USB 知识知多少？你想知道的都在这里！（USB 2.0、USB 3.0、USB4、USB

大家好，我是 

@马科斯奥

，今天带大家正确认识 USB 家族，简单易懂，认真看完文章，以上的问题你就都懂了。本文会不定期更新。

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在正文开始之前，可以先看看这张表格，快速掌握 USB 各协议的区别。正文会有更详细的介绍。如果觉得有帮助，可以点赞、关注、转发支持我，也可以留言讨论交流。快跟上，不要掉队了~

USB：Universal Serial Bus，简称 USB。中文翻译称为通用串行总线，是一种串口总线的标准，也是一种输入输出接口的技术规范，在现实中频繁应用于 3C 数码产品，电脑、手机、打印机、游戏机等，被称为万能接口，目前已经发展为行业标准。

下面这些都可以称为 USB，形态多样，根据物理形态还可以分为 USB-A、USB-B、USB-C 等，另外每种物理形态还有不同的传输协议，比如 USB 1.x、USB 2.0、USB 3.x 等，最主要的区别就是传输速度不同。

形态多样的 USB 接口

USB 传输协议的制定组织是 USB-IF，成员有苹果、微软、惠普、因特尔等。从 1996 年的第一代 USB 1.0 开始到现在最新的 USB4，中间经历了很多版本，也经历过多次改名。估计有很多朋友不知道他们的区别，那就跟着我一起来看看吧~

USB 协议的发展

1、USB 1.0

1996 年，正式发布第一代 USB 1.0，传输速度仅为 1.5Mbps。最大的特点是支持热插拔，即插即用。如今 USB 1.0 已经成为历史。

2、USB 2.0

2000 年，USB 2.0 发布，最高传输速度提高到 480Mbps。这在当时是很快的传输速度了，但是在今天随便一个移动硬盘都是 T 级别的，一部 2k 4k 的电影也是 G 级别，USB 2.0 的传输速度已经不够用了。

3、USB 3.0

2008年，USB 3.0 发布，传输速度提高到 5Gbps。

4、USB 3.1

2013年，USB 3.1 发布，传输速度达到了 10Gbps。从这里开始，USB-IF 开始了魔幻操作，对之前的接口标准重命名了，导致现在接口名称混乱。

以前的 USB 3.0 改名为 USB 3.1 Gen 1 又称为第一代 USB 3.1，新发布的 USB 3.1 改名为 USB 3.1 Gen 2 又称为第二代 USB 3.1。前面提到的 USB 3.0 消失在了历史长河。

5、USB 3.2

2017 年，USB 3.2 发布，最高速度达到了 20Gbps。没有错，USB-IF 组织又对接口标准重命名了。

第一代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 1 又称为第一代 USB 3.2，第二代 USB 3.1 改名为 USB 3.2 Gen 2 又称为第二代 USB 3.2。就这样，USB 3.1 也消失在了历史长河。

新发布的 USB 3.2 （传输速度 20Gbps），叫做 USB 3.2 Gen 2x2 又称为双通道第二代 USB 3.2

6、USB4

2019 年，USB4 发布，分为两个版本，一个是 20Gbps，一个是 40Gbps。物理接口形态统一使用 USB Type-C 接口。

到此总算说完 USB 协议了，为了保证设备兼容性，所有协议都向下兼容。

各 USB 协议的理论传输速度对比：

各 USB 协议理论传输速度

前面说的 USB 2.0、USB 3.1、USB 3.2、USB4 指的都是传输标准，需要依赖于物理接口才能实现传输数据、充电等功能。

1、接口类型

目前我们常见的接口有以下几种：

USB Type-A

又称 USB-A，在电脑、手机充电器中很常见。分为公座和母座，常见 USB-A 数据线的 A 端是公座，而充电器上的则是母座。为了区分不同的接口协议，通常使用 USB 3.0 协议的 USB-A 接口颜色使用蓝色。

左：USB 2.0 的 Type-A，右：USB 3.0 的 Type-A

USB Type-B

又称 USB-B，通常在打印机设备使用，另一端使用 USB-A 连接电脑。

左：USB 2.0 的 Type-B，右：USB 3.0 的 Type-B

Mini-USB

目前这种接口比较少见。

USB 2.0 的 Mini USB

Micro-USB

广泛使用在移动设备中。

左：USB 2.0 的 Micro-USB，右：USB 3.0 的 Micro-USB

USB Type-C

又称 USB-C，作为新一代通用接口，集成 USB 数据、PD 充电、音视频显示输出等功能，有望成为市场的统一接口。它是随着 USB 3.1 （这里特指 USB 3.1 Gen2，现名：USB 3.2 Gen 2，下同）标准被提出来的。

USB Type-C

这里不得不提一下 USB 3.1。

这就是 USB-IF 在改名的时候太草率，导致现在命名混乱。

直观感受是传输速度损耗从 20% 降低到 3%，等于原来只能负载 80%，现在变成负载 97%。

电压不只局限于 5V，还提供了其它多种规格，对充电来说，等于多了很多选择。

USB Type-C 除了拥有 USB 3.1 的特性外，还具备：

2、什么是 PD 快充

全称叫 USB Power Delivery，简称为 USB PD，是 USB-IF 组织制定的充电标准和技术，最早发布于 2012 年。

从 USB 2.0 开始，一个叫 Battery Charging 的工作小组（归属于 USB-IF 组织），开始研究让 USB 提供供电功能。直到 BC v1.2 规范发布，最大也只支持 7.5W 充电，在之前小型设备小容量电池时代能满足充电要求，但是在今天已经没办法满足了。苹果万年不变的「五福一安」，只有 5W 的功率充满电要好几个小时，实在没办法忍受。

为了解决更大充电功率的问题，USB-IF 又成立了另外一个工作小组 Power Delivery。然后就有了现在使用的 USB Power Delivery（PD）充电标准。

USB PD 1.0

2012 年发布 USB PD 1.0，可以使用 5V、12V 和 20V 电压充电，最高功率达到100W。支持以下功率配置：

USB PD 2.0

2014 年发布 USB PD 2.0，改成使用 USB 3.1 标准的 USB Type C 接口。

USB PD 3.0

2015 年发布 USB PD 3.0，加入 PPS（Programmable Power Supply），兼容各家快充协议，最新规范已经支持高通 QC4 快充协议。这个就厉害了，目标是消灭其它快充协议，唯我独尊。

USB PD 2.0 和 USB PD 3.0 支持以下功率配置，充电功率比 1.0 版本扩大了很多。

因为种种原因，USB PD 1.0 基本不被市场采用。相比之下，较新的 USB 2.0 和 USB PD 3.0 比较受市场认可，使用的也比较多。

USB PD 快充要统一市场还任重道远。国内手机厂商自研的快充技术已经成为了各自的宣传卖点，恐怕短时间内无法让手机厂商放弃自己的快充技术。从长远来看，统一快充技术对于规范市场是有好处的，消费者再也不用担心各种设备的充电问题了。

3、不是所有的 USB Type-C 都是全能

USB Type-C 只是一个物理接口形态，虽然支持 PD 充电、USB 数据传输、DisplayPort 显示，但是实际上，还要看设备厂商有没有搭配对应的功能。设备制造商可以自由的选择要支持的功能，也可以提供全功能的 USB-C 接口，但是基于成本等其它原因，可能只有一项或者某几项功能。

有些设备虽然使用 USB Type-C 接口，但是不一定是使用 USB 3.1 的接口协议。（这里所说的 USB 3.1 是指 USB 3.1 Gen2，现名：USB 3.2 Gen 2，下同）

所以，千万不要认为 USB Type-C 就是 USB 3.1，而反过来，如果一个接口使用了 USB 3.1 标准，那么物理接口形态一定是 USB Type-C。

在购买 USB-C 接口的设备时，要特别注意接口支持的功能。像下面这款电脑，特别标识了全功能 USB Type-C 接口。

4、USB Type-C 不是 USB PD

USB Power Delivery，简称为 USB PD，是 USB-IF 组织制定的充电标准和技术，最早发布于 2012 年。可以将 USB 电源能力提升到 100W。这两个名词不能互换。另外，不是有 USB-C 接口就一定支持 PD 快充协议。

5、关于 Type-C 这个名词

从 USB-IF 官方资料来看，是没有这个叫法的，官方推荐的叫法只有全称 USB Type-C，及简称 USB-C。

图片来自 USB-IF 的 USB Type-C 技术文档

官方推荐使用 USB-C 作为简称用于市场推广。

图片来自 USB-IF 的 USB Type-C 技术文档

1、什么是 USB4

USB4 是最新一代 USB 传输标准，向后兼容 USB 2.0、USB 3.2 和 Thunderbolt 3，其实是在 ThunderBolt 3 的基础上，增加了对 USB 2.0 和 USB 3.2 标准的补充和发展。

USB4 有两种传输带宽，一种是 20Gbps，另一种是 40Gbps。

主要特点：

USB4 只有 USB Type-C 一种物理接口。在传输链路上 USB4 分出了不同「隧道」来传输数据，并且能「动态分配带宽」，根据每条「隧道」的实时情况，动态调整每一部分的带宽。目前支持：数据传输（USB 3.2 隧道）、视频传输（DisplayPort 1.4a 隧道）、可选隧道（PCI-E 隧道）三种。

2、什么是 Thunderbolt

Thunderbolt 又称为雷电或者雷雳，是英特尔公司发布的一套连接标准，从 Thunderbolt3 开始改用 USB Type-C 接口，在 USB-C 接口边上会有个闪电标志，在苹果电脑上比较常见。

最新标准的 Thunderbolt 4 在 Thunderbolt 3 的基础上有小幅更新。另外支持连接两个 4K 显示器，或者一个 5K 显示器。

需要注意的是，USB4 对 Thunderbolt 3 & 4 都是可选兼容。可以这么理解 USB4 40Gbps 等于 Thunderbolt 4。

最后来一个不同接口传输速度对比图

3、线缆选购

USB Type-C 和 USB4 已经简单介绍完了，另外设备和设备之间需要使用线缆进行连接，如果线缆不合格，即使支持了某个高带宽的标准，这个标准也没办法正常使用。

之前看到有人问为什么我的 PD 充电宝给手机充电还是那么慢，就是这个原因。因此选购一条合适的线缆显得异常重要。

USB Type-C 线缆

高品质的 USB-C 线（C to C）应该具备：

Thunderbolt3 线缆

如果线缆长度大于 1 米，需要在线缆两端加上 Thunderbolt 特有的芯片，否则传输速度可能只有 20Gbps，而不是 40Gbps。一般带有这种 Thunderbolt 特有芯片的线缆称为主动式线缆，而不带的称为被动式线缆。

高品质的 Thunderbolt 3 线缆应该具备：

Thunderbolt 3 线缆更推荐短距离（小于 1m）的被动线，日常使用基本无障碍。如果是选购超过 1m 的线缆一定要注意线缆两端是否带有 Thunderbolt 特有芯片。