USB接口发展史：从1.5Mbps到40Gbps的技术演进
USB接口发展史：从1.5Mbps到40Gbps的技术演进
USB接口作为现代电子设备中最常见的连接标准之一，自1994年问世以来经历了多次重大升级。从最初的1.5Mbps传输速率到现在的40Gbps，USB不仅在速度上实现了飞跃式发展，还在供电能力和功能扩展方面取得了显著进步。本文将为您详细介绍USB从1.0到4.0各版本的主要特点和发展历程。
USB1.0
- 发布时间：1996年1月15日
- 传输速率：低速传输速率为1.5Mbit/s
- 供电能力：提供5V电压，最大电流500mA
- 适用设备：主要用于鼠标、键盘等低速HID设备
- 其他特性：支持热插拔
USB1.1
- 发布时间：1998年9月23日
- 传输速率：全速传输速率为12Mbit/s，兼容1.5Mbit/s
- 线缆长度：最大长度3米
- 供电能力：提供5V电压，最大电流500mA
- 适用设备：适用于鼠标、键盘、U盘、光驱等
- 设备连接：一个接口理论上可支持127个设备
USB2.0
- 发布时间：2000年4月27日
- 传输速率：高速传输速率为480Mbit/s，向下兼容1.5Mbit/s和12Mbit/s
- 线缆长度：最大长度5米
- 供电能力：提供5V电压，最大电流500mA
- 设备连接：通过HUB级联，一个接口理论上可扩展127个设备
- 传输方式：支持控制传输、中断传输、同步传输和块传输
USB3.0 / USB 3.2 Gen 1 / USB 3.1 Gen 1
- 发布时间：2008年11月17日
- 传输速率：提供5.0Gbit/s的超高速传输速度，向下兼容1.5Mbit/s、12Mbit/s和480Mbit/s
- 供电能力：提供5V电压，最大电流900mA
- 线缆长度：最大长度3米
- 新增特性：增加电源管理功能，支持待机、睡眠和暂定模式；全双工通讯
USB3.1 / USB 3.2 Gen 2 / USB 3.1 Gen 2
- 发布时间：2013年7月
- 传输速率：速度翻番至10Gbps
- 新增特性：新增USB A/V影音传输；供电最高允许标准提高到20V/5A（100W）；必须使用USB Type-C接口才能达到10Gbps速度
音视频特性
新的USB AV 3.1提供9.8Gbps频宽，最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面，4K显示的规格已和HDMI 1.4一样，同时USB AV也支援HDCP影像加密技术，搭配更大的电力供应，较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。另外，现有的装置和显示器可透过USB AV转接器，以USB线来传送影音。USB AV若能加以普及，势必能为生活带来很多便利性，USB线也可能取代其它显示介面，成为最实用的影音传输线材.
电力供应特性
电力供应规范- USB Power Delivery（USB PD），设计上兼容现有的USB 2.0和USB 3.0线材和连接器，新的USB 3.1 Type-C连接器也通用。USB PD支持更高的电压和电流，以满足不同的应用装置，同时也相容现有的USB Battery Charging 1.2充电规格。USB PD为埠对埠的架构，USB和电力沟通讯号分开，电力的供应是透过主机端和装置端的VBus通讯协定来沟通，如果装置支持，则可依组态（Profiles）的电压和电流，提供更高的瓦数供应。USB PD依装置不同分成5个组态（Profiles），皆需要使用新的可侦测线材，才能提供大于1.5A或5V的电力。组态1针对手机，为5V/2A（10W），基本的电力输出，已比USB 3.0的5V/0.9A（4.5W）还多； 组态2为5V/2A或12V/1.5A（最大18W），可为平板和笔电充电；组态3为5V/2A或12V/3A（可提供较大的笔电最大36W的电力）；组态4为最大为20V/3A（60W）（Micro-A/B连接器不支持），组态5为最大为20V/5A（100W）的电力供应，（TYPE-A/B连接器不支持）,也就是说只有type-c才能完全支持最大100W电力供应。USB 3.1供电的提升，以及支持充电的应用将会让USB 3.1有望大一统手机、平板、电脑传输介面。
USB3.2 / USB 3.2 Gen 2x2
- 发布时间：2017年9月
- 传输速率：速度翻番至20Gbps
- 命名变更：USB 3.0、USB 3.1版本命名统一划入USB 3.2序列，分别改名为USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2
- 市场推广命名：SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps
- 接口要求：必须使用USB Type-C接口才能达到20Gbps速度
版本 | 时间 | 带宽 | 别名 |
|---|---|---|---|
USB3.0 | 2008年11月17 | 5Gbps | SuperSpeed USB，USB 3.2 Gen 1,USB 3.1 Gen 1 |
USB3.1 | 2013年7月 | 10Gbps | SuperSpeed USB 10Gbps,USB 3.2 Gen 2,USB 3.1 Gen 2 |
USB3.2 | 2017年9月份 | 20Gbps | SuperSpeed USB 20Gbps,、USB 3.2 Gen 2x2 |
USB4.0
- 发布时间：2019年
- 接口类型：采用Type-C硬件接口
- 核心技术：基于Intel公司的雷电3（Thunderbolt3）技术
- 兼容性：兼容Thunderbolt3、USB3.2、USB3.1及USB2.0等协议
- 传输能力：最高传输速率可达40Gbps，支持Displayport视频信号和USB PD快充电流
- 未来发展：由于USB4.0直连CPU的PCIE总线，且采用Type-C接口，预计将成为未来设备接口的主流选择
本文内容转载自USB中文网，原文链接：USB的版本区别和发展历程 - USB中文网 (usbzh.com)