現(xiàn)如今，應(yīng)該沒有人會(huì)不知道USB的作用吧！手機(jī)、平板、耳機(jī)、智能手表…這些智能設(shè)備的充電、數(shù)據(jù)傳輸都靠USB接口來完成，很難想象如果沒有USB，這個(gè)世界還會(huì)不會(huì)這樣便捷？

“科技改變生活”這句話向來都不是隨便說說的。經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，過去的有些技術(shù)已經(jīng)悄無聲息得融入到我們?nèi)粘Ｉ钪?，從某種意義上來說，越是被人們認(rèn)為是理所應(yīng)當(dāng)?shù)拇嬖冢绞钦f明了那些技術(shù)對(duì)人們生活的重要性。

USB就是一個(gè)很好的例子。然而，就是這樣一個(gè)現(xiàn)在看起來并不起眼的技術(shù)，也是經(jīng)過了二十多年的更迭，才變得如此普遍。

數(shù)據(jù)傳輸“公交車”

從功能上說，USB確實(shí)是和“公交車”一樣的存在。USB 開發(fā)團(tuán)隊(duì)之一的Bala Cadambi此前在提到USB名稱來源時(shí)表示，當(dāng)時(shí)開發(fā)團(tuán)隊(duì)希望尋找與用戶可能相關(guān)，并且還能用來描述技術(shù)的東西來命名。

發(fā)明這項(xiàng)技術(shù)的人叫Ajay Bhatt，1990年時(shí)，他進(jìn)入Intel，擔(dān)任晶片架構(gòu)相關(guān)職務(wù)。因?yàn)轵?qū)動(dòng)程式和硬體的局限性，當(dāng)時(shí)的電腦外接設(shè)備沒辦法同時(shí)工作，Ajay就提出了「通用序列匯流排」(Universal Serial Bus)這一概念。

「通用序列匯流排」就是USB。Ajay認(rèn)為可以用單獨(dú)一種規(guī)格的接口，完全替代串口和并口。Intel認(rèn)為他的想法很不錯(cuò)，所以大力支持。1995年時(shí)，USB 1.0 RRC標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布，除了Intel，IBM、 Microsoft等7個(gè)科技界巨擘一起加入倡導(dǎo)，他們還一起創(chuàng)辦了非營利組織 USB-IF（開發(fā)者論壇）。

雖然Ajay是USB的創(chuàng)造者，蘋果卻是第一家真正推出兼容USB技術(shù)產(chǎn)品的廠商。1993年時(shí)，蘋果發(fā)布了iMac G3，很快Microsoft也讓W(xué)indows支援USB技術(shù)。從那之后，很多電腦廠商在自家產(chǎn)品上采用這項(xiàng)設(shè)計(jì)，USB也成為了我們熟知的東西。

Ajay表示，他沒想過用USB技術(shù)賺錢，能夠改變世界，他就很開心了。當(dāng)時(shí)Ajay還想過「正反插」的問題，但各大廠商對(duì)於USB這項(xiàng)新技術(shù)抱有懷疑，如果繼續(xù)研發(fā)「正反插」，需要用到更多的線路和電路零件，這會(huì)增加成本，也會(huì)降低廠商的信心，所以最后還是不了了之。Ajay認(rèn)為若一項(xiàng)未經(jīng)檢驗(yàn)的新東西、新技術(shù)需要花費(fèi)高昂的成本，那它可能就很難撬動(dòng)市場(chǎng)接納，那這東西再好再便利，你永遠(yuǎn)都無法讓人們?nèi)ハ硎艿健?/span>

USB的發(fā)展進(jìn)程

作為一種新興接口，USB在誕生之初并沒有我們想象中那么受人歡迎，一方面是因?yàn)橹С諹SB接口的設(shè)備較少，另一方面是由于延時(shí)和供電問題，使得USB 1.0接口不支持使用延長(zhǎng)線，因此與傳統(tǒng)的傳輸接口對(duì)比，USB并沒有體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。

直到1998年，USB 1.1規(guī)范的發(fā)布，改進(jìn)了此前USB HUB方面的問題，最多能支持127個(gè)外部設(shè)備，同時(shí)市面上也出現(xiàn)了抗干擾能力比較強(qiáng)的磁環(huán)線，USB的長(zhǎng)線使用變得可行。當(dāng)然，更重要的還是來自Win98、蘋果iMac G3、以及英特爾主板芯片組等設(shè)備、硬件方面不斷加強(qiáng)的支持，USB迎來了發(fā)展的春天。

來自終端的支持是推動(dòng)USB發(fā)展的強(qiáng)大引擎，尤其是iMac的普及加快了USB進(jìn)入市場(chǎng)的步伐，再加上USB-IF組織的大力宣傳，越來越多的設(shè)備開始搭載USB接口。進(jìn)入21世紀(jì)后，USB規(guī)范進(jìn)行了多次修訂，命名也進(jìn)行了多次修改，雖然一度令人摸不著頭腦，但不得不承認(rèn)，正是在這個(gè)野蠻發(fā)展階段，搭載USB接口的設(shè)備逐漸呈現(xiàn)出井噴之勢(shì)。

USB 2.0規(guī)范是于2000年4月發(fā)布，當(dāng)時(shí)隨著外置大容量存儲(chǔ)設(shè)備及數(shù)碼相機(jī)等多媒體設(shè)備的日益普及，對(duì)接口的傳輸速度要求越來越高，USB 1.1 12Mbps的帶寬已不能滿足應(yīng)用的需求，在這種背景下，USB 2.0應(yīng)運(yùn)而生。相較于1.1版本，USB 2.0最大的特點(diǎn)就是傳輸速度跨越至480 Mbps，并且向下兼容低速1.5 Mbps和全速12 Mbps。此外，USB 2.0還陸續(xù)增加了ECN、OTG等功能，細(xì)分了接口類型，并統(tǒng)一了充電標(biāo)準(zhǔn)。

USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，意味著USB技術(shù)開始真正成熟起來，支持的設(shè)備越來越多，直至2012年，也就是USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)推出的12年后，憑借使用方便、穩(wěn)定性高與價(jià)格合理等特性，USB 2.0市場(chǎng)占比依舊超90%。

如果說，在USB 2.0時(shí)代，USB還有火線標(biāo)準(zhǔn)這一勁敵的話，那么等到2008年USB 3.0發(fā)布后，USB便開始完全獨(dú)占市場(chǎng)。2008年初，USB-IF發(fā)布了USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)，最大亮點(diǎn)就是，高達(dá)5.0 Gbps的超高速傳輸速度，這也成為了壓倒火線的最后一根稻草，蘋果領(lǐng)軍人物賈伯斯對(duì)此表示，算了不打了，火線標(biāo)準(zhǔn)就此壽終正寢。

除了超高速傳輸速度，USB 3.0還具備很多優(yōu)勢(shì)，比如：對(duì)外提供供電電壓仍然為5V，但最大電流達(dá)到了900mA；并且增加了新的電源管理功能，支持待機(jī)、睡眠以及暫定模式，更加省電；引入了全雙工通訊。

在USB 3.0推出后，2009年技嘉、華碩等主板廠商接連推出USB3.0接口的主板，全力上市推行。此外，金士頓、西部數(shù)據(jù)、力杰等PC外設(shè)廠商也紛紛推出了采用USB3.0接口的移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品。到了2016年8月，USB-IF組織認(rèn)證通過了近120種符合USB 3.0規(guī)格的產(chǎn)品，涵蓋了主機(jī)板、筆記型計(jì)算機(jī)、外接式儲(chǔ)存裝置、儲(chǔ)存控制器、硬盤機(jī)、PCI Express與ExpressCard擴(kuò)充卡，以及單獨(dú)的芯片等多種產(chǎn)品類型。

相關(guān)設(shè)備的涌現(xiàn)加速了USB 3.0產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，相應(yīng)的價(jià)格也開始落入主流范圍，此后USB 3.0便完全融入到了我們的生活中。

在獨(dú)占市場(chǎng)之后，USB-IF組織并沒有停下研發(fā)的腳步，卻同時(shí)也開啟了“作妖之路”。2013年，USB 3.1發(fā)布，理論速度可以達(dá)到10Gbps，但在發(fā)布后2年，也就是2015年，USB-IF組織便發(fā)布公告稱，將USB 3.0改名為USB 3.1 Gen1，USB 3.1改名為USB 3.1 Gen2，這次改名給消費(fèi)者帶來了很多麻煩，消費(fèi)者常常因?yàn)橐粫r(shí)疏忽而落入奸商的陷阱。

2017年，USB-IF宣布基于USB 3.1改良，推出最新版本規(guī)范USB 3.2，將傳輸速度從10Gbps倍增至20Gbps，由于Type-C接口正反面都能嵌入針腳，所以可以讓傳輸速度攀升2倍。然而，過了2年，2019年USB-IF再次宣布改名，將 USB 3.0、USB 3.1 Gen2的版本命名都統(tǒng)一劃入U(xiǎn)SB 3.2的行列，三者分別叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2×2，用戶們又開始了新一輪的記憶之路…

不過，USB傳輸標(biāo)準(zhǔn)與USB接口之間并沒有絕對(duì)的關(guān)聯(lián)，決定USB最大傳輸速度的不是USB接口的形態(tài)，而是接口支持的USB傳輸標(biāo)準(zhǔn)，即便是使用近幾年出現(xiàn)的新型USB接口Type-C的設(shè)備，也可能只支持使用較慢的USB 2.0傳輸標(biāo)準(zhǔn)。

USB 4.0時(shí)代

2022年9月1日，USB宣傳組織預(yù)告了全新的USB 4.0 Version 2.0（USB 4.0第二版）規(guī)范，新版的USB 4.0將使得USB Type-C線和連接器速率提升至80Gbps。具體的規(guī)范信息還要等到今年11月西雅圖和首爾的USB開發(fā)者大會(huì)結(jié)束后才會(huì)公布，不過這份公告中已經(jīng)透露出了不少令人期待的情報(bào)。

USB 4.0第二版將成為目前市面上最快的接口標(biāo)準(zhǔn)之一，甚至超越雷電4和USB 4.0最大40Gbps的速度，達(dá)到可怕的80Gbps。在協(xié)議隧道的支持上，USB-IF表示新版的USB 4.0將支持更高性能的USB 3.2以及新版的DisplayPort和PCIe。第一版中USB 4.0已經(jīng)支持到20Gbps（可選速率）的USB 3.2，看來這一版規(guī)范將讓USB 3.2的速度再創(chuàng)新高。

USB 4.0第二版與此前推出的所有USB標(biāo)準(zhǔn)一樣，在向后兼容性上做到了一如既往的優(yōu)秀，USB 4.0第二版將兼容現(xiàn)有的USB 4.0第一版，以及之前的USB 3.2和USB 2.0。至于對(duì)雷電的兼容性，USB 4.0第二版并沒有引入對(duì)雷電4的兼容，而是仍然像第一版一樣，僅僅兼容雷電3?？紤]到USB 4.0第一版的規(guī)范中，對(duì)雷電3的兼容也只是主機(jī)和外設(shè)的可選項(xiàng)，只有集線器必須兼容，USB 4.0第二版可能也會(huì)沿用這一設(shè)計(jì)。

這樣的向后兼容在預(yù)期之中，但USB 4.0第二版似乎還留了個(gè)驚喜，那就是現(xiàn)有的USB 4.0 40Gbps線在未來可以升級(jí)到80Gbps的速度，這一點(diǎn)也被USB-IF的發(fā)言人Joe Balich證實(shí)。USB-IF并沒有解釋如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的技術(shù)原理，不過很明顯線材不是限制因素，最大的升級(jí)還是在USB 4.0控制器的協(xié)議上。


未來也有可能被替代

USB 在計(jì)算機(jī)和其他小工具中得到廣泛采用已經(jīng)超過 25 年了，雖然最新版本與原始設(shè)計(jì)幾乎沒有相似之處，但其基本前提仍然適用：插入它，設(shè)備就會(huì)正常工作。

每一次規(guī)范修訂都提供了更高的性能（USB4 2.0 比 1.1 快了近 7,000 倍）并且能夠?yàn)樵O(shè)備提供更多的電力（目前高達(dá) 100 瓦，在供電模式下使用時(shí)）。

USB4 2.0 比 USB 1.1 快近 7,000 倍。

但是 USB 為何或如何持續(xù)了這么久？有沒有更好的可以提供更多帶寬或功率的東西？簡(jiǎn)單的答案不是，或者至少不再是。

十二年前，英特爾發(fā)布了Thunderbolt。當(dāng)時(shí)它似乎比 USB 3.0 更具吸引力，具有更大的帶寬和更大的靈活性。如前所述，稱為 Thunderbolt 3 的最新版本現(xiàn)在作為 USB-C 的超集，放棄了其原始連接器 (Mini DisplayPort)，并具有與 USB4 相同的最大帶寬。它提供了更多功能，例如能夠?yàn)檫\(yùn)行設(shè)備提供更多電力，但它并沒有取代 USB，而是本質(zhì)上被集成到 USB4 中。

還有FireWire，它在某些時(shí)候提供了比 USB 2.0 更好的性能并支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸，但是當(dāng) USB 3.0 到來并在包括性能在內(nèi)的許多方面得到改進(jìn)后，F(xiàn)ireWire 不再提供任何明顯的優(yōu)勢(shì)，也沒有被廣泛采用。

USB 對(duì)系統(tǒng)供應(yīng)商和制造商的部分吸引力在于其相對(duì)開放的規(guī)范。與 Thunderbolt 或 FireWire 不同，可以制作“USB 3.2”電纜并按原樣出售，但不完全符合規(guī)格中的所有細(xì)節(jié)。例如，它可能不支持全帶寬或提供最大可用功率。

雖然這使得此類產(chǎn)品的制造和購買成本低廉，但這確實(shí)意味著在獲得您實(shí)際需要的電纜時(shí)它是一個(gè)潛在的雷區(qū)。USB 提供多種傳輸速度和電源模式這一事實(shí)使問題進(jìn)一步復(fù)雜化——盡管徽標(biāo)和認(rèn)證有了很大改進(jìn)，但在可預(yù)見的未來仍將如此。

但是，盡管存在松散標(biāo)準(zhǔn)、混亂的命名方案和多種插座類型等缺陷，USB 仍然一如既往地普遍存在。幾乎每臺(tái)計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備都使用它來連接主機(jī)——即使它是無線的，它幾乎肯定會(huì)使用 USB 加密狗。

總有一天，USB 最終可能會(huì)重蹈其前輩的覆轍，但就目前而言，其簡(jiǎn)單的吸引力和持續(xù)的發(fā)展將使它繼續(xù)前進(jìn)。