如今购买主板、机箱或者笔记本电脑，往往有“全能USB4 TYPE-C接口”，成为一项加分项，而一些机器的“USB3 C口”则往往被视为略微不足。那么，USB4和USB3，到底有什么不同呢？
+ R p& p' j, b9 x
( g7 j$ I) M' J9 y4 k9 q. y7 @“4 VS 3”之争由来已久
. y: t3 K* v; G, F/ ^4 {8 h% F
, m# ~9 E" _. Z% r+ ^3 u8 Q: r; A7 c
, A7 T7 |3 R: `7 H% O
% `3 S7 p: I+ O# g1 K& A1 W$ t自 1996 年发布 USB 1.0 以来，USB 接口规格已发展了好几种。如今，大多数消费设备都采用了这样或那样的 USB 接头。
" r8 ?4 N7 F r# o- c
* U$ z1 D, }' N0 y$ i5 l- f+ t5 \, E
每隔几年，就会有新的 USB 规范发布，这些规范都是在前代规范的基础上发展而来的。然而，由于接口的特性，新版本与旧版本相比有哪些不同并不总是一目了然。
( q) M2 V( C+ R3 g" N# F
) l( U' Y0 E7 O9 n( I W( |USB4 也称 USB 4（最早曾经称为USB 4.0），是最新一代通用串行总线标准。它于 2019 年 8 月发布，以 Thunderbolt 3 也就是雷电3规范为基础，英特尔于同年对 Thunderbolt 3 规范免收版权费用。因此，Thunderbolt 4雷电4 和 USB4 非常相似。它规定使用 USB-C 连接器作为接口标准，并提供了多项改进，包括更快的数据传输速度和更好的产品命名。
# D/ W% B2 A8 N/ |4 M( m0 _& y6 F7 G) T0 M! `' } P2 ?7 \
USB4以 USB 3.2 2x2 的优势为基础，保留了 USB-C 连接，但规定最低吞吐量为 20 Gbps，并有可能实现双倍吞吐量。它还提高了与 Thunderbolt 标准的兼容性，允许对 DisplayPort 和 PCIExpress 进行隧道连接，以便通过 USB 更好地支持更高分辨率的显示器，并强制要求使用 USB Power Delivery。
$ f$ H0 U8 C! F4 t; s3 c
/ X# a9 X5 z7 v4 d$ ]
USB 3 又称超高速USB（Super Speed USB，SS USB），是USB通用串行总线标准的第三个主要版本。第一个 USB 3.0 规范于 2008 年 11 月发布，随后被 USB 3.1（2013 年）和 USB 3.2（2017 年）所取代。USB 3 可能相当令人困惑，整个标准经历几次迭代后，产生了巨大的性能参数上的变化。
n' k* J3 d7 Z) h. ]+ R9 l9 y+ }9 u7 }% o0 M
用一张表来概括，两者在大方向上的不同就是这样的，当然下面我们也会详细阐述。
& |6 H. ]: N" \- [. h) Z9 R
+ s7 ^, O6 |' D
" k2 y" y% h' X; x/ I
+ a) N% \( Y5 V9 M接口：统一对多样
% M- u" @$ |0 ]# t+ l
2 { _1 j3 x+ X- \4 L" `# v
USB4 是第一个要求使用特定连接器也就是接口标准进行操作的主要 USB 标准，因此，除了 USB C 到 C 连接线外，其他任何连接线都无法达到 USB4 的传输速度。
& K- X i' m# B, a! J3 p' p& g# u& _- R( M$ Z, O; ]
另一方面，USB 3.2 规范并不强制要求使用单一接口标准。相反，它使用四种不同类型的 USB 插头和插座：超高速 Type-A（比 USB 2.0 版本多五个插针）、超高速 Type-B 连接器、USB 3.0 Micro-B 和 USB-C。
4 V2 L6 ]2 Y! u; {) x! r$ h: [
- Q+ C8 S. ~& r. t, k# D2 j, N但是，虽然USB3的接口支持多样，但速度较高的 USB 3.2 Gen 1 x 2 和 Gen 2 x 2标准，还是需要功能齐全的 USB C 到 C 电缆才能实现满载满速操作。
4 ~# n+ L6 j( h; B
( S5 j2 V+ ^. z# {% h- Q2 g- I, F
传输速度：3快，但USB4更快
5 W4 |5 S/ t" _/ g1 d) ?" n6 i+ h I' ^' N$ f
USB 3.2 Gen 2x2 是速度最快的 USB 3 变体，最高速度可达 20 Gbps，是 USB4 的最低速度。USB4 2.0 的数据传输速度最高可达 120Gbps，即使是目前USB4 1.0的满血速度也有40Gbps。
" x5 x) @! Y& @. `& h6 d% r0 R
8 A) V# _ Y- ]USB4 还引入了数据隧道技术，允许多个数据和显示协议有效共享可用总线带宽。这样，在发送混合数据时，即使吞吐量与 USB 3.2 相同，传输速率也会更快。
+ S3 F6 ^# m4 N: N
, ]8 L" T3 X' b5 m, ~" Q因此，可以看出一些厂商的话术来了。很多笔记本厂商，喜欢用“5 Gbps 高速USB3”或者“10Gbps 高速USB3”来指代USB3.0或者3.1 Gen2，给人一种错觉，但实际上，在它们前面还有更快的USB3.2 GEN2。
/ g8 G" y, w q; s$ s: l
( q6 k& Q0 N' c; b$ z电力输出：最大输出能力近似
' I9 J: O7 p5 H, F& }& L; {( X6 C y) L5 B: Q) u
第一个 Power Delivery 规范（USB PD 1.0）可通过六个固定功率配置文件提供高达 100W 的功率。Power Delivery 2.0 引入了更灵活的规则，而 USB PD 3.1 则将可通过 USB 电缆提供的最大功率提高到 240W。
! a- {. ? P# k9 o d0 i6 J- ~9 N" \. f- \( _0 i/ }
USB4 和 USB 3 都支持高达 240W 的功率传输，因为电力功率传输是 USB-C 接口的一项功能，而不是协议。您只需要一条高质量、功能齐全的 USB C 到 C 连接线，就能充分发挥 USB PD 的潜力。
$ ~% u0 k( g; I+ x; m) |% q6 B' K7 w3 n
在电力功率输出方面，USB 3 和 USB4 PD 之间的主要区别在于，USB4 的最小功率输出从 3.0W 提高到 7.5W，但最大功率输出保持不变，仍为 240W。
* O5 w. o3 p- S5 v3 g9 M
7 E$ ?- x( u3 u8 z; E; E: I兼容性：USB4多了个雷电3兼容
6 U2 z. ?- F' V" N5 g- o% I* A
0 t8 v1 i6 i) K4 x向后兼容性对 USB 标准非常重要（这也是理所应当的），新版本在设计上可以与旧版本兼容。
5 s2 r: c' M2 @2 D2 c- u# D. d
# [! |4 R" e1 X9 G
USB 3 和 USB 4 向后兼容之前的规格。但USB4 增加了与 Thunderbolt 3 的兼容性，不过这主要是可选功能，也是USB4的一大亮点功能，这意味着雷电3承接的“全能接口”作用，对于USB4也同样适用。
: d' J& \( o. K# y- M% B
6 S7 Y+ I9 W) _ a遗憾的是，USB4 设备的数据传输速度会有所不同。尤其是那些尚未通过 USB-IF 验证的设备，它们中的很多都会出现这种情况。
( y p3 n1 D2 l7 g4 e+ F& M3 W/ R5 l" h6 r, M6 I' b
最基本的 USB4 外设将提供 10 Gbps 的数据传输速度，其官方模式名称为 USB4 Gen 2x1。经 USB-IF 认证的最低规格设备将使用 USB4 20 Gbps 的名称，并贴有相应的标签，上面有 USB 徽标，旁边有一个清晰的 20。它将正式使用 USB4 Gen 2x2 模式来达到这一速度。一小部分设备可在单通道上使用 USB 4 Gen 3x1 模式，从而提供 20 Gbps 的带宽，但没有 USB-IF 的 USB4 20 Gbps 标签。功能最强大的设备将贴有 USB4 40Gbps 标签（一个 USB 徽标，旁边有一个 40），并将使用 USB4 Gen 3 x 2 提供高达 40Gbps 的带宽。
# i; E9 u# ^$ p- q/ ? _
* l; I% m- W; T* H
显示输出能力：USB4优势巨大
; _$ P9 N% _' p3 X3 Q O# E; c! Q
; T, O6 O/ ~( X' q" [$ f5 u" U5 @0 R
USB4在提高带宽能力同时，也优化了视频信号传输能力。与雷电3/4一样巨大的带宽还可通过 DisplayPort Alt Mode 2.0 协议支持更高分辨率。这使它能够以高达 60Hz 的频率输出和显示高达 8K 的分辨率和 HDR10 色彩。
1 S9 O% T' v/ n2 i) Y) s9 K+ w! @8 T$ U6 [' P
USB4 还支持 DisplayPort 1.4 和 PCI-Express 隧道技术，可利用智能带宽管理充分利用多用途连接。例如，如果使用 USB4 连接向 4K 显示器输出，但同时还想使用同一连接进行数据传输，那么主机系统可以为数据传输分配最大可用带宽，而不会妨碍 4K 视频流。这比传统的 DP Alt 模式所允许的 50/50 分配更加细微，应该比前几代 USB 连接更加高效和通用。
5 R( O9 F! e& g5 P1 K. C2 Z' G
( @1 J# B* S7 f7 Q* \: h
命名约定：官方命名规则不敌“X.0”
$ L4 S7 w# f7 J# F% f# y' i4 x
6 w' R5 e6 `5 R! Y% F) g除了官方产品名称外，USB 规格一直都有一个面向客户的营销名称。USB 1.0 是 "全速"（Full Speed），USB 2.0 被命名为 "高速"（High Speed），而 USB 3.0 则引入了 "超高速"（SuperSpeed）品牌用词。
9 T% ^ W9 A0 ^
0 s2 j8 X, \& E2 T现在，USB 组织使用 "USB XGbps "语法命名，其中 X 表示传输速度，单位为 Gb/s。在传输速率旁边还可以加上功率，以表示 Power Delivery 等级。
* V, N/ J" o/ S; d' @* T
8 |' q" i! T5 g不过，大家似乎更喜欢使用USB X.0的传统说法。
y" [/ i8 Z5 a3 Z! f! v0 q9 w V, D" A* V" a1 Q
认证要求：USB4不止是线序标准这么简单
7 ^/ T. E( ^1 H) ^, _- F
. ]# N) }. c# Q
USB4 引入了一套最低标准，制造商必须满足这些标准才能将其产品标为 USB4。首先，它强制要求使用 Type-C 连接器接口标准。它还要求支持 DisplayPort 替代模式、双通道操作和 Thunderbolt 3雷电3。
7 I6 Y+ A% o* n1 r& {' @5 ]5 Y1 u
* ]! ~4 Y% w+ C1 X6 g' r
相比之下，USB3没有其他强制功能要求。
. c% [3 O1 ?( {
% P5 B! n3 `9 h/ v! V
成本：USB4仍然略高，USB3已经到处都是
) S3 Y" s! L4 H# I6 U& I1 H7 S- _
5 ~6 U7 c' D2 y; x2 _USB4 先进的功能和相对较新的特性意味着提供 USB4 的电缆和设备将比 USB 3 昂贵。不过，随着 USB4 的普及和生产成本的降低，USB4 的价格可能会越来越亲民。尽管如此，USB4 仍能提供与 Thunderbolt 4 几乎相同的功能，而价格却比雷电4便宜得多。因此，这都是相对而言的。
( G Z! t' p( z; i4 q# z$ q! q2 T' e4 P% S! ^& N/ e. m
USB 3 是经济实惠的选择，它以更低廉的价格提供高性能。但是，注意一定要选择USB3 20Gbps产品为优先，而对于传统的5Gbps版本接口，除了兼容旧设备外，已经越来越多的不满足大家需求了——毕竟这是一个NVME固态移动硬盘开始普及的时代了！
+ M4 [) S& {6 `5 T9 F1 `
6 b' x' d$ R/ l: h
发表于 2023-12-31 15:24:42
