今年3月份，USB Promoter Group（領(lǐng)導(dǎo)小組）首次發(fā)布了USB4規(guī)范，即下一代USB架構(gòu)。而在9月初，USB Promoter Group發(fā)布了最終的USB4規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不出意外的話，明年不會(huì)太晚，你就可以使用基于USB4的設(shè)備。

不過在此之前，相信很多小伙伴對(duì)于USB4還不甚了解，包括對(duì)之前的USB 3.1、USB 3.2之類的概念認(rèn)識(shí)也是比較模糊，今天凱茉銳不妨就圍繞USB4來做一些介紹，幫助大家認(rèn)識(shí)USB4的優(yōu)勢(shì)和本質(zhì)。

歷史：復(fù)雜混亂的命名

首先，我們所說的USB4指的是USB的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是一種和USB傳輸性能和效能有關(guān)的協(xié)議規(guī)范，USB4可以理解為這種規(guī)范的“第4代”。

USB傳輸協(xié)議是于1994年由Compaq、DEC，IBM，Intel，Microsoft，NEC以及Nortel等多家公司聯(lián)合提出研發(fā)和指定的，并于1994年11月11日公布了USB V0.7版本。后來這幾家公司于1995年建立了一個(gè)推廣和支援USB的非營(yíng)利性組織，名為USB Implementers Forum，也就是我們熟悉的USB-IF，USB-IF也就是現(xiàn)在的USB標(biāo)準(zhǔn)化組織。

USB-IF于1996年正式提出USB1.0規(guī)格，不過當(dāng)時(shí)USB1.0傳輸速率僅有1.5Mbps，最大輸出電流5V/500mA，并且當(dāng)時(shí)支持USB的周邊裝置很很少，所以主機(jī)板商很少將USB接口直接設(shè)計(jì)在主機(jī)板上。

▲USB 1.0

1998年9月，USB-IF發(fā)布USB 1.1規(guī)范，這次的傳輸速率提高到了12Mbps，并且對(duì)USB 1.0中的一些技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了修正，最大輸出電流仍為5V/500mA。

到了2000年4月，USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，傳輸速率達(dá)到了480Mbps，也就是60MB/s，是USB 1.1的40倍，最大輸出電流5V/500mA，同時(shí)采用4個(gè)針腳設(shè)計(jì)。USB2.0從推出至今仍然在服役，可以說是最長(zhǎng)壽的USB標(biāo)準(zhǔn)了。

從USB2.0開始，USB-IF就展現(xiàn)出他們?cè)诟拿矫娴摹蔼?dú)特天賦”。

2003年6月份，USB-IF重新命名了USB的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，把USB 1.0改名為USB 2.0低速（Low-Speed）版，USB 1.1改名為USB 2.0全速（Full-Speed）版，而USB 2.0則是USB 2.0高速（High-Speed）版。

不過當(dāng)時(shí)這個(gè)改動(dòng)對(duì)現(xiàn)在基本沒啥影響了，因?yàn)閁SB1.0和1.1目前已經(jīng)基本退出歷史舞臺(tái)。

2008年11月，由Intel、微軟、惠普、德州儀器、NEC、ST-NXP等業(yè)界巨頭組成的USB 3.0 Promoter Group完成了USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)并公開發(fā)布，對(duì)外稱號(hào)是SuperSpeed。USB Promoter Group主要是對(duì)USB系列標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)和制定，標(biāo)準(zhǔn)最終會(huì)移交給USB-IF來管理。

USB3.0最大傳輸速率達(dá)到5.0Gbps，即640MB/s，最大輸出電流5V/900mA，向下兼容2.0，并且支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸（即可以同時(shí)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)，USB2.0是半雙工）、擁有更好的電源管理能力等特性。

USB3.0采用9針腳的設(shè)計(jì)，前面4個(gè)與USB2.0一樣，后面的5個(gè)則是為USB3.0特別準(zhǔn)備的，所以可以通過針腳來判斷USB2.0和USB3.0。

2013年7月，USB 3.1發(fā)布，傳輸速度提升到了10Gbps（1280MB/s），號(hào)稱SuperSpeed+，同時(shí)將供電的最高允許標(biāo)準(zhǔn)提高到了20V/5A，即100W。

USB 3.1相較于USB 3.0的升級(jí)也是非常明顯的，但是沒多久，USB-IF將USB 3.0改名為USB 3.1 Gen1，USB 3.1改名為USB 3.1 Gen2。

這次改名給消費(fèi)者帶來了麻煩，因?yàn)楹芏嗉樯淘诋a(chǎn)品包裝中都是只標(biāo)注支持USB 3.1，不說明是Gen1還是Gen2，實(shí)際上兩者傳輸性能差別很大，消費(fèi)者一不小心就會(huì)入坑。所以說，這次改名對(duì)于廣大消費(fèi)者來說，是個(gè)昏招。

時(shí)間來到2017年9月，USB 3.2發(fā)布，在USB Type-C下支持雙10Gbps通道傳輸數(shù)據(jù)，速度可達(dá)20Gb/s（2500MB/s），最大輸出電流還是20V/5A，其他方面有微小改進(jìn)。

▲USB的改名過程

然而在2019年，USB-IF又來改名了，他們將USB3.1 Gen 1（也就是原來的USB3.0）改名為USB 3.2 Gen 1，USB 3.1 Gen 2（即原來的USB3.1）改名為USB 3.2 Gen 2，而USB 3.2則被改名為USB 3.2 Gen 2x2。

小結(jié)一下USB歷史版本的特性：

現(xiàn)在和未來：USB4的躍進(jìn)式提升

終于說到了USB4，那么這新一代的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有哪些升級(jí)改進(jìn)呢？首先可以確定的是，既然是從“3”到“4”的跨代升級(jí)，那么改進(jìn)的幅度一定不小。

凱茉銳綜合各種已經(jīng)掌握的信息，對(duì)USB4的新特性進(jìn)行梳理如下：

1、40 Gbps的最大傳輸速度：

通過雙通道傳輸，USB4的理論最大傳輸速度應(yīng)該可以達(dá)到40 Gbps，這個(gè)和Thunderbolt 3（下面稱“雷電3”）的速度相同。

實(shí)際上USB4將有三種傳輸速度：10 Gbps，20 Gbps和40 Gbps。所以你想買最高傳輸速度，也就是40 Gbps的設(shè)備的話，最好在買之前查清楚規(guī)格。

2、能夠和雷電3接口兼容：

某些（不是全部）USB4的設(shè)備也可以兼容雷電3接口，也就是說你的設(shè)備上有USB4接口，就有可能也能外接雷電3的設(shè)備。不過這個(gè)不是強(qiáng)制的，具體要不要兼容，那就要看設(shè)備廠商的態(tài)度了。

3、有動(dòng)態(tài)的帶寬資源分配能力：

如果你使用USB4端口的同時(shí)也用其來外接顯示器和傳輸數(shù)據(jù)，則該端口將根據(jù)情況來分配相應(yīng)的帶寬。例如，如果視頻僅需要20%的帶寬來驅(qū)動(dòng)1080p顯示器，那么其余80%的帶寬可以用來干別的事。這在USB 3.2以及之前的時(shí)代是辦不到的，在這之前，USB的工作方式都是要輪流著來的。

4、USB4設(shè)備將均支持USB PD

USB PD就是USB Power Delivery（USB電力傳輸），是目前主流的快充協(xié)議之一，這也是由USB-IF組織制定的，該規(guī)范可實(shí)現(xiàn)更高的電壓和電流，輸送的功率最高可達(dá)100W，并可以自由的改變電力的輸送方向。

根據(jù)USB-IF的規(guī)定，目前USB PD充電接口的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)應(yīng)該是USB Type-C。在USB Type-C接口中有兩個(gè)引腳CC1和CC2，作用便是用于PD通信的配置信道。

5、僅可使用USB Type-C接口

有了上面這一條特性，很自然的，我們也可以知道，USB4僅可通過USB Type-C連接器運(yùn)行，其實(shí)不僅USB PD，在USB-IF的其他最新標(biāo)準(zhǔn)中也僅適用于Type-C。

6、可以向后兼容過去的協(xié)議

USB4可與USB 3和USB 2設(shè)備和端口一起使用。也就是說，它可以向后兼容到以前的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不過USB 1.0和1.1就不支持了，目前市面上還使用這種協(xié)議的接口已經(jīng)幾乎絕跡了。

當(dāng)然啦，將USB4設(shè)備連接到USB 3.2端口時(shí)，其無(wú)法以40 Gbps的速度進(jìn)行傳輸，而老式的USB 2接口也不會(huì)因?yàn)閷⑵溥B接至USB4接口就變快了。

7、和雷電3是什么關(guān)系？成本咋樣？

目前可以確定的是，USB4的成本是高于USB 3.2的，盡管還不確定PC和設(shè)備供應(yīng)商添加USB4接口的成本具體會(huì)增加多少，不過大家也是可以參考參考雷電3的~

今年3月，Intel將雷電3技術(shù)“捐獻(xiàn)”給了USB-IF組織（當(dāng)然，Intel自己就是USB-IF的帶頭大哥），隨后不久USB4規(guī)范就問世了，事實(shí)上，USB4采用的就是雷電3的協(xié)議，兩者差別不大。Intel此舉也是為了進(jìn)一步普及雷電3接口，奠定自己的“一統(tǒng)”地位。

當(dāng)然，隨著未來USB4大規(guī)模的使用，成本也必然會(huì)降下來，這也是Intel樂于看到的。

8、關(guān)于命名

今年USB4的標(biāo)準(zhǔn)寫法是“USB4”，而不是“USB 4”，沒有空格。對(duì)于這一點(diǎn)，USB Promoter Group首席執(zhí)行官布拉德·桑德斯（Brad Saunders）解釋說，刪除空格的目的是將重點(diǎn)從版本號(hào)轉(zhuǎn)移到品牌名稱上。

他說：“我們要傳達(dá)的信號(hào)之一是，我們不打算進(jìn)入4.0、4.1、4.2的迭代路徑……而且我們不希望將它與具體的產(chǎn)品關(guān)聯(lián)……我們希望使它盡可能簡(jiǎn)單?！?

但愿這伙計(jì)說話算話吧。

9、什么時(shí)候可以用到？

盡管目前USB4的規(guī)范已經(jīng)發(fā)布，但在2020年之前，我們幾乎不可能看到USB4的產(chǎn)品上市。根據(jù)桑德斯的介紹，新產(chǎn)品的典型開發(fā)周期是12至18個(gè)月。

至于支持USB4的筆記本電腦和臺(tái)式機(jī)，那可能就需要更久的時(shí)間了。舉個(gè)例子，USB Type-C的規(guī)范2014年就宣布了，而USB Type-C成為主流花了很長(zhǎng)的時(shí)間，到現(xiàn)在許多筆記本電腦仍然沒有USB Type-C接口。

以上是凱茉銳已經(jīng)掌握的目前關(guān)于USB4標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的信息，更具體的技術(shù)還沒有公布，當(dāng)然，相信普通消費(fèi)者也沒有特別的必要去了解。

不可否認(rèn)的是，從之前對(duì)歷史的梳理中也可以看出，USB標(biāo)準(zhǔn)每次數(shù)字的迭代升級(jí)，功能和性能都會(huì)有躍進(jìn)式的提升，這次USB4也不例外，至少，從目前已經(jīng)了解的信息中還是很讓人期待的，滿足未來數(shù)年內(nèi)的設(shè)備連接、數(shù)據(jù)傳輸、充電等各方面的需求應(yīng)該是不成問題的。