解析 USB 3.2 規格的變化:傳輸速度加倍!雙通道技術導入 USB Type-C

作者 | 發布日期 2018 年 03 月 09 日 8:30 | 分類 零組件 , 電腦 follow us in feedly

日前,USB 開發者論壇(USB Implementers Forum,USB-IF)正式宣布最新 USB 3.2 規格,除了將傳輸速度從 10Gbps 增加至 20Gbps,也建議日後各裝置統一以 Type-C 連接埠為主。



此外,USB 3.2 也保持 USB 一貫的向下相容性,能相容較舊版本的規範,無論是將 USB 3.2 裝置插入舊裝置,還是將舊裝置插入 USB 3.2 連接埠,雖然無法享受到完整的高速傳輸,但仍會以較低的速度正常運作。隨著新一代 USB 3.2 發布,USB 版本數量也更多,消費者還未完全理解 USB 3.1 的特色時,就要準備面對新版本,這裡就來跟大家說明 USB 3.2 的特色,以及歷來版本的簡介,並分析 USB 3.2 當前面臨的潛在挑戰。

USB 版本的差異性

通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)是連接電腦系統和外部裝置的一種標準,開發理念是希望能給使用者較友善的外部裝置連接方式,提供隨插即用功能。USB 自推出以來,除了有許多版本,也因連接頭結構不同,而有不同的連接頭種類,這裡就來幫大家整理一下 USB 各版本和不同接頭間的差異。

不同版本的介紹

第一代 USB 1.0 推出時間為 1996 年,理論傳輸速度是 1.5Mbps,主要用途在取代老式電腦連接埠,提高便利性,因此傳輸速度還不是重點。兩年後,由於 USB 逐漸普及,出現了 USB 1.1,傳輸速度這時候大幅提升到 12Mbps。到了 2000 年,USB 這時已成為筆電的主要外部裝置連接埠,因此速度再往上增加到 480Mbps,相較前一版成長約 40 倍。2008 年,USB 3.0 出現帶來 5Gbps 的傳輸速率,這時候已能流暢的進行文件、音樂、影像等較大檔案的傳輸,後來再推出的 USB 3.1 速度更到 10Gbps,相較 USB 3.0 成長了兩倍。最新的 USB 3.2 則預計帶來理想傳輸速度 20Gbps 的高速傳輸,為消費者的生活帶來更多便利。

不同的接頭規格

根據連接線的接頭結構不同,USB 1.0 和 USB 2.0 的接頭又分為 Type-A、Type-B、Mini-A、Mini-B、Micro-A 和 Micro-B 6 種,USB 3.0 則分成 Type-A、Type-B、Micro-B。各形態間最大差異在於接頭大小,不同大小可適用不同厚度的裝置,如一般電腦和常見的 USB 裝置是採用 Type-A 標準版,許多智慧手機則採用 Micro USB。隨著 USB 3.1 發布,新的 Type-C 接頭隨之出現,優點在於正反兩面皆可插入連接埠口讀取檔案,另一個優勢就是體積小、厚度薄,最新推出的 USB 3.2 也將繼續沿用 Type-C。

▲ USB 連接埠取代了老式的 PS/2 連接埠,並逐漸普及。

▲ 目前一般電腦和筆電普遍採用的 USB 連接埠都是 Type A 標準型態。

▲ 資料來自維基百科。

USB 3.2 特色介紹

最新的 USB 3.2 將在今年 9 月底正式發布,USB-IF 的期望是整合前幾個 USB 版本對消費者造成的困擾,在最少變動的前提下,達到提升傳輸效能的目的,並建立統一規格。

傳輸速度突破 20Gbps

USB 3.2 最大的特色在於將傳輸速度提升至 20Gbps,速度之所以能翻倍的關鍵,在於改進 USB 3.1 Type-C 接頭的使用模式,Type-C 接頭主要有兩組資料傳輸道,一開始的目的是讓接頭無論正反兩面皆能順利插入連接埠,而 USB 3.2 除了保有這項特色,也讓兩組傳輸道同時運作,讓資料傳輸流量相較前一版提升兩倍。

根據 USB-IF 提供的規格書提到,USB 3.2 開發的目標除了讓傳輸速度提升,也希望讓消費者延續過去的使用習慣,達到「無痛升級」,因此,USB 3.2 將沿用 USB 3.1 開始使用的 Type-C 接頭,使用者可繼續用舊有的 USB 3.1 連接線,無須另外購買轉接頭,節省開銷。另外,也包含兼具向下相容性,USB 3.2 可與過往版本兼容使用,只要裝置連接以後,都可馬上進行檔案傳輸。

▲ USB 的傳輸速度從一開始的 12Mbps,到 USB 3.1 版本的 10Gbps,再到現在新發布的 USB 3.2 突破 20Gbps,速度大幅提升。

有條件的高速傳輸

儘管 USB 3.2 能帶來檔案高速傳輸,但要達到 20Gbps 的傳輸速度有兩個必要條件。第一是連接線兩端的裝置都必須採用 USB 3.2 介面,舉例來說,如果要從電腦傳輸檔案到手機,電腦是採用 USB 3.2 介面,但手機卻是 USB 3.1 介面,這時檔案雖然仍會因向下相容的關係得以正常傳輸,但將會以較低版本的速度為基準,在這個例子下,就是以 USB 3.1 10Gbps 的速度傳輸。第二個條件是採用的連接線線材,必須符合現有 USB 3.1 Gen2 Type-C 規格,才能享受高速傳輸。

▲ 傳輸檔案時,裝置兩端皆需為 USB 3.2 介面才能享受高速傳輸,否則以速度較慢的一端決定傳輸速度。

▲ 連接裝置的線材必須符合 USB 3.1 Type-C 規格,才能享受 USB 3.2 的高速傳輸。(Source:pixabay

USB 3.2 面臨的挑戰

雖然 USB 3.2 的便利性和高速傳輸看似非常美好,但仍然面臨許多挑戰。

新規格普及率

最大挑戰在於普及速度,市場上桌上型電腦和筆電普遍採用的 USB 版本還是 USB 3.0、2.0 版,頂多附一組 USB 3.1 Type-C 供額外使用。USB 3.2 發表以後,桌上型電腦雖然可藉由擴充卡升級享受 USB 3.2 的優點,但一般筆電和行動裝置,要等到廠商推出新品後才有機會使用。此外,新版本的價格和舊有版本相比也比較貴,想要說服消費者放棄舊版的低廉價格,轉而購買較貴的 USB 3.2 產品仍是一大挑戰。

▲ 個人電腦未來可藉由升級擴充卡的方式支援 USB 3.2 介面,上為華碩 USB 3.1 Type-C PCIe 擴充卡

具無線傳輸功能的其他技術

使用有線的檔案傳輸模式,穩定度會比無線傳輸要來得好,但現在有越來越多具備無線傳輸功能的服務也能穩定傳檔,比如 Wi-Fi、藍牙或 AirDrop 等,Google 最近也在 Android 系統推出「Files Go」App,可讓用戶整理手機裡的各類檔案外,也能讓 Android 手機間透過藍牙傳送檔案。此外,微軟也公布 Windows 10 電腦即將到來的「Near Share」功能,讓 Windows 10 電腦能透過藍牙傳送相片、文件等檔案。儘管具有線傳輸能力的 USB 目前仍會比上述無線傳輸服務穩定,但未來這些無線傳輸服務的速度和穩定度也會持續進步,日後民眾想要傳送檔案時,會有更多元選項可選。

▲ iOS 裝置間可藉由 AirDrop 的功能開啟藍牙和 Wi-Fi,快速進行無線檔案傳輸。

▲ 未來 Windows 10 電腦間可直接用藍牙傳輸檔案,大大增加便利度。(Source:微軟)

(本文由 T客邦 授權轉載;首圖來源:Flickr/Maurizio Pesce CC BY 2.0)