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USB-C和Thunderbolt 3连接线,接口如何区分

2021-05-10

计算行业的风潮,USB Type-C 将会是下一代主流的接口。不过,在过去两年时间里,关于 USB-C、Thunderbolt 3、USB 3.1 以及任何基于 USB-C 转换器或连接线的功能,至今仍然存在十分混乱的情况,而且在苹果生态中亦是如此。那么,USB-C 接口的产品如何区分或选择呢?今天就来简单说说。


苹果首次引入 USB-C 接口是在旗下首款 12 英寸的 MacBook 笔记本电脑上。当这款产品发布时,机身一侧仅采用了唯一一个双面可用的 USB Type-C 接口设计,此举引发了业界的震惊,主要惊讶于苹果又一次如此大胆的动作。


按照苹果官方的说法,MacBook 的 USB-C 接口充当电源、USB 数据传输、Display Port、HDMI 和 VGA 等功能。不过,这个集多种不同端口功能于一身的接口,本质上是一个 USB 接口,除了可以充电,其快速数据传输的速度并不快,最高可达 5Gb/s。其实这个速度标准,之前 USB 协会称为 USB 3.0,后面才改成“ USB 3.1 Gen 1”,所以苹果官方的技术规格中提到的“USB 3.1 第一代(Gen 1)”接口。


说到这里,可能有些人感到混乱了,究竟 Thunderbolt 3 和纯 USB 对于苹果用户来说意味着什么呢?在此之前需要强调的是,USB Type-C 只是一种接口标准,设计上相比之前的 USB 接口更薄、可正反插、可扩展性更强。我们只要知道说术语上的叫法就是 USB Type-C 接口即可,并不代表任何速度或功能,它只是一个接口。


当 Thunderbolt 3 与 USB-C 接口整合之后,最高可达 40Gb/s 的数据传输速率。而如果整合的是 USB 3.1 接口,数据传输速度要么是 5Gb/s,要么是 10Gb/s。不管怎样,这些速度都是通过相同的物理 USB-C 接口传输。


说实话,上述定义很多机友都很清楚,唯一比较复杂容易让人搞混的是,一些 Thunderbolt 3 连接线可以作为 USB 3.1 Type-C 连接线使用,但不是所有的线缆都可以。而 USB 3.1 Type-C 连接线,却永远无法当做 Thunderbolt 3 连接线使用,就算大家都是相同的 USB-C 接口也不行。同时,并不是所有的 USB Type-C 线缆都能胜任规范中的最高 100W 传输功率,无论是 Thunderbolt 3 还是 USB 3.1 Type-C 都不一定能够达到。


至少我们知道,为 15 英寸 MacBook Pro 提供 USB-C 连接线插入合适充电适配器时,额定功率可以达到 87W,并且可以适用于为 MacBook 和 13 英寸的 MacBook Pro 进行充电,因为这些设备充电时,无论是连接线还是适配器都都最会提供最低额定的充电功率。例如说,在使用 87W 的充电器和 60W 额定功率的适配器和连接线时,最高只会提供 60W 的功率。


不过对于这些线缆的速度,大家就不必纠结了,可能一些机友已经很清楚,苹果提供的 USB-C 连接线只能达到 USB 2.0 的传输速度,而达不到 Thunderbolt 3 的规范。其实这并不是苹果有意为之,因为网上销售的大多数高功率的 USB-C 连接线也只支持到 USB 2.0 的速度而已。 说到这里,至今这些 USB-C 连接线是什么规范依然让人头痛,两者之间的区别或兼容关系让人难懂。


有不少测试显示,当接入扩展坞、eGPU 外部显卡或其他 Thunderbolt 3 外设时,有些可以达到 100W 的功率,但有些则达不到。问题是,这些连接线本身都没有清楚地标明规规范。如果自己有功率测试仪器这类检测设备,还能自己自己利用颜色标签之类的东西来标注加以区分,但不可否认的是,很多 Thunderbolt 3 连接线都没有达到标准规范。


需要注意的是,当前 Thunderbolt 3 设备根本无法通过 USB 3.1 Type-C 线缆连接使用,尽管接口可以插上,但协议不同不起作用,可能只能提供电力而已。当然了,对于比较新的外设这点可能会发生改变,因为规范稍作了调整,并且控制器更新了,未来 Thunderbolt 3 外设或许能够通过 USB 3.2 Type-C 线来连接,但因为协议不同,速度肯定比原生 Thunderbolt 3 连接线慢很多。


目前大多数 Thunderbolt 3 外设或配件都标配连接线,不过长度一般都在 50cm 以内,对于某些用户来说可能无法满足,毕竟长度非常短,很多人需求长线缆,可一旦线变得更长,又无法保证在特定情况下能够满足完整的规范需求。 


怎么说呢,过去扩展坞、底座或其他外设所配备的通常都是被动无源连接线,Thunderbolt 3 产品同样如此,一是省成本,二是无源线缆简单实用。相反,很多长度超过 50cm 的 Thunderbolt 3 线缆在连接设备时可能出现传输速度较慢的情况,这将导致在有高带宽需求的情况下出现问题,例如外接 LG 5K  Ultrafine 显示器或多接口底座时,造成带宽明显不足。


另外,短的 Thunderbolt 3 连接线,也就是外设配备的那根被动无源连接线,基本上是完全兼容 USB 3.1 Type-C 外设的,但正如前述,其长度对于某些用户而言不是非常方便。


超过 50cm 的 Thunderbolt 3 线缆,基本是有源的主动式的解决方案。一般无源被动式的长达 2 米左右的 Thunderbolt 3 连接线,最大传输速度只能达到 20Gb/s,而对于主有源的主动式 Thunderbolt 3 线缆,其传输速度一般可以达到完整规范,也就是最高 40Gb/s。不过,主动式 Thunderbolt 3 连接线一般不兼容 USB 3.1 Type-C。


在购买 Thunderbolt 3 连接线时,单单查看最高连接速度是不够的,因为找到 40Gbps 这个数字并不难,但在很多长线的介绍里,并不会告诉你这条 Thunderbolt 3 连接线是被动式的还是主动式的。而且,即使你买的连接线到手了,也不能随意乱丢、乱插,首先要做的还是贴上标签或做标记,否则你自己有时也会忘记某条线缆的规范。 


对于外置储存,其实很多玩 NAS 的机友应该知道,即便是自己的小型 RAID 阵列,对数据传输速度的要求也没有那么高,毕竟最高 1Gbps 的千兆局域网也都满足了。所以,选择被动式的 Thunderbolt 3 长连接线完全没有问题,尽管最高才 20Gbps 的速度,运行也十分良好了。


同时,这根被动式 20Gbps 的 Thunderbolt 3 长线也适用于其他使用 USB 3.1 Type-C 接口移动硬盘、光驱和打印机等外置配件。不过,如果你使用的是 SSD 固态硬盘来组 RAID,或者是需要连接基于 NVMe 协议的外置储存,或者是 eGPU 外接显卡,就需要购买 40Gbps 的短线或主动式长线了。


如果你平时使用的只是 USB 3.1 Type-C 标准的外设,那么可选择性就很多了,不需要购入费用昂贵的 Thunderbolt 3 连接线。例如说,你可以为 15 英寸的 MacBook Pro 准备一根 USB-C 3.1 Gen 2 的线缆即可,已经可以满足供电和大部分的外设连接需求,因为这种线基本额定功率可以达到 100W,同时速度可以达到 10Gbps,而且还可以很长。


最后要说的是,现阶段很多高速 Thunderbolt 3 长线不仅价格昂贵,而且大多缺乏对 USB-C 3.1 的兼容。而一般无源被动式的 Thunderbolt 3 线缆,短线一般都能保持最佳性能,并且几乎能与 USB-C 3.1 兼容。总之,一旦手头上 USB-C 接口的连接线多了,记得做个标记,默默等待一条 USB-C 线走天下的时间到来。


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