一根电缆来统治一切 苹果usb-c接口是什么意思

智能手机有线连接器之战已经结束,USB-C 是前进的方向 。这个多功能端口几乎可以做任何事情——它可以为设备充电、传输数据、处理音频和视频输出,甚至可以让您插入配件 。
我们是怎么来到这里的? 好吧,多年来,欧盟一直在努力说服电子制造商制定一个通用标准,以避免 专有连接器 造成的混乱(和浪费) 。早期, microUSB 是首选连接器,但随着 USB Type C(简称 USB-C)的出现,行业转向了新标准 。
由于某些将于 2024 年底生效的欧盟法规,USB-C 基本上对所有便携式电子产品都是 强制性 的(智能手表等最小的设备除外) 。

一根电缆来统治一切 苹果usb-c接口是什么意思

文章插图
大多数智能手机制造商都欣然采用了 USB-C,就像他们之前采用 microUSB 一样 。最大的反对者是 Apple,它仍在其 iPhone、AirPods 和 EarPods 上使用 Lightning——仅此而已,其他一切都已转移到 USB-C,包括 新 Apple TV 的遥控器 。
我们认为 Apple 的产品线很好地说明了 USB-C 为何如此出色 。Lighting 本质上是一个 USB 2.0 端口 。这意味着在 iPhone 和计算机之间同步文件或将 RAW 照片从存储卡移动到 iPad 时数据传输速度较慢 。
您是否知道实际上有一个基于 Lightning 的读卡器以 USB 3.0 的速度运行? 所以更快的传输是可能的,但显然这是一项很难实现的壮举,只有 iPad Pro 支持它 。即便如此,Apple 也从未发布过可以超过 1080p 的视频适配器 。
闪电在它可以携带的能量方面也受到限制 。iPhone 充电器的最高功率为 30W,而苹果新款 MacBook 的 USB-C 充电器可输出 140W 。好吧,这不完全是标准,但它甚至不是 USB-C 可以承载的最大值 。
让我们试着把事情组织起来,把USB-C的主要功能一一分解 。
数据
USB 最初是作为数据端口使用的 。USB 1.0 和 1.1 非常慢,现在几乎不记得了,USB 2.0 仍然非常活跃 。USB-C 共有 24 个引脚,每侧 12 个(好吧,22 个引脚,但我们不要纠结于细节) 。正中间是一对 D+/D-,这是典型 USB 2.0 数据线的数据连接,对于 USB-C 是必需的 。这确保所有电缆至少具有一些连接性 。
一根电缆来统治一切 苹果usb-c接口是什么意思

文章插图
USB Type C 电缆的引出线
USB 3 添加了额外的数据传输对电缆——USB-C 插头中有四对额外的电缆 。虽然 USB 2 限制为 480MBps,但 USB-C 电缆的额外布线可实现 10、20、40 甚至 80GBps 的传输速度 。
快速说明:USB-C 连接器当然被 USB 使用,但也被 Thunderbolt 使用 。这种区别将消失,因为 USB 4 基于 Thunderbolt 3,而新的 USB 4 版本 2 基于 Thunderbolt 4 。
另一个有趣的应用是传输 PCI-Express 信号——这基本上是计算机主板上 PCIe 插槽的有线版本 。这使得外部 GPU 可以使用一根电缆连接到笔记本电脑 。
视频
USB-C 的另一个流行用途是视频输出 。DisplayPort 可能是最常见的用途,USB-C 已基本取代了旧的大型 DP 端口 。更重要的是,它不是数据或视频,而是数据、视频和电源 。
这允许单个设备连接到一个集线器,该集线器添加了一个标准的 HDMI 端口、多个 USB Type A 和 Type C 端口,可能还有读卡器、音频和麦克风插孔等 。此类集线器内置于某些显示器中,允许您启动只需插入一根电缆即可获得完整的桌面体验 。
当然,这对于笔记本电脑来说非常方便,但有几家智能手机制造商提供桌面模式——三星的 DeX、摩托罗拉的 Ready For,华为也有 。甚至 Apple 也有一款 适用于 iPad Pro 的Stage Manager (当然,它使用 USB-C) 。
除了 DisplayPort、MHL 和 HDMI 适配器之外还有其他选项 。其中一些是从一种标准转换为另一种标准的有源适配器,但也有简单的无源适配器 。
声音的
我们将在这里快速提及音频 。USB 可以为您可以插入耳机的外部 DAC 供电 。然而,与视频输出一样,也有一个被动选项——音频适配器附件模式 。
USB-C 有很多引脚可供使用,其中一些可以重新映射到典型 TRRS 插孔所需的电缆,因此一个简单的无源适配器可以连接耳机和麦克风 。请注意,这纯粹是模拟模式,数字电路已断开以避免噪声 。
力量
基本 USB 标准具有相当低的功率限制(USB 2.0 为 500mAh),尽管大多数制造商并未严格遵守标准,因此 10W 适配器非常普遍 。
当然,制造商希望他们的产品脱颖而出,快速充电是实现这一目标的一种方式,尤其是现在智能手机电池的容量为 3-6,000mAh 。这导致了许多专有解决方案,如高通的快速充电和 Oppo 的 VOOC 。
然而,标准方法是 USB Power Delivery(简称 USB-PD) 。初始版本规定了几个可以支持的电压和电流水平——5V 时 2A,12V 或 20V 时 3A 或 5A 。这为 Power Delivery 提供了 10W 至 100W 的相当广泛的范围 。
然而,这些固定电压需要在手机内部进行 DC 到 DC 转换,以将它们降低到更适合内部锂电池的电压 。USB-PD 修订版 2 引入了更多电压——9V 和 15V——但这还不够 。
修订版 3 允许设备与其充电器通信并请求特定电压 。它的范围可以从低至 3.3V 到高达 21V,并且可以以 20mV 的步长精确地拨入 。支持此功能的充电器标有“可编程电源” 。这样,充电器就是处理额外热量的充电器,而不是手机(锂电池在变热时不喜欢它) 。
最新的 USB-PD 扩展功率范围 标准增加了更多固定电压——28V、36V 和 48V 。这使得新的最大功率达到 240W(5A 时为 48V),即使是功能强大的笔记本电脑也足够了(尽管手机已经接近 240W 的限制) 。还有一个新的可调电压电源选项,它允许设备以 100mV 的步长在 15V 和 48V 之间逐渐调节电压 。
请注意,出于安全原因,这种强大的电缆需要一个称为“电子标记”的芯片 。该芯片向充电器和电话(或笔记本电脑或其他设备)发出信号,表明电缆能够承载额外的功率 。
一根电缆来统治一切 苹果usb-c接口是什么意思

文章插图
一些批评
尽管我们喜欢 USB-C,但我们不能假装它是完美的 。我们的一个主要抱怨是,尽管它具有如此多的功能,但并非所有设备和电缆都支持所有功能 。我们上面提到的许多功能都是可选的 。
最糟糕的是,很难弄清楚哪些设备和哪些电缆支持什么 。USB-IF 正试图通过新标签来解决问题,这些标签清楚地表明给定电缆可以承载多少数据和功率 。
这也应该解决我们的其他抱怨,命名方案已经成为一个绝对的怪物 。您知道没有 USB 3.0 了吗? 这与 USB 3.1 Gen 1 相关 。但它也不再存在,现在是 USB 3.2 Gen 1 。
USB 3.2 Gen 2×2 等标题让事情变得更加笨拙 。啊 。值得庆幸的是,所有这些都将被更清晰的标签所取代:USB 5Gbps、USB 10Gbps、USB 20Gbps 和 USB 40Gbps(并且可能很快就会有 USB 80Gbps) 。好多了 。
结论
【一根电缆来统治一切 苹果usb-c接口是什么意思】USB-C 非常棒——我们用它来为我们的手机、笔记本电脑、耳机、剃须刀、手电筒以及几乎任何其他内置电池并适合放在背包中的东西充电 。
它使我们能够在办公桌上创造舒适的工作场所,只需插入一根电缆,显示器、键盘、鼠标等都可以使用 。考虑到最新标准允许它承载比原始规格多很多倍的数据和功率,USB-C 可能还没有完成进化 。
会有USB-D吗? 可能,但不会很快 。世界会放弃电缆并转向无线吗? 可能不会——这不是一种有效的充电方式 。这对数据来说也不是很好,2.4GHz Wi-Fi 在公寓楼里已经非常拥挤,而 5GHz 也变得非常拥挤,这促使 Wi-Fi 联盟转向 6GHz 频段 。
在可预见的未来,USB-C 将成为统治一切的一根电缆 。