電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）

USB歷經(jīng)了24年的發(fā)展，USB-IF也在去年3月公布了新一代的規(guī)范更新，USB4。這一規(guī)范的正式版本也于今年公布，參與初版規(guī)范制定的公司僅有蘋果、惠普、英特爾、微軟、瑞薩、意法半導(dǎo)體和德州儀器，如今已有50家以上公司參與該規(guī)范的制定。

USB-IF預(yù)計(jì)第一批USB4設(shè)備與線纜將于2020年年末出貨，但這一預(yù)期很可能會(huì)延后至2021年，且不說(shuō)USB4的制造成本高于前幾代USB，全球制造業(yè)也暫時(shí)處于停工和遲緩的泥潭，對(duì)USB4的加速推行毫無(wú)幫助。

大部分人可能會(huì)存在困惑，為何新規(guī)范命名中的USB與4之間沒(méi)有空格？USB行業(yè)技術(shù)聯(lián)盟CEO Brad Saunders解釋道，這是為了消除規(guī)范迭代對(duì)消費(fèi)者造成的困惑，不再用版本名來(lái)作為產(chǎn)品的區(qū)分要素。

將于今年下半年推出的英特爾Tiger Lake系列芯片和AMD Zen3系列芯片都會(huì)提供USB4的支持。USB作為全球普及率最高的接口之一，這下一代的接口標(biāo)準(zhǔn)究竟有哪些獨(dú)到之處，與Thunderbolt 4相比又有何異同呢？

USB4

USB 3.1和USB 3.2都是為了提升帶寬而推出的，USB4的設(shè)計(jì)目標(biāo)仍然保持不變。不過(guò)這一規(guī)范的發(fā)布同樣是為了整合USB Type-C生態(tài)以及減少終端用戶的困惑。

新的USB4標(biāo)準(zhǔn)雖然推出了新的底層協(xié)議，但仍可以與現(xiàn)有的USB3.2、USB2.0以及Thunderbolt 3兼容。USB4將采用雙路雙單工的架構(gòu)，加倍了Type-C的傳輸帶寬，傳輸速率至少要達(dá)到20Gbps，可選40Gbps，最大傳輸速率是上一代USB 3.2的兩倍，對(duì)認(rèn)證的接口和線纜也將提供兩種不同的Logo。對(duì)于40Gbps的USB4，其編碼方式依然是USB 3.2所用的128b/132b，而20Gbps將采用64b/66b。一個(gè)USB4源每個(gè)端口至少提供7.5W的功率（5V，1.5A）。
除此之外，USB4為支持PCie和DisplayPort1.4a加入了隧道支持，從而在單一物理接口上實(shí)現(xiàn)多協(xié)議兼容。Brad Saunders指出，絕大多數(shù)配有USB4的電腦都將兼容Thunderbolt 3，但對(duì)于手機(jī)廠商來(lái)說(shuō)，應(yīng)該不會(huì)加入這一支持。至于軟件支持，目前已知Linux 5.6系統(tǒng)已經(jīng)支持USB4，微軟Windows的USB4驅(qū)動(dòng)據(jù)稱仍在開(kāi)發(fā)當(dāng)中。

賽普拉斯于今年三月公布了用于下一代桌面與移動(dòng)電腦的Type-C控制器，EZ-PD CCG6DF和EZ-PD CCG6SF。這兩款控制器都是單芯片的解決方案，且兼容USB 3.2/4。
CCG6DF/ CCG6SF支持雙角色端口（DRP），并將完全支持PD3.0規(guī)范。該方案包含64KB的flash存儲(chǔ)和96KB的ROM儲(chǔ)存，同時(shí)支持故障防護(hù)的啟動(dòng)和固件升級(jí)。

Thunderbolt 4
Thunderbolt接口自2011年正式公布以來(lái)，其傳輸速率已經(jīng)從初代的10Gb/s提升至3代/4代的40Gb/s，Thunderbolt 3協(xié)議規(guī)范也成了USB4規(guī)范的基礎(chǔ)。Thunderbolt 4于今年CES上公布，并在本月發(fā)布了最終版本的規(guī)范。Thunderbolt 4完全符合USB4規(guī)范，雖然數(shù)據(jù)傳輸速率與上一代相同，但對(duì)PCIe鏈路的最小帶寬要求從16Gb/s提升至32Gb/s，同時(shí)支持雙路4K顯示或單路8K顯示，并加以英特爾VT-d的DMA保護(hù)，避免物理DMA攻擊。

英特爾還對(duì)具備Thunderbolt 4技術(shù)的PC做出了一些硬性要求，比如至少具備一個(gè)Thunderbolt 4接口，以及可以用該接口為計(jì)算機(jī)充電等。與計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)或鍵盤存在交互時(shí)，Thunderbolt 4擴(kuò)展塢也要支持設(shè)備的睡眠喚醒。據(jù)英特爾給出的數(shù)據(jù)，目前支持Thunderbolt 4的線纜最長(zhǎng)可至2m，未來(lái)將會(huì)推出5到50m的主動(dòng)式線纜。相關(guān)配件所需的接口功率依然維持在15W。作為Thunderbolt的設(shè)計(jì)者之一，英特爾全新的移動(dòng)處理器系列Tiger Lake也將率先支持Thunderbolt 4。
英特爾于本月公布了支持Thunderbolt 4的8000系列控制器，包括為電腦制造商準(zhǔn)備的JHL8540 和JHL8340 主機(jī)控制器，以及為配件制造商準(zhǔn)備的JHL8440設(shè)備控制器。Thunderbolt的另一設(shè)計(jì)者蘋果已經(jīng)在準(zhǔn)備在Mac上棄用Intel的芯片，轉(zhuǎn)向ARM平臺(tái)，但蘋果聲稱出于該接口的速度與靈活性，未來(lái)Mac電腦將繼續(xù)支持Thunderbolt接口。英特爾為了提高Thunderbolt的市占率，也在2018年免除了OEM和芯片廠商在這一標(biāo)準(zhǔn)上的專利費(fèi)，今年推出的華擎X570也成了首款通過(guò)Thunderbolt 3認(rèn)證的AMD主板。

DisplayPort Alt Mode 2.0

對(duì)于許多追求輕薄的筆記本來(lái)說(shuō)，HDMI和DisplayPort接口往往是限制厚度的因素，也因此衍生了Type-C、Thunderbolt、Mini DP等一系列接口。2014年，首款針對(duì)USB-C的DisplayPort Alt Mode推出，通過(guò)USB-C的高速引腳將USB數(shù)據(jù)重新映射至DisplayPort數(shù)據(jù)，因而將USB-C作為DisplayPort的視頻輸出接口。 隨著USB4的臨近，VESA也推出了DisplayPort Alt Mode 2.0，該模式不僅支持與USB的無(wú)縫互用，同時(shí)支持DisplayPort 2.0標(biāo)準(zhǔn)中的所有功能特性。在DisplayPort Alt Mode 2.0的幫助下，USB-C接口可以提供80Gbps的DisplayPort視頻傳輸速率。
該模式不僅支持8K以上的分辨率，還支持更高的刷新率及HDR顯示，可極大增加AR/VR產(chǎn)品的顯示體驗(yàn)。VESA預(yù)計(jì)首批采用DisplayPort Alt Mode 2.0的產(chǎn)品將于2021年進(jìn)入市場(chǎng)。

USB4與Thunderbolt 4兩大接口技術(shù)的推出為終端數(shù)據(jù)傳輸開(kāi)辟了一片新天地，但高傳輸性能也為設(shè)備成本、線材制造、認(rèn)證帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。相較之下，USB4的認(rèn)證與制造成本依然低于Thunderbolt 4，Thunderbolt 4接口與線纜在英特爾芯片的筆記本電腦以及NUC迷你機(jī)中會(huì)更為常見(jiàn)。USB-C自2014年面世以來(lái)，在六年時(shí)間里就經(jīng)歷了多次USB規(guī)范的更新，雖然普及率已經(jīng)大幅提升，但市場(chǎng)內(nèi)仍存在著比較大的版本差異。USB4此次也有20Gbps和40Gbps的版本，如果沒(méi)有Thunderbolt般的強(qiáng)制認(rèn)證和Logo規(guī)范，也許會(huì)再現(xiàn)同樣混亂的版本分布。

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