USB 介面

MacBook 上那個 USB Type-C 是何方神聖？

作者 36Kr | 發布日期 2015 年 03 月 12 日 | 分類 Apple , 電腦

3 月 10 日，在美國舊金山芳草地藝術中心，蘋果發表了新款 MacBook，它的輕薄給無數消費者留下了深刻的印象。再一次，追求極致的蘋果對 MacBook 上的各種介面揮起了屠刀，在砍掉原有全部介面的情況下，向我們介紹了一種如 Lightning 介面般輕薄小巧的新型 USB 介面：USB Type-C。

那麼問題來了，USB Type-C 是何方神聖，為什麼蘋果會選擇 USB 而不是力推多年的 Thunderbolt？

USB Type-C 是什麼？

USB Type-C 的誕生並不久遠，在 2014 年 8 月發表的 USB 3.1 標準中才剛剛定稿。它是一種新型 USB 線纜及連接器的規範，定義了包括連接器、埠、容器和纜線等在內的一整套全新的 USB 物理規格。

全新的介面尺寸和略顯酷炫的名稱，非常容易讓第一次聽到這個名詞的消費者以為這是一種全新的 USB 標準，但實際上並不是。USB Type-C 只是 USB 3.1 標準的一部分，而不是一個新的標準。另外，需要說明的是，與常見的 USB 2.0 類似，USB 3.1 標準仍有 Type-A（常見於電腦主機）和 Micro-B（常見於 Android 手機）等介面，Type-C 並不是消費者享受 USB 3.1 高速資料傳輸的唯一選擇。

那麼，為什麼 USB 組織需要推出一種新的物理介面規範呢？

隨著越來越多新型設備對於輕量化、小型化的追求，傳統 USB 介面的「龐大」尺寸已經很難滿足設備生產廠商和消費者的需求。 同時，傳統 USB 介面中需要反覆拔插、尋找「正確」方向的問題已經被消費者廣為詬病，使用者迫切需要一種類似 Lighting 介面般正反面均可插入的介面，特別是在手機等需要頻繁大量連接資料線的設備中，每天一到兩次插錯介面的體驗絕不好。

基於這些問題，USB 標準的制訂者們推出 Type-C 物理介面規範，在規範中引入了幾大特性：

• 纖薄：與生活中常見的傳統 Type-A 介面不同，新型的 Type-C 介面在尺寸上進行了極大的瘦身，僅為 3×2.5mm，更適合在日益小型化的計算設備中使用。
• 無方向性：與蘋果 Lightning 介面類別似，Type-C 介面沒有方向性上的要求，正反面插入都可以完成配對，這提高了 USB 介面的易用性。

Thunderbolt 介面

回頭再來講講蘋果的 Thunderbolt 介面。Thunderbolt 是蘋果與 Intel 公司深度合作推出的一種技術，它融合了傳統的 PCIe 資料傳輸技術和 DisplayPort 顯示技術。Thunderbolt 介面於 2011 年被蘋果應用於 MacBook Pro 筆電中。

它的主要優點是：頻寬大，傳送速率快。經過改造後的新版 Thunderbolt 2 介面，可以實現雙向 20Gbps 的理論傳送速率，遠高於 USB 3.1 的 10Gbps 理論傳送速率。

在此次發表會之前，Thunderbolt 一直被認為是被蘋果和 Intel 看重並將大力推廣的介面規範。那為什麼蘋果會最終選擇在新款 MacBook 中採用 USB Type-3 呢？

通過對比兩種介面規格的相關資訊，我們謹慎猜測可能有以下幾個方面的原因：

• 介面尺寸：相比 USB Type-C 的纖細（5mm），Thunderbolt 介面在尺寸上並不佔有任何優勢。
• 成本控制：在 Intel 的強力控制下，Thunderbolt 介面晶片的價格多年來居高不下，對各種相關設備的製造成本和零售價格帶來非常大的壓力；而 USB Type-C 晶片的售價相對低廉很多，可以極大説明蘋果控制硬體成本。
• 供電能力：Thunderbolt 介面僅能提供最大 10W 的功率輸出，而 USB 3.1 Type-C 介面可以提供高達 100W 的功率輸出，即可以通過 Typc-C 介面無需任何變壓器直接為另外一部筆記型電腦或智慧手機進行充電。
• 擴增能力：USB 3.1 擁有廣泛的擴展空間，包括 4K 影像的 DisplayPort 輸出也可通過 USB 3.1 輕鬆實現。

實際上，蘋果並不是唯一選擇 USB Type-C 的設備製造商，甚至不是第一個。今年 1 月剛剛在中國發表的 Nokia N1 平板電腦也異曲同工的選擇了 USB Type-C 作為其唯一的資料介面。基於其卓越的資料傳輸性能、纖薄的介面尺寸和低廉的價格，加上蘋果設備等明星產品的推波助瀾，USB Type-C 應該能在接下來的幾年時間裡迅速普及，在新的行動化時代中大放異彩。

USB Type-C 之外的 USB 介面類別型

USB 介面的中文全稱是通用序列匯流排，是在 1994 年由微軟、英特爾、IBM 等 7 家科技公司組成的非營利性組織所制定的一種標準。最初的目的是為了説明外部設備更好的與電腦進行連接和資料交換。經過 20 多年的發展，USB 標準已經經歷了從 1.x、2.0、3.0 到 3.1 多個版本的發展，資料傳輸速率上取得了長足的進步。

除了本次賺足了眼球的 Type-C，USB 其實還有非常豐富的其他類型連接器（包括很多未經 USB 組織認證但卻標準化的連接器），上圖簡單展示了常見的 3 類 5 種介面：Standard 介面、Mini 介面和 Micro 介面。

• Type-A：標準版 USB 介面

USB Type-A 是我們日常生活中最常見的一種 USB 介面類別型，一般情況下在連接線上 Type-A 的這一端會被連接在電腦上。但它有一些比較顯著的問題：首先它有一定的方向性要求，用戶必須從某個特定的方向才能將接頭（公口）插入介面（母口），但由於 USB 公口的兩面外形非常接近，這個插入的過程經常出錯；另外，Type-A  的尺寸實在是太大了，在追求便於攜帶的設備上幾乎不可能出現 Type-A 介面。也正因如此，Micro 型和 Mini 型介面應運而生，並在可擕式設備中發揚光大。

有趣的一點是，傳統情況下 USB 線工作的模型是一個端點為 Type-A 類型（用於連接電腦），另一個端點為 Type-B 類型（用於連接設備）；所以在生活中很少能看到兩頭都是 Type-A 的線纜；而 USB Type-C 是一種可以被同時應用於主設備（host）和從設備（device）的介面類別型。

• Micro-B：行動設備的 USB 標準

值得一提的是，當前大部分 Android 手機中採用的是 Micro USB 介面（即 USB Micro-B），這種介面在 2007 年由包括諾基亞、三星、摩托羅拉等公司組成的開放行動終端平台組織推出並逐步推廣開來，至今已被廣泛的應用於各種行動可擕式設備。