USB3.1上演“极速风暴”

并非都能正反插

苹果Lightning接口最让人羡慕的特性就是“反正都能插”，而传说中同样具备该特性的USB3.1自然就备受期待了。可惜，支持“反正都能插”的USB3.1接口仅限“USB3.1 Type-C”这一种标准（图1），而USB3.1旗下还包含“Type-A”（标准USB）、“Type-B”（方形USB）（图2）以及“Micro-A/B”等（图3）。

实际上这也很好理解，“Type-C”标准是为手机和平板电脑这种小尺寸设备量身定制的，其大小与MicroUSB2.0相似，最大特点是可以像Lightning一样不分正反随意插。如果你对这一标准感兴趣，不妨关注一下诺基亚N1，它是第一款采用Type-C接口（但速度为USB2.0）且实现量产的数码产品（图4）。当然，“Type-C”也并非与台式机主板等大型设备“绝缘”，只是目前一款主板最多也就只能配备一个“Type-C”标准接口用于提高档次（图5），与动辄4个～6个标准的USB接口相比，“Type-C”在未来的很长一个时期都会属于“稀缺资源”。

有了哪些技术提升

USB无疑是PC设备上最经久不衰的接口之一，每一次版本的革新都带来了更高速的传输速率。从USB1.0/USB1.1的初试啼声（1.5Mbps/12Mbps），到USB2.0的一统江湖（480Mbps），再到褒贬参半的USB3.0（5Gbps，之所以说USB3.0褒贬参半，是因为它在工作时会影响无线信号，手机端容易丢失网络信号，而PC端则容易出现断网现象），让我们等待数据拷贝的时间大幅缩短。

最新的USB3.1在传输速率上较USB3.0再度翻番，高达10Gbps的速度已经和Thunderbolt 1.0接口持平。除了速度更快外，USB3.1的编码率也有了明显的提升。以USB3.0为例，它采用了8b10b编码方式，每传输10bit数据时只有8bit为真实数据，余下的2bit则是检查码，这就导致数据传输过程中有20%的带宽都被浪费了。而USB3.1则改用了128b/132b编码，在传输132bit的数据时，检查码仅占用4bit的内容，从而使传输损耗率大幅下降到了3%！

除了速度上的改进外，USB3.1还进一步增强了供电能力。很多用户发现将手机插在PC的USB3.0接口时，充电速度会大幅领先于插在USB2.0时的状态。原因就是USB3.0将供电参数从2.0时代的5V/0.5A提高到了5V/0.9A，已经接近很多智能手机专用的电源适配器标准了（5V/1A）。

而USB3.1的供电能力，则已经达到了20V/5A标准，可以提供100W输出的“恐怖”实力！简单来说，USB3.1可以提供5个档次的供电标准，分别为5V/2A（10W）、5V/2A或12V/1.5A（18W）、5V/2A或12V/3A（36W）、20V/3A（60W）和20V/5A（100W）。但是，其中60W标准仅限Micro-A/B型USB接口，而100W则仅支持Type-A/B接口。换句话说，支持正反都能插的Type-C接口可能最高只能支持到36W供电。

不要小看USB3.1提高供电标准的意义。最令笔记本用户头痛的就是各大品牌笔记本的充电器接口标准不统一，而USB3.1接口的出现将有机会成为笔记本的“充电接口”，今后不必考虑充电头的形状，买条通用的USB3.1线即可（图6）。

速度到底有多快

由于目前USB3.1尚无芯片组原生支持，所以在现有设备上想体验USB3.1的高速，暂时只能通过第三方的主控芯片帮忙了。国外AnandTech已经对USB3.1设备进行了测试，我们不妨参考一下相关的测试成绩（见表）。

从测试成绩可见，在USB3.1接口的帮助下，SSD硬盘足以获得超越SATA3.0标准的传输效能。如果换成上代的USB3.0接口，同样的SSD就只能享用SATA2.0标准的速度了。一个小小的USB接口就能提供硬盘专用SATA3.0接口的读写速度（图7），这足够USB3.1骄傲的资本了。

能否取代ThunderBolt

为了弥补笔记本游戏性能不足的缺陷，包括华硕、Alienware在内的很多厂商都推出了外置显卡。此外，在淘宝上我们也可以轻松买到实惠的外置显卡模块。可惜，上述外置显卡都遭遇了无法逃避的尴尬：没有合适的高速接口连接。比如，淘宝上的外置显卡需要笔记本配备ExpressCard插槽或使用笔记本内部的Mini-PCI插槽;Alienware的外置显卡则仅支持Alienware 13等配备专用接口的指定产品;而更多的外置显卡，则必须要求笔记本配备ThunderBolt接口。

既然USB3.1的速度足以匹敌ThunderBolt，那如果未来用USB3.1作为外置显卡的专用接口，不就可以最大限度提升兼容性并避免带宽上的损失了吗？

很遗憾，至少就笔者来看USB3.1是不会取代ThunderBolt的，哪怕未来有一天ThunderBolt真的消失了，那也不会是USB的功劳。原因很简单，ThunderBolt实际上就相当于外置的PCIE，也就是ExpressCard的升级版，属于高速总线，用于连接高性能存储设备、声卡、显卡、运算加速卡等等。而讨论USB3.1取代ThunderBolt，无疑就是在讨论USB3.1会取代PCI-Express一样。在未来的很长一个时期里，USB3.1依旧是主打存储设备的读取、鼠标键盘和外设的连接，最多加上转接RJ45或A/V影音传输。

小结

我们应该理性地看待USB3.1的出现。就传输速度而言，它的表现要比USB3.0更出色，可以充分发挥以SSD作为移动硬盘的传输效能。但是，如果你手头还是以普通的机械硬盘或闪存盘为主，没有拿SSD作为移动硬盘的需求，那USB3.1的高速就没有太多意义了。

对普通用户而言，USB3.1更现实的意义是提供了更高的供电标准，以及包括正反插和传输视频信号的可能性。今后，无论是手机、平板还是笔记本，用USB接口即可充电，无疑是一种更为环保的体现。此外，如果Type-C型接口和USB A/V功能可以普及，那就意味着未来的移动设备可以做得更轻薄，因为USB接口迷你了，还可以替代HDMI接口。总之，距离USB3.1全面普及可能还需要1年左右的时间，在此之前，USB3.1还只是辅助高端产品宣传的噱头，不太值得普通用户为之买单。