USB是我們用到最多的一個接口,他從1994年的第1個內部版本到現在的USB4.0,已經發展了共25年了,隨著USB傳輸協議的不斷升級,數據傳輸速度也是在成倍成倍的增長。大家可能對USB協議也不太了解,這裡我要先說一說協議是個什麼東西啊,這是我們常見的USB接口,它裡面有幾根銅線用來傳輸數據,但是銅線這是一個導電的東西,它並不能直接傳輸我們想要的東西,這就跟我們說話是一樣的,如果沒有語言空有一張嘴,亂說一通,誰也聽不懂你的意思呀,這就需要傳輸協議的幫助了。
在USB的數據傳輸協議中,晶片會根據要傳輸的內容,對USB接口裡的電壓進行控制,從而通過控制電壓的變化來達到傳輸數據的目的,舉個例子,我需要傳輸「520」這個數字數據,那麼協議會把520變成520=1000001000這樣的二進位代碼,然後晶片只需要通過控制電壓高低來表示0和1就能傳輸數據了。當然了,在現實中USB使用的是nrzi編碼方式,電壓變化一次就表示一個0,電壓如果沒有變化就表示1,按照這樣的規則,我們就能把數據變成電信號同時進行數據傳輸了,這就是通信傳輸協議,我們常說的USB2.0、USB3.0、USB3.1、雷電3之類的就是數據傳輸協議。
這些協議就像是溝通的語言是我們看不見摸不著的東西,而各式各樣的USB接口,它是製造出來的實際的物理接口,比如由多根導線組成用來導電,作為數據傳輸的載體。
在USB1.0~2.0時代,接口形狀有很多種,由於USB2.0協議速度還是比較慢的,所以當時的USB接口都是4根線的(包括供電和傳輸數據的導線),兩根負責給滑鼠鍵盤,手機之類的東西供電,其他兩根的data數據線負責數據傳輸。
其中我們最常見的就是USB type-A,Micro-B等,type-A是現在最常見的接口,而Micro-B被稱為安卓口,被廣泛運用在前幾年的安卓智慧型手機上。由於只有4根線,兩根負責充電,兩個人負責數據傳輸,所以數據傳輸速度比較慢,充電能達到的最大電流也只有2A(安),所以那時候5v2a、9v2a是大部分安卓手機充電器的標配。
但是隨著人們對數據傳輸速度要求越來越高,對充電速度要求越來越快,傳統的只有4根線的接口已經不能滿足人們的需求了。經過全新設計的新型USB Type-A 、Type-B和Micro-B。伴隨著速度更快的USB3.0傳輸協議問世,全新設計的新型接口在原來4根線的基礎上新增加了5根線,這樣搭配USB3.0協議就能有更快的傳輸速度。
為了與舊接口做區分,新型接口把內部設計成藍色,雖然新型接口的數據傳輸速度更快,但是由於多出了5根線,所以新型的Micro-B比老接口多出來了一節。但這在要求更加輕薄的智慧型手機上是不合適的,因為它不僅更佔內部空間,也更容易損壞,所以這麼多年過去了,也只有在2013年發布的三星note3這一款手機上搭載過這種接口,而現在它更多的是被用在這種對空間要求沒那麼高的USB3.0的移動硬碟上。而當時大部分的安卓手機依然也用之前4根線的老式Micro-B接口。在同時期,特立獨行的蘋果給iPhone5使用了新型的lighting接口,lighting接口共有8根線,數據傳輸速度更快,而且還支持正反插入,關鍵是它的體積還非常非常小,比同時期安卓手機上的Micro-B接口要強很多。安卓手機急需一種更強大更優秀的接口來挽回顏面。
在2014年USB Type-C接口問世,Type-C接口有共計24根線,能提供40Gbps的傳輸帶寬,而且還能提供最大20V 5A共計100W的充電功率,它外面的一層金屬保護殼不僅能起到抗幹擾的效果,而且還支持正反插,物理性能非常優秀。它除了外觀比蘋果lighting接口結構稍微大一點點,其他各方面都要更強大。Type-C這個接口這個非常優秀的接口,要搭配厲害的傳輸協議,才能發揮它全部的實力,而且,由於Type-C接口非常非常強,所以它能承載各種各樣的協議,比如雷電3協議以及傳統的USB2.0、3.0協議等。還有用於快速充電的QC(高通的快充)協議、PD協議以及連接顯示器用的HDMI協議、DP協議等等。
因此可以說Type-C是一種非常萬能的接口。雷電3是英特爾和蘋果共同研發,支持40Gbps帶寬和100W的供電功率。它能做的事情非常多,比如同時接兩臺4k 60Hz的顯示器,搭配雷電3擴展塢,雷電3接口就能同時接網線,顯示器,滑鼠鍵盤,接耳機,u盤,移動硬碟,內存卡等等,搭配顯卡擴展塢的話,還能外接Rtx 2080的高端顯卡。
下一篇文章將會講解type-c所搭配協議的應用和注意事項。——小葉