藏在Type-C 后面的种种陷阱

2017-07-27 08:03:01 459点赞 911收藏 269评论

2014年USB Implementers Forum公布USB Type-C设计方案时,万众欢呼。USB-C有更快的传输速度,仅凭一根线一个充电头就能给所有电子设备供电,将最终取代现在所有的接口。


藏在Type-C 后面的种种陷阱

(图片来源: cypress.com

我还是太年轻太幼稚,真到手里拿着多款电子产品才发现,Type-C带来的不是方便,而是头疼和麻烦。如果说USB-C的未来一片光明,那么现在却是黎明前最黑暗最混乱的时刻。

本文数一数Type C 接口背后藏有哪些陷阱。

1接口形态

Type-C规定了接口的几何形状,是接口形态标准,不是接口协议规范。

有Type-C,当然就有Type-A和Type-B。Type-A一般连接在主机端,Type-B则是连着外设。这两个接口都有标准、Mini、Micro三个变种。

藏在Type-C 后面的种种陷阱

(图片来源:Laptopmag.com)

其中标准的USB-A口和MicroUSB-B口(见图中红框)最为人们熟悉。

除了可以正反拔插外,USB-C使用寿命更长,可经得起10,000次拔插,而USB-A只有1,500次。

Type-C和USB 3.1标准几乎同时推出,消费者很容易误以为最新的接口会配上最新的协议。而真相是,Type-C接口对应的标准全凭厂商的良心,可以是Thunderbolt 3,也可以是USB 3.1,3.0,2.0。

2 落伍的标准

事实上,目前许多电子产品仍采用老旧的USB 2.0标准。

大众消费市场上第一款带Type-C的电子产品是诺基亚的N1平板,它用的就是USB 2.0。据我不完全的统计,目前国产手机里,除了两年前的联想Zuk Z1,其他统统都是USB 2.0。早年网上有文章说,手机上USB 3.0会产生信号干扰。然而现在国外品牌的旗舰机上使用的都是USB 3.0,S8,U11,XZP,Pixel,Lumia950/XL。开售最早的都快有两年了,没听说哪家有信号干扰问题。如此看来,真正的原因还是成本。也正因此,很多国产手机附赠的Type-C线只支持USB2.0。

藏在Type-C 后面的种种陷阱

(标准的Type-C有24根针脚。图片来源:extremetech.com藏在Type-C 后面的种种陷阱

如果只需要支持USB2.0协议,留下图中红框圈出的8根就行了。商家偷工减料导致连接线的不兼容。

3 名称混淆

USB IF在2000年推出USB 2.0标准,2008年推出USB 3.0。USB 2.0的插口有4根针脚,3.0在舌头上多加了5根。

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(图片来源:pcstats.com)

排线隐藏在接口内部不方便查看,为了用户易于区分,USB 3.0的Type-A接口染成蓝色。这是一个很体贴的做法。

然而到了3.1,USB IF没有延续这种人性化的做法,却反其道而为之。USB 3.1标准在2013年推出,现有Gen 1和Gen 2两代。敲黑板提醒

USB 3.1 Gen 1就是USB 3.0

USB 3.1 Gen 1就是USB 3.0

USB 3.1 Gen 1就是USB 3.0

重要的事情讲三遍。USB 3.1 Gen 2才是真正的升级换代。大家注意啦,对那些把产品笼统地标记USB 3.1的商家,一定要提高警惕,问清楚到底是Gen 1还是Gen 2。官方埋雷才是最致命的。

4 雪上加霜

Thunderbolt 3是英特尔开发出来的技术。早年英特尔和苹果联手,一个负责技术,一个负责推广。大概是那时果粉不给力,前两代Thunderbolt影响很小。到了第三代,英特尔决定把端口和Type-C合并,在接口上画一个闪电标志来和普通USB-C口做区分。见下方的官方示意图。

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在英特尔的力推下,2016年年初涌现出大批采用Thunderbolt 3的笔记本与二合一产品。

Thunderbolt 3是目前最牛逼的接口协议,没有之一。它有高达40 Gbps的带宽,是USB 3.1 Gen 2的四倍。它能外接两个4K 60Hz的显示器,或一个5 K显示器。它支持更多的协议,USB 3.1只是它的子集。更快的速度,更多的协议,更高的功率,一切看上去很美好不是?可是这里英特尔又挖了两个坑。

Thunderbolt 3带宽高达40Gbits/s,这是因为每个接口连着4根PCIE。然而英特尔又做了一个控制芯片,允许一个接口只连2根PCIE,相应的带宽也只有20Gbps。关键是商标外观上不做区分,也标着Thunderbolt 3,坑了一批用户。具体哪些产品是4根PCIE,哪些是2根,可到这个网站查找。列表中2x4就表示有两个连着4根PCIE的雷电口,其余以此类推。

Thunderbolt 3宣称是USB 3.1标准的超集。的确它在很多指标上都甩了USB 3.1几条街,唯独一个例外。Thunderbolt 3只支持DisplayPort 1.2,而USB 3.1却更高,支持DisplayPort 1.3。

5 山头林立

手机快充标准山头林立,阻挠USB PD成为标准。

USB IF给出的统一充电标准叫USB PD(Power Delivery 电力输送)。以前USB充电和传数据无法同时进行,现在可以了。以前USB供电是单向的,只能从主机到外设,现在变成双向的。USB PD 2.0标准支持多种电力传输模式,最大功率达100W(20V 5A)。

藏在Type-C 后面的种种陷阱 (From cnet.com

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(图片来源:FSP Technology产品宣传)

在未来,你只要一根线、一个充电器就能给手机、平板、笔记本、甚至电动车充电。然而,阻止美好事情发生的是各大手机厂商。现在手机快充各家有各家的标准,高通联发科华为OV。手机商抱紧自家的快充不放,指望多收点授权费。没有苹果的命,却有一身的苹果病。

充电标准的碎片化是最致命的。数据传输不统一到算了,最差也就传输速度慢些。但电力输送的不统一,很可能导致机器损坏甚至酿成事故。

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USB PD规定,在充电器给设备供电前,它们之间必须进行交流。设备得告诉充电器自己支持哪些充电协议,充电器需要告诉设备自己能提供哪些充电模式。行话管这个过程叫“握手协议”。Type-C里的CC接脚是负责交流,VBUS则负责输送电压,两者紧挨着。怕就怕遇到个二百五,该握手时,他递上根高压线。

好消息,在谷歌的推动下,高通在QC4里加入了对USB PD的支持。努比亚Z17是目前唯一一款用QC4的手机。

藏在Type-C 后面的种种陷阱

(图片来源:高通官方宣传材料)

6 总结和建议

现有大量电子产品使用Type-C接口,但采用的协议呈碎片化。几乎所有的国产手机是USB 2.0;国际大厂的旗舰手机和小部分笔记本(Chromebook Pixel,小米,华为)上采用USB 3.0/ 3.1 Gen 1;而这两年各大老牌OEM推出的笔记本与二合一产品上则采用USB 3.1 Gen 2加Thunderbolt 3。

国产手机配的充电器和数据线很少支持USB PD。如果你正在使用国产手机,那记得在充电器和充电线上做好标记,专款专用。为防万一,不要拿这些数据线给笔记本等大设备充电。

6.1 充电器

笔记本也好,手机也好,以Type-C为充电口是大势所趋。如果你经常带笔记本出差,会发现自己需要两个充电器,一个支持USB PD标准给笔记本充电,一个支持快充给手机用。那有没有一个能支持多种协议的充电器呢?市面上此类产品凤毛麟角。找来找去,只有小米这个支持QC、USB PD协议的充电器可以考虑,其他两个是连谷歌都搜不到的杂牌货。

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有两点需要注意:一,你的手机需要使用高通QC技术。其他快充标准不支持。二,充电器最大功率为45W。虽然广告里写着能给MacBook Pro充电,可苹果原装的是61W。我估计小米这个只能关机充电,而不是边用边冲。

6.2 数据线

普通的USB-C线能承受的最大电流为3安培;而更大的充电功率,需要购买能承载5安培的专用USB-C线。这点在购买时请注意。

若非你有特殊需要,USB 2.0的数据线不建议购买。怎样区分呢?USB 2.0速率叫High Speed,带宽为480 Mbits/s;USB 3.0/ 3.1 Gen 1叫Super Speed,带宽为5 Gbits/s;USB 3.1 Gen 2叫Super Speed +,10 Gbits/s。如果广告上写有“High Speed”,“480Mbps”,或只要一分钟就能传1G文件,凡有这样的描述,那都是USB 2.0。

注意,这些480Mbps等等都是最大带宽,真正的数据传输速度还要换算。USB 2.0采用8bits/10bits编码,因此先要乘以0.8,再考虑到计算机里显示的都是MB,所以还要再除以8。这样USB 2.0理论上传输速度极限是48MB/s。同理,USB 3.0/3.1 Gen 1的极限速度是640MB/s。USB 3.1 Gen 2采用了128b/132b的编码,极限速度为1250MB/s。

Thunderbolt 3 数据线分被动式/Passive(不需额外的芯片)和主动式/Active(接头内有附加的芯片)两种:被动式线,如果长度不超过0.5米,数据传输能达到40Gbps;而长度在0.5~2米之间的,只有20Gbps的速率。主动式只要长度在2米之内,就能保持40Gbps的最高速率,但缺点是,主动式的数据线不一定能兼容USB 3.1标准。

Type-C比前代结构上更复杂,需要更严谨的电气设计,更可靠的材料,一根质量合格的数据线成本摆在那里,价格肯定不低。线材市场鱼龙混杂,美国亚马逊之前就爆出某款USB-C线因设计缺陷导致用户设备被电流击穿报废。所以选购AmazonBasics 、belkin等知名品牌是保险的做法,国内品牌至少选绿联。别因小失大,为节省区区几十块钱,把几千块的设备毁了。

如果你在美亚购物很方便,这个网站汇集了各种Type-C线材、转接头,很有参考值。

6.3 转接器

转接器这玩意儿目前就果粉最有需求,建议去相关论坛寻找。

Thunderbolt 3的转接器,如果你没有刚需的话,建议等明年再买。英特尔把Thunderbolt 3的主控集成到了第八代Core i芯片中,并计划在2018年取消Thunderbolt芯片的授权费。到时候,相关产品肯定会更多,价格会更实惠。

还有一个问题,笔记本外接显卡到底值不值得买?我只想说一句,内置显卡常用的PCIE 3 x16是128 Gbit/s,是Thunderbolt 3带宽的3.2倍.。广告里讲的“完美支持”,其实是“勉强能用”的意思。

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  • 你觉得混乱、多坑的那些缺点,偏偏就是Type-C设计时候的真正目的和优点:只要是看起来一样的数据线和接口,只要插上就能用。想要发挥出更好的效果,只要再稍微注意下搭配即可。
    Type-C是目前最有希望实现接口大一统的。它的类型、定义纷繁复杂恰恰说明了它的灵活性大。

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    灵活性对厂商是好事,可用户呢?

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    你说反了吧。。

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  • 1.typec及其上搭载的任何协议,成功握手之前都是5v,你用任何合格的充电器或者线,插上基本只有速度问题,很少会有兼容性问题(除非是雷电3线,但那个也是向下兼容的),更是根本不会有安全问题;2. dp1.3根本就是个纸面标准,amd和nv都是直接从1.2跳到1.4,更何况雷电3事实兼容dp1.3,lg还出过对应的5k显示器;3. 被动雷电3线材不能超过半米已经是老黄历了;4. 雷电3上的pcie协议只有32而非你说的40gbps,但事实上根本没有那么大影响,expgdc只有8gpbs还不是一样用;5.实测45w小米冲rmbp毫无问题,无非是慢和满载掉电而已,可是持续满载的机会毕竟不多。事实上typec作为未来“大一统”接口的有力竞争者,设计之初的目的之一就是不用准备那么多各种接口的线,拿一根过来都一样用的。这个问题,可以说在所有按规范设计的设备都基本很好的实现了。 [doge]

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    关于5,我的确犯了个错,具体解释在94楼。
    “被动雷电3线材不能超过半米已经是老黄历了”,能给个出处吗?我是听一个国外的工程师朋友说的,这个长度是铜芯的物理性质到了极限。

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    我最近也找遍了!美亚有个直邮的,Kanex Thunderbolt 3看介绍的特点是被动雷电3,超过2m,但是我了解的也是不能超过半米,正纠结要不要入!

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  • 简洁版送给各位看不懂的大神:type C插头只规定了外形是那个样子的,却没有规定里面的接口协议!于是各种奸商用USB2.0或者USB3.0协议的接口,良心厂家用USB3.1的,几乎没有thunderbolt3的。因为协议混乱,请不要乱用别人的,最好只用手机厂家出场配送的充电器和type C插头,否则很容易烧掉。一定要买,国外推荐了几家,国内推荐了绿联。

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    你太牛了!可要是我也这么写...

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    别说精华了,估计原创都不给你通过审核……

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  • 实在看不懂也不用想了,充电头上小米,线材上绿联,不要贪便宜,稳得很。
    这篇文章是写给进阶用户的。 [赞]

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    推荐小米那个电源适配器也是无奈,市面上缺乏同类产品。我觉得小米这个要是功率能到60W就好了。
    线材其实我想推荐的是美亚上表明USB Certified,但那个价格...我估计写出来要被白菜党们骂死。只好退而求其次,绿联好歹是专门做线材的,估计质量上不会出什么大篓子,品牌溢价又低于贝尔金等。

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  • 手机配USB2.0的线也是有道理的,他的好处是同样的线径,可以把更多的铜线材质留给Vbus和GND,也就是充电线路的阻抗更小(D+D-反正无所谓)。我测量过micro-B和Type-C线的阻抗,Micro-B的线大于300毫欧的比比皆是,TYpe-C的基本都小于200,部分小于100

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    你说的很有道理。但是从消费者角度,这个设计就是坑。普通人能分别出不同的接口就不错了,各种Type-C线材上又没有区分标识。未来Type-C口越来越多,造成的混乱。

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  • 传输协议那段基本都是常识,而后面的部分都是主观臆测……小米45w的pd充电器给mbp充电只能关机充?根本没有这回事,只是速度慢一点罢了。pd电源不能给普通手机充电?当然可以,虽然不支持手机的快充会慢一些,但不会有安全问题。显卡用pcie3.0x16和pcie3.0x4会有多大差距?讲真的,没有实测的话还是不要信口开河比较好。

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    “小米45w的pd充电器给mbp充电只能关机充”。这个我得道歉,原稿中这段大致写的是:小米电源适配器宣称能给MacBook Pro充电,1小时58分充满。我推断是关机充的。在修改检查中发现,小米宣传里写的是MacBook,不是MacBook Pro,所以改写了下。我记得写的大致是:苹果原装充电器是61W,小米这个只有45W,MBP边用边可能不行,会掉电,甚至可能cpu限频。
    为什么会变成现在这样,第一个是我马虎,没有多审一遍。第二个是张大妈家的文本编辑器每次在我写得爽的时候自动保存,加上我当时使用的是预览版的Edge动不动就假死,可能手忙脚乱之下造成现在这样。
    “pd电源不能给普通手机充电”,我没有这么说啊。我说的是PD和手机快充标准不兼容。不过你说的“pd电源不能给普通手机充电?当然可以,虽然不支持手机的快充会慢一些,但不会有安全问题。”倒让我想起一个例子,Surface Pro 4的充电器上有一个USB口,为了方便用户给手机充电。网上有不少人提到他们的手机无法充电,但是换一个便宜的USB线就行。我估计是因为充电协议冲突。
    最后“显卡用pcie3.0x16和pcie3.0x4会有多大差距”,同款显卡的话,好用和勉强能用的区别。

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    你还真的是胡说八道张口就来,自己去看下gtx1080在各个通道下的性能差异吧。
    ***

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  • 不同厂家快充接口定义不同,数据线相互不兼容,这个完全是厂家为了保护自身利益的商业行为啊!这个锅不该由Type-C来背。
    想想要是Type-C没出现,手机厂商要做自家的低压快充,还不是要魔改Micro-B吗?结果还不都一样!

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  • 老板要买苹果垃圾桶,我就在苹果官网上下单一个垃圾桶,两个4k显示器。结果收到了发现显示器只有usb-c口,垃圾桶只有hdmi和Thunderbolt,打电话问客服妹子说可以买Thunderbolt3转2的转接头,和Thunderbolt2线连上,俩头俩线又花了1300。
    接上依然不亮,再问客服时候才告诉我,4k显示器接不了垃圾桶,如果买5k的那款转接后可以当4k用,虽然已经过了退货期还是给我退了。还特别恳求不要投诉她,会扣钱的 [生气]

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    原来……坑爹~

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  • 该主题文章作者某些言辞行为错误猥琐/

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  • 看了评论我才舒服了,文章几乎快看不下去了

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  • 一看你这就是查了点资料,没怎么用过,就自以为很懂了,呵呵。1.typec及其上搭载的任何协议,成功握手之前都是5v,你用任何合格的充电器或者线,插上基本只有速度问题,很少会有兼容性问题(除非是雷电3线,但那个也是向下兼容的),更是根本不会有安全问题;2. dp1.3根本就是个纸面标准,amd和nv都是直接从1.2跳到1.4,更何况雷电3事实兼容dp1.3,lg还出过对应的5k显示器;3. 被动雷电3线材不能超过半米已经是老黄历了;4. 雷电3上的pcie协议只有32而非你说的40gbps,但事实上根本没有那么大影响,expgdc只有8gpbs还不是一样用。事实上typec作为未来“大一统”接口的有力竞争者,设计之初的目的之一就是不用准备那么多各种接口的线,拿一根过来都一样用的。这个问题,可以说在所有按规范设计的设备都基本很好的实现了。

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    就是,真不知道是怎么审的稿啊,这么一知半解的稿子也能发?别的国产手机不知道,本人用的魅族pro6s妥妥的3.0啊

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    信号干扰是有的,就看厂商愿不愿意多花点钱去解决。
    “不然你以为为什么s5都上了usb3.0, s6却退到了2.0 ”
    那为什么S8又上USB3.1了呢?为什么谷歌在Nexus5X、6P用USB2.0,Pixel上USB3.1呢?Lumia950开售一年半,我没听说过有信号问题。

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  • 问题来了,到底买那家的type-c数据线呢???

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  • 我就想买几根type-c的线给新买的荣耀9在家里和车上充电用,看完懵逼了,求个爽快点的买哪种 [大哭] [大哭] [大哭]

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  • 。怕就怕遇到个二百五,该握手时,他递上根高压线。 哈哈哈哈哈

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  • 臆测太多!没有证据支持还往下推理,真当自己柯南了?

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  • 我比专家还要专业系列 [吐舌]

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  • 智商鉴定帖,不信看那些开喷的 看不懂又想说点啥强行装* 那只能喷一下。。。

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  • 乐视 是不是要倒闭了。

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    3年lepar告诉你,不会,不会,不会,电视这块不会,手机难说了。。。

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  • 你觉得混乱、多坑的那些缺点,偏偏就是Type-C设计时候的真正目的和优点:只要是看起来一样的数据线和接口,只要插上就能用。想要发挥出更好的效果,只要再稍微注意下搭配即可。 Type-C是目前最有希望实现接口大一统的。它的类型、定义纷繁复杂恰恰说明了它的灵活性大。

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  • 查的資料很多,就是羅列了出來,而已。

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