[XF 專題] USB 5 或支援 80Gbps 歷代演變‧速度‧類型‧供電 你又知多少

- 辛尼 - 2021-10-24

序言

USB(Universal Serial Bus)已經成為日常生活中不可缺少的一部份,由手機、各種流動裝置、USB手指甚至到遊戲手制、電競耳機、打印機等等,當中都會用到 USB 作為連接。USB 的出現確實大大令用家在接駁各種裝置時更為方便,擁有即插即用這個功能,而隨著 USB 的標準不斷改進及提升,無論在傳輸速度以至供電上,每一代的 USB 都有相當顯著的升級。

 

USB 的演變

現時大家最經常接觸到就是 USB 3.x 的標準,但又會被不同廠商所標示的 USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2 Gen1、USB 3.2 Gen2 或者 USB 3.2 Gen2x2 所混淆。我們先了解一下 USB 的整個發展歷史及演變,USB 1.0(Low Speed)早在 1996 年的時候就已經推出,當時的最高傳輸速度只有 1.5Mbps;2 年之後亦即 1998 年就推出升級版 USB 1.1(Full Speed),傳輸速度就大幅提升至 15Mbps;2001 年就為 USB 業界迎接其中一次重大的升級,當時推出的 USB 2.0(High Speed)一舉把傳輸速度提升 32 倍至最高 480Mbps,可以滿足到當時各種如外置硬碟的要求,到現時仍然有部份產品例如打印機或鍵盤滑鼠等都依然使用 USB 2.0;之後一段較長的時間 USB 標準上都沒有升級,直到 2008 年就推出 USB 3.0(SuperSpeed),當時的速度再以倍數增長至 5Gbps;來到 2014 年及 2017 年,USB 標準就再度迎來升級,分別是 USB 3.1(SuperSpeed+ 10Gbps)與及 USB 3.2(SuperSpeed+ 20Gbps),從其 USB Logo 上就知道他們分別可支援最高 10Gbps 及 20Gbps 的傳輸速度。當中有一段小插曲就是當時 USB 3.2 的重新命名,分別有 USB 3.2 Gen1、USB 3.2 Gen2 與及 USB 3.2 Gen2x2,目的就是為了統一所有 USB 3.x 的標準,因此現時大家若果看到 USB 3.2 Gen1 就即是 USB 3.0;USB 3.2 Gen2 就代表 USB 3.1;至於 USB 3.2 Gen2x2 就是原本所推出的 USB 3.2。至於近年陸續有電腦提供速度可達 40Gbps 的 USB 4(SuperSpeed+),當中主要就是建基於 Thunderbolt 3 之上,而現時不少新產品就進一步與 Thunderbolt 4 作結合,以確保能夠提供 40Gbps 的傳輸速度,但亦因為要與 Thunderbolt 3/4 結合的關係,因此就必需使用 USB Type-C 介面。

 

 

USB 介面的種類

另一個經常讓用家感到煩惱就是 USB 的接頭介面,一般來說連接各種外置產品如鍵盤/滑鼠等,與電腦連接的一方都是採用 Type-A 介面,亦即是大家經常都會「正反」錯誤而未能插入的 Type-A。如果需要接駁其他設備的一端,就視乎該裝置使用的介面,分別會有 Type-B、Mini A、Mini B、Mini AB、Micro A、Micro B、Micro AB。而配合 USB 3.X 的標準出現,為了有效區分與 USB 2.0,因此介面就加入了藍色作為區分,而當中的 Type-B、Micro A、Micro B 與及 Micro AB 介面設計都會與 USB 2.0 的有所不同。至於 Type-C 介面方面,就由 USB 2.0 至 USB4 都有,而 USB 3.2 Gen2x2 及 USB4 則由於基於 Thunderbolt 3/4 的關係,因此就必需使用 Type-C,除了速度提升之外,Type-C 的另一優點就是再無分「正反」設計,再沒有誤插的問題。

 

USB 的供電標準

USB 的其中一個方便設計,就是只需一條線就能同時作供電及資料傳送,而隨著不同的 USB 標準發展及需要,供電規格方面都有所不同,例如大家現時在市面可以看到部份的設備或充電器,可支援 PD(快充)功能。先說一般的 Type-A 正常來說就是 7.5W(5V,1.5A),亦有部份較新的標準可支援到 25W(5V,5A)的輸出。Type-C 介面方面,雖然標準上經過多代的升級,在供電輸出上若果不支援 Thunderbolt 的話,則仍然是最高 15W(5V,3A)。PD(Power Delivery)其實主要就是為需要更大供電的產品例如手機、平板電腦、Laptop 等較高用電量的產品供電,簡單分類就分為 PD 1.0、PD 2.0、PD 3.0 及 PD 3.1,亦可與現時市面上由 Qualcomm 所推行的 QC(Quick Charge)所兼容。簡單來說,現時 USB PD 主流可分為 10W、18W、36W、 60W 與及 100W,亦有部份流動裝置的廠商推出自己所製訂的 PD 標準及產品,電壓方面就採用 5V、9V、12V 與及 20V。為了應付更大供電的需求,近期就有新推出的 PD 3.1 標準,在原有 PD 3.0 上作擴展,電壓擴展增加 28V、36V 與及 48V,因此在 48V/5A 下就可提供高達 240W 的輸出。

 

 

USB 5 未來可達 80Gbps

USB 未來發展方面,雖然 USB-IF 方面暫時仍然未有太多的消息,不過從近日一個關於 Thunderbolt 5 流出的消息就可以看到,當中的速度就再度比 Thunderbolt 4 提升一倍至 80Gbps,並且繼續沿用 Type-C 介面。而按照現時 USB 4 與 Thunderbolt 3/4 之間的關係,或者下一代 USB 5 在速度標準上或者會與 Thunderbolt 5 相同,並與 Thunderbolt 5 共用部份的技術及功能。