接，没有主机也照样能传输数据。
其指标与标准USB相同，但是加入了ID针脚（用于区分设备是主机还是外设），以支持OTG。
主要用途在一些相机设备和MP3 MP4设备，某些老旧型号的手机也会将其作为充电口。
Micro系列
Micro系列是mini系列的下一代，在同样规格的情况下提高了插拔寿命，最高可到达1万次。
并且减小的体积更有利于手机部署的小型化。
当然如果有接触移动硬盘的同学相信对 micro B系列（3.0）一定不陌生。
因为它也是用在移动硬盘盒上的重要接口。
以前很多手机用micro B作为充电和数据传输接口。
但是随着Type-c的普及，micro-b正在退出市场。
小结
这张图就是USB接口的小结。
全新的USB4 V2.0标准规范，新一代USB4 2.0接口将支持80Gbps的双向最高传输速率，以及非对称式120Gbps的最高速率
小提示：USB4采用了全新的拼写方法。数字和USB是紧贴起来的，如果分开，则一定指的不是USB4。
Type-c 接口 ——未来的接口
从上面的图中我们可以看到，随着版本的不断更新，后面只支持type c接口了。
因为这种接口不仅触点多，数据传输能力大。而且体积小巧，方便实用。
type-c是这些接口中唯一能支持正反插拔的，对于用户来说体验很友好。
同样能支持正反插拔的苹果lightning接口，充电功率则被限制在了25w左右，传输速率也只达到了USB 2.0的水平。
所以type c接口也正是我们未来的接口，可以想象在未来的许多年里，type-c接口就会取代所有接口。
雷电协议
既然说了这么多USB接口了，我们来看看全新一代雷电协议。
注意雷电协议和雷电接口又是非常不同的两个概念。在开始之前先进行区分一下。
区分
雷电接口是支持雷电协议的type-c接口。（有点怪怪的）
为什么要说这句话?
因为雷电协议和有的USB协议都是用type-c接口。
区别在于支持雷电协议的接口旁边会有一个雷电标志。
最新的雷电4的带宽是40Gbps，融合了PCI-E 4.0数据传输协议和DisplayPort视频协议，同时还能提供最大100W的供电能力。
但是USB4 2.0出来以后，速率大为提升。不过由于支持的设备较少，暂且不讨论。
雷电接口的优势
那么雷电接口最大的优势在哪里呢？
可以看出来反向充电一栏，雷电接口占了优势。
这里的反向充电不是说给国家电网充电，而是说给外接的设备供电。
比如通过雷电四协议，我们可以外接一个功率为15w的拓展坞，而用usb协议。我们只能连接7.5w的拓展坞。
雷电四和雷电三
雷电4相对于雷电3，物理外观和最大速率上均没有变化。
同样是 USB-C 接口的设计和最高 40Gbps 的带宽，很多人可能认为雷电4就是雷电3的换皮。
但实际上，在视频、数据以及充电三方面，雷电4的规范和要求与雷电3都有所不同。在数据传输方面，虽然都是同样的带宽，但在雷电3中，图像信号的传输明显有着更高的优先级。雷电3给视频画面传输预留了 18Gbps 的带宽，视频画面之外的数据只剩下22Gbps。并且这个带宽划分是固定的。如果没有传输视频画面，比如只接了一组硬盘，速度照样会限制在22Gbps。
雷电4采用了动态带宽的分配设计，可以更有效地利用所有带宽。
雷电4视频输出方面最低要求是支持双4K，前代雷电3仅支持单4K。对于经常用双屏、对画质要求高的设计师来说，雷电4更友好。
注：部分素材来源于网络，侵权删。