为什么我非要买这么多根数据线啊？

“你们谁带了 xx 手机的充电线呀？”每当这种请求在耳边响起，它都在提醒我们，现在市面上存在多种互不通用的手机充电线。充电线连接手机的那一端主要有三种接口，安卓手机的、苹果手机的和老手机的，它们的名字分别为 USB Type-C（或称为 USB-C），闪电（lightning）和 Micro-USB。在充电头的那一端，接口则又分为 USB-C 和“传统的 USB”两种，“传统的 USB”正式名称名为 USB Type-A，它外形是方的，不能正反插。

如果开会需要用到投屏，那你可能又要用上专用的视频接口，投影仪上的视频接口主要分为 HDMI 和老式的 VGA 两种；在电脑显示器上，还有一种名为 DP（DisplayPort）的视频信号接口。

看到这里你可能已经晕了。其实，作为一个普通人，不知道这些也正常。毕竟不是所有人都是那些天天泡在电子产品里的“技术宅”，不是所有人都会关心这些在大多数时候都无关痛痒的问题。

今年 9 月，欧洲委员会公布了一项新立法提案，希望能在两年内统一智能手机、平板电脑等便携式电子设备的充电接口类型，USB-C 接口将成为欧盟境内电子设备的通用标准。10 月，苹果全球营销副总裁 Greg Joswiak 在采访中表示苹果将“不得不”在 iPhone 上使用 USB-C 接口。

似乎未来只要等老式的 Micro USB 慢慢退役，手机充电接口就能统一成 USB-C 了。而且 USB-C 也有视频传输能力，我们是否可以扔掉其他数据线，把数据线全都换成 USB-C 呢？

可能不太行，至少只有一根 USB-C 数据线应该是不行的。现阶段，当全部接口都统一成 USB-C 后，我们或许会面临一个意想不到的问题 ——USB 接口的标准实在是太乱了！

通用接口

在 USB 接口刚诞生时，没人会把它和“混乱”联系在一起。这种名为通用串行总线（Universal Serial Bus）的接口天生就是为了统一出现的。在 USB 出现之前，鼠标键盘、打印机、摄像头等一系列电脑外设在连接电脑时用的接口标准各不相同，人们需要一个统一的接口改变这“群魔乱舞”的窘境。

1995 年，IBM、英特尔、微软等七家企业为了简化个人电脑连接外设的流程，共同设立 USB 标准，并建立了 USB 开发者论坛（USB Implementers Forum，USB-IF）。这种接口可以传输信号，也能传输电力。起初的 USB 1.0 标准中，USB 接口只有两种形态，连接电脑的 Type-A 和连接电脑外设的 Type-B。那时的 USB 标准还不够完善，未能在市场上大力推广。直到 1998 年 USB 1.1 标准面世，USB 标准才逐渐推广开来。

2000 年 4 月，USB 2.0 标准出炉了。这个标准不仅将 USB 的数据传输速度从原先的 12 Mbps 提升到 480 Mbps，还推出了 Mini-USB 接口，减小 USB 接口的尺寸，以供便携设备使用。2007 年，他们又推出了更小的 Micro-USB 接口，厚度仅有 1.8 毫米，以响应电子设备越来越轻薄，越来越便携的趋势。

到 2008 年，全球已经有了 60 亿个 USB 接口。除了显示器需要的数据带宽太大外，USB 似乎能连接一切电脑外设。在这 8 年间，个人电脑也飞速发展，USB 接口 480 Mbps 的速率逐渐力不从心。于是，USB 3.0 标准出现了，它在 USB 接口内部添加了几根额外的针脚传输数据，从而将 USB 的接口速率提升到了 5 Gbps。标准还把接口中的塑料片颜色从原来的白色调整成蓝色（色号为潘通 300C），以和原来的 USB 2.0 标准做区分。

USB 3.0 标准新添加的针脚在接口中的位置比较靠后，如果在插入 USB 接口时速度较慢，就有可能导致新添加的针脚接触不良，系统只能识别到原先 USB 2.0 的针脚 —— 所以 USB 3.0 在插入速度较慢时，其实就是 USB 2.0。

至于 Micro-USB 接口，它本身已经很小了，3.0 标准只能将整个接口横向拉长，在旁边的接口中添加额外的针脚。所以老款手机上的 Micro-USB 接口其实都是 USB 2.0。

到现在为止，一切似乎都还很正常，USB 接口很好得完成了它的使命 —— 直到 2013 年的 USB 3.1 标准。

混乱的标准

2013 年，USB 3.1 标准出炉，将 USB 最高的速率提升到了 10 Gbps。标准将最高规格的 USB 标准改名称为 USB 3.1 Gen 2，将原有的 USB 3.0 接口名改为 USB 3.1 Gen 1。USB 3.1 Gen 2 接口中的塑料片从蓝色换成了淡蓝色，以做区分。不管是命名还是作为区分的颜色标识，USB-IF 似乎就没打算让消费者分清楚这两个标准。

2014 年，USB-C 接口标准问世。USB-C 不再区分接口的正反面，并且体积也足够小，可以在便携设备上使用，这也是当前智能手机上最常见的接口。不过 USB-C 只是一个物理接口，不同 USB-C 接口上使用的 USB 标准并不固定，这也给更后来“同一接口，不同功能”的乱象埋下了伏笔。

2017 年，USB 接口标准升级到了 USB 3.2，最新版的 USB 接口可以以 20 Gbps 的速率传输数据 —— 这本是一件好事，但 USB 3.2 中的命名标准实在令人瞠目结舌：

将 USB 3.1 Gen 1（也就是 USB 3.0）改名为 USB 3.2 Gen 1，最大速率 5 Gbps；

将 USB 3.1 Gen 2 改名为 USB 3.2 Gen 2，最大速率 10 Gbps，同时添加了 USB-C 对该模式的支持；

新添加的传输模式名为 USB 3.2 Gen 2×2，最大速率 20 Gbps，该模式只支持 USB-C，不支持传统的 USB Type-A 接口。

这还没完，或许是制定 USB 标准的这帮工程师觉得大部分人理解不了 USB 已经惊为天人的命名标准，他们还给 USB 不同的传输模式加上了更加“通俗”的名字：

USB 1.0（1.5 Mbps）名为 Low Speed；

USB 1.0（12 Mbps）名为 Full Speed；

USB 2.0（480 Mbps）名为 High Speed；

USB 3.2 Gen 1（5 Gbps，曾用名 USB 3.1 Gen 1，曾曾用名 USB 3.0）名为 SuperSpeed；

USB 3.2 Gen 2（10 Gbps，曾用名 USB 3.1 Gen 2）名为 SuperSpeed+；

USB 3.2 Gen 2×2（20 Gbps）名同为 SuperSpeed+。

这都啥玩意儿啊！

虽然 USB 接口的名字十分混乱，但它的接口速率在这几年间却实打实的提升了。USB-IF 便有了让 USB 传输视频信号的打算，他们打算把 DisplayPort 接口（DP 接口）整合到 USB-C 里。让 USB 数据线真正实现一根线传输所有信号。

但 USB-C 只是一种物理接口，上面运行的到底是什么信号传输协议可不一定。除了最初加入的 DP 外，USB-C 还能以 MHL，雷雳（Thunderbolt，又译成雷电，本身也可传输 DP 信号），HDMI 和 VirtualLink 模式传输信号。更要命的是，每种协议能在 USB-C 上传输的都有好几种版本，每种版本都有或多或少的区别：

DP 有 DP 1.2、DP 1.4 和 DP 2.0（现在 DP 2.0 已更名为 DP 2.1）；

MHL 有 MHL 1.0、MHL 2.0、MHL 3.0 和 superMHL 1.0；

雷雳有雷雳 3 和雷雳 4（数据带宽为 40 Gbps）；

HDMI 则只有 HDMI 1.4b（HDMI 接口本身也十分混乱，想要讲清楚的话，可能需要再写一篇文章了）；

VirtualLink 也只有 VirtualLink 1.0。

而且，USB-C 线缆并不一定支持所有这些协议，电脑外设支持的标准也不一样。

2019 年 9 月 3 日，USB-IF 组织公布了 USB4 标准。USB4 接口基于雷雳协议开发，数据带宽 40 Gbps，只能使用 USB-C 接口。但是 USB 2.0 和 USB 3.2 的命名并没有更改，USB 的混乱在这时达到了顶峰。这种混乱的接口命名标准，别说爱好者了，就连英特尔内部的专家也记不住它的名字。

迟来的化简

今年 10 月 18 日，USB-IF 公布了 USB4 2.0 版本，可以让 USB 接口以 80 Gbps 的带宽传输数据。USB-IF 这次似乎发现他们对 USB 接口的命名存在一些“小小的”问题，终于简化了 USB 的命名方式。

新的 USB 接口只有 USB-C 一种物理接口，并且以线缆传输带宽命名：

USB 3.2 Gen 1 更名为 USB 5Gbps，带宽 5 Gbps；

USB 3.2 Gen 2 更名为 USB 10Gbps，带宽 10 Gbps；

USB 3.2 Gen 2×2 更名为 USB 20Gbps，带宽 20 Gbps；

原先的 USB4 则更名为 USB 40Gbps，带宽 40 Gbps；

新推出的标准名为 USB 80Gbps，带宽 80 Gbps。

至于之前的 USB 2.0 和 USB 1.0，USB-IF 则认为这两个接口年代太久远，其命名不适宜再做修改。除了数据带宽，USB 接口还必须明确标注自身能传输的功率 —— 并且只有 60W 和 240W 两个档位。

USB 的命名终于不再令人疑惑了。那是不是我现在只要拿上一根 USB 240W / 80Gbps 的线，就能一线走天下了？

很遗憾，不能。因为除了 USB-IF 公布的标准 USB-C 接口规范外，一些厂商会在私下修改 USB-C 接口。比如一些手机厂商会为了增加手机充电功率，更改 USB-C 接口内部引脚的定义，在使用通用 USB 接口充电时，这些手机可能就会失去快充功能。

而且，高功率、高传输速率的 USB 线缆还有一个问题：贵。当线缆传输信号带宽上升时，对线缆的制造要求就会提高，USB 40Gbps 线缆的价格已经算不上便宜，一根 1 米多的数据线仅成本就能达到几百元。就更不要说还没有上市的 USB 80Gbps 了。而且这些高规格线缆又粗又硬，便携性也很差。

USB 统一所有接口，这是一个美好的愿景，但它也带来了一个前所未有的问题 —— 相同接口，功能不同。随手拿出一根 USB-C 数据线，它上面运行的协议可能是 2 年前才推出的雷雳 4，也可能是 20 多年前的 USB 2.0（或者说 High Speed）。不同的 USB-C 线缆内部结构可能都是不同的，但是它们的外观却几乎没有区别。

所以，就算我们把所有电脑外设接口的形状都统一成 USB-C，电脑接口的巴别塔或许也不能真正建立起来。

但至少比接口物理形状不统一根本连不起来要强不少。

参考链接：

• https://www.usb.org/pressroom/usb-press-releases

• https://en.wikipedia.org/wiki/USB

• https://arstechnica.com/gadgets/2022/10/all-displayport-2-0-products-are-now-displayport-2-1-vesa-says/

• https://www.macrumors.com/2022/10/25/greg-joswiak-usb-c-iphone/

• https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NDkzNjIwMg==&mid=2651726152&idx=1&sn=28a4eeba21f9dff66b3d5e3c2c2a3b42&chksm=8bbd8cadbcca05bbe2c8ba2040c4f08b0ccbb34490831614a66fb356c0359735bc5ce99a6912&token=1433179235&lang=zh_CN#rd

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本文来自微信公众号：环球科学 （ID：huanqiukexue） 撰文：王昱，审校：栗子

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