相机玩家应该知道的USB接口知识

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本文来自微信公众号：相机笔记

开始落笔时：ET 认为一个真正的相机玩家不仅要懂相机，还要对电脑、存储、网络有所了解。正式写完之后：ET 希望大家能对电脑、存储、网络有一些了解 —— 呃……ET 真的很想把文章写得再短一点、再简明一些。但这块知识它真的就有那么复杂。为了便于理解，下面的内容已经在范围和严谨性上作出一些妥协了。

特别感谢 @肥威 老师对本文的资料补充和订正。

这里先插入一段背景：聊这个话题是因为群友询问小米正在众筹的 1TB 高速移动硬盘是否值得买，以及他正在用的苹果笔记本电脑是否支持这块硬盘的 2000MB/s传输速度。结论是小米这款移动固态硬盘在同样具备 1TB 容量和 2000MB/s传输速度的产品里 * 确实是比较便宜的、很有价格竞争力的；但绝大多数电脑都不能实现 2000MB/s传输速度，并且苹果笔记本上的情况可能还要更糟一些。

* 作为参考：金士顿 XS2000 售价约 829 元、闪迪 E81 售价约 1099 元、雷克沙 SL660 售价约 1299 元。

拉回来继续说 USB 和雷电接口。我们现在主要使用的 USB 接口有 3 种：

USB Type A 或简称USB-A：电脑上最常见的 USB 接口，最大支持 10Gbps 传输速度；

USB Type C 或简称USB-C：使用范围越来越广的 USB 接口，支持正反双面拔插，最大支持 40Gbps 传输速度；

USB micro-B 或简称micro USB：早期安卓手机、智能设备、低功率充电设备接口，最大支持 480Mbps 传输速度（即 USB 2.0）。

需要说明的是，micro USB 还有一个支持 USB 3.0 的版本，称作 USB 3.0 Micro-B 或者 Micro-B SuperSpeed，主要用于移动硬盘和一些中高端数码单反（例如佳能 5D4、尼康 D850 等）。设备插槽由两部分触点组成，只插普通 micro USB 数据线时也能传输，但速度只有 USB 2.0 水平。

这里也列出几种接口的最高带宽和实际传输速度。到了 40Gbps 这里，由于带宽划分和主控芯片的关系，实际传输速度并不能达到 2GB / s 翻倍。而要突破这个速度瓶颈，只能期待下新的接口技术标准和主控芯片了。

针对“为什么写这篇文章”中的问题：小米移动固态硬盘的 2000MB/s传输速度基于 USB 3.2 Gen 2x2 接口。目前，只有少数高端整机和电脑主板配备此接口。好消息是台式电脑如有额外 PCIe 插槽，则可花不到 200 元购买扩展卡获得此接口。坏消息是笔记本电脑用户、苹果电脑用户完全没办法获得此接口（至少 ET 还没看到提供 USB 3.2 Gen 2x2 接口的扩展坞或转换器）。

把 USB 3.2 Gen 2x2 接口的移动固态硬盘接在速度较低的 USB 接口上。能用，但速度快不起来。（同理还有一些高端 CFe B 型读卡器）

可能会有朋友问了，USB4 接口不是已经提速到 40Gbps 了么，那我在 USB4 接口上使用 20Gbps 的 USB 3.2 Gen 2x2 设备会怎么样？恩，USB 接口确实向下兼容，但 USB4 向下兼容的是 USB 10Gbps，特就是把 USB 3.2 Gen 2x2 给跳过去了 —— 你在 USB 4 设备上用 USB 3.2 Gen 2x2 设备，最高速度还是只有 10Gbps。

USB 速度从最初的 1.0、1.1、2.0 到之后的 3.0、3.1、3.2，走的是一条技术升级路线。到了 10Gbps 之后出现了分支：一边是自成体系的 USB 3.2 Gen 2x2，另一边则是借鉴自雷电 3 的 USB4 接口。从结果上来看 USB 3.2 Gen 2x2 的成本并不高，但这么多年来支持的主机和设备都不多；而 USB4 接口则因为搭上了雷电 3 的快车，还没有雷电设备的强制认证成本，看起来更有发展前景（至少 AMD 投入了不少资源）。

这里就要说到雷电 3、雷电 4 和 USB4 的关系了：

雷电 3 是 Intel 和苹果在 2016 年发布的技术标准。它使用 USB-C 物理接口和另一套传输协议，最高提供 40Gbps 带宽，并且支持数据、充电、视频的一线传输。划重点：雷电 3 一定采用 USB-C 接口，但 USB-C 接口不都支持雷电技术。

在这之后的 USB 4.0（2019 年）和雷电 4（2020 年）其实都是基于雷电 3、兼容雷电 3 的。可以粗略理解为USB 4.0 是雷电 3 的一个大众化版本，取消了一些强制认证（从而降低成本）；而雷电 4 则是雷电 3 的一个完善版本，优化了带宽分配机制、提升了外设扩展能力，将一些特性从“支持，但非必须”变成“必须”提供。

我知道这很容易让人混乱，但我不得不在下面的表格中加入 USB3 / DP 这个选项（Intel 原版表格也是这样设计的），这代表了支持视频输出的 USB3 接口 —— 这在一些笔记本上称为数据 / 视频接口，或“全功能 USB-C”接口。它和 USB4、雷电 3、雷电 4 都采用 USB-C 接口，但最高传输速度和供电能力完全不用。

如果你只关注传输速度，那么雷电 3、USB4 和雷电 4 的理论带宽都是 40Gbps。雷电 3 因为数据带宽分配问题而存在一个传输速度限制（22Gbps 或 2.75GB / s），而 USB4 和雷电 4 因为主控芯片原因也没能将这个速度提升太多（大概约 3.1GB / s），总体上差别不大。而当雷电 3、USB4、雷电 4 遇到其他 USB 接口设备时（包括 USB 3.2 Gen 2x2），传输速度就只有最高 10Gbps 了。

最后补个刀：根据之前的一些测试，苹果 M1 系列芯片电脑的雷电接口对于 USB 10Gbps 的支持也不是很好，只有 Mac Studio 能够跑到 10Gbps 但和 Intel 机型仍然会有一些差距（毕竟 Intel 近年来是把雷电控制器集成在处理器里）。