Sammenligning af almindelige datakabelgrænseflader: USB 3 vs USB 4 vs Thunderbolt 3 vs Thunderbolt 4

Disse grænseflade- og porttyper varierer baseret på data, video, strøm, funktionalitet og support. Denne artikel vil udforske typer af datakabelgrænseflader. Tydeliggør forskellen mellem port, interface og protokol. Vi tilstræber at give tilstrækkelig information til at vælge den passende grænseflade til dataoverførsel.

Udvikling af datakabelgrænseflader

Datakommunikationsporte og grænsefladeteknologier har hurtigt ændret sig siden fremkomsten af ​​computere. Datakabelgrænsefladen startede fra serielle, PS/2- og parallelle porte til et avanceret Type-C-stik, der fungerer på tværs af alle enheder. Lad os udforske baggrunden for USB-grænseflader og lidt historie at forstå USB-kabel grænseflader.

USB-stiftende virksomhed

Intel introducerede den første USB (Universal Serial Bus) nogensinde i 1995. Senere arbejdede virksomheder, herunder Compaq, Digital Equipment Corporation, IBM, Intel, Microsoft, NEC og Nortel, sammen om at gøre USB tilgængelig for alle computere. Disse virksomheder var også de stiftende medlemmer af USB Implementers Forum (USB-IF).

USB-IF er en non-profit organisation, der specificerer og sikrer implementeringen af ​​transmissionsprocedurer for elektronisk udstyr verden over. Det primære formål er at standardisere USB-grænsefladen til en homogen designtilgang af computer- og elektronikenhedsproducenter. USB-IF håndterer også compliance-programmer og vedligeholdelsesstandarder.

Historien om USB-port, grænseflade og protokol

Siden det monodirektionelle USB-A-portdesign blev nogle interaktive portdesignændringer foretaget af USB-IF, indtil Type-C-porten ankom. Vi skal kende forskellen mellem port, interface og protokol for at forstå, hvad datakabel-interface betyder:

Hvad er en USB-port?

USB-porten er den fysiske form af det stik, der forbinder enheder. Der har været flere ændringer i den fysiske form siden USB-A. Lad os tage et kig på detaljerne:

• USB-A: USB-A er den første stikform nogensinde introduceret til USB-grænsefladen. Det er et ikke-reversibelt rektangulært stik, der findes i computere, bærbare computere, tv'er og anden elektronik. Det er den mest populære form for USB til dato.
• USB-C: Blandt alle USB-porte har Type-C-formen holdt over et årti, hovedsageligt på grund af dets minimalistiske design og omfattende muligheder. Vi kan se Type-C-porte i smartphones, tablets, bærbare computere, computere, IoT-enheder og hver enhed, der kræver en data- eller opladningsforbindelse. Det vigtigste højdepunkt er dens praktiske ovale konnektor med et vendbart design.
• Mikro-USB: Det er et bredt udbredt portstik på grund af dets ikke-reversible, men ikke-symmetriske design. Brugere kan nemt se den rigtige indføringsretning på grund af dens afrundede top og flade bund.
• USB-B: USB-B-porten ligner USB-A i forbindelse og egenskaber. Den eneste forskel er portens form. Det er en firkantet form med skrå øverste hjørner.De skrå kanter gør stikket ikke-vendbart.
• Mini-USB: Problemet med ikke-vendbare stik er, at det er svært for brugerne at finde den korrekte indføringsretning. Mini-USB har en trapezform.

Hvad er en USB-grænseflade?

En USB-port kan have en lignende form, men den kan variere i antallet af ben og kommunikationshastigheden. Som brugere er det vigtigt at forstå USB-grænseflader og deres differentierende faktorer, så der ikke er nogen flaskehals i kommunikationshastigheden mellem enheder.

I øjeblikket er der 10 USB-grænseflader, som input/output designere bruger. Producenter bruger dem i enheder baseret på krav. Nogle grænseflader giver højhastighedsforbindelse, men deres datakabler og porte har højere produktionsomkostninger. Enheder, der ikke kræver højhastighedsdataoverførsel til kraftoverførsel, kan bruge grænseflader med lavere dataoverførselshastigheder, men har lave produktionsomkostninger. Her er de 10 USB-grænseflader med deres egenskaber:

Interface	Udgivelsesdato	Maks. dataoverførselshastighed	Antal port-pinkoder	Funktioner
USB 1.0	maj 1996	12 Mbps	4	Første USB-specifikation understøtter både lavhastigheds- og fuldhastighedsenheder
USB 2.0	april 2000	480 Mbps	4	Øget dataoverførselshastighed, understøtter plug-and-play-enheder
USB 3.0	november 2008	5 Gbps	9	Ny SuperSpeed-tilstand med øget dataoverførselshastighed, nyt stikdesign
USB 3.1 Gen 1	juli 2013	5 Gbps	9	Også kendt som USB 3.0 SuperSpeed
USB 3.2 Gen 1	juli 2017	5 Gbps	9	Kombinerer USB 3.1 Gen 1 og USB 3.0 til en enkelt standard
USB 3.2 Gen 2	juli 2017	10 Gbps	9	Ny SuperSpeed+-tilstand med øget dataoverførselshastighed
USB 4	marts 2019	40 Gbps	24	Fordobler dataoverførselshastigheden for USB 3.2 Gen 2, understøtter Thunderbolt 3
Thunderbolt 2	februar 2011	20 Gbps	20	Øget dataoverførselshastighed, understøtter to 4K-skærme eller en enkelt 5K-skærm
Thunderbolt 3	juni 2015	40 Gbps	20	Fordobler dataoverførselshastigheden for Thunderbolt 2, understøtter to 4K-skærme ved 60 Hz eller en enkelt 5K-skærm ved 60 Hz
Thunderbolt 4	marts 2020	40 Gbps	20	Fordobler den mindste PCIe-båndbredde, understøtter Thunderbolt 3-docks og enheder

Hvad er en USB-protokol?

Controlleren aktiverer specifikke protokoller afhængigt af den enhedstype, der er tilsluttet USB-porten. Hver protokol kan have sine fordele og ulemper. Her er nogle af de mest populære protokoller, som USB'er bruger:

• Bulk, afbrydelse, kontrol og isokron overførsel: Bulkoverførsel aktiveres, når en USB-dataoverførselsenhed er tilsluttet. Den er ideel til masseoverførsel af data, men har en lav responstid. For tastaturer og mus giver interrupt transfer en hurtig responstid, men har lav dataoverførselskapacitet. Designere bruger kontrolprotokol til enhedsoptælling og -konfiguration. Isokron overførsel er den mest komplekse type USB-protokol, og den kan overføre realtidsdata såsom lyd og video.
• Skærmport: Det er en videotransmissionsprotokol, der kan overføre lyd. Det primære formål er at tilvejebringe en skærmforbindelse til visning, der understøtter høje opløsninger, opdateringshastigheder og farvedybder.
• HDMI: Det er en standardprotokol til tilslutning af forbrugerenheder såsom tv'er, spillekonsoller og Blu-ray-afspillere. Brugen af ​​lyd sammen med videotransmission er dens mest almindelige brug.
• MHL: Forkortelsen er Mobile High-Definition Link. Protokollen er tilgængelig i smartphones og tablets til lyd/video-output til skærme og tv. Det kræver dog et specielt kabel for kompatibilitet og drift.

Tabellen nedenfor opsummerer alle USB-typer, porte, grænseflader og protokoller.

USB-porttype	Portform	Tilgængelige grænseflader	Understøttede protokoller
USB-A og USB-B		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1, USB 3.2 Gen 2x2 (20 Gbps)	Bulkoverførsel, Afbrydelsesoverførsel, Kontroloverførsel, Isokron overførsel
Mini-USB		USB 1.0, USB 2.0	Ingen større ændring
Mikro-USB		USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0	Ingen større ændring
USB-C		USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.1 Gen 2, USB 3.2 Gen 1, USB 3.2 Gen 2, USB 4.0, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4	Tilføjet understøttelse af DisplayPort, MHL, HDMI (kun Thunderbolt 3 og Thunderbolt 4)

Vigtige hardwaregrænsefladefunktioner

Der er i øjeblikket 10 USB-grænseflader, og antallet er stigende. Hver grænseflade er bagudkompatibel, hvis datakablet kan tilsluttes USB-portdesignet. Brugere kan udnytte de maksimale data-, video-, strøm-, support- og andre grænsefladefunktioner, hvis de sikrer den korrekte port med et passende kabel. Her er en oversigt over de individuelle funktioner i USB:

1. Dataoverførselshastighed

Dataoverførselshastigheden afhænger af grænsefladen. Nogle USB-porte har begrænsede dataoverførselshastigheder sammenlignet med andre. Derfor finder du et USB-A-interface med en maksimal dataoverførselshastighed på 10Gbps. I modsætning hertil kan en Type-C-port med en Thunderbolt-grænseflade nå op til 40 Gbps dataoverførselshastigheder. Når du køber en elektronisk enhed og et datakabel, skal du altid sikre dig, at de har den korrekte grænseflade for at tillade de nødvendige overførselshastigheder.

Fra nu af er der optiske Thunderbolt-kabler, der understøtter højhastighedsdataoverførsel for sine brugere. Modstanden af ​​lederen inde i kablet begrænser et datakabel. Normalt har de tykke diametre og korte længder. Optiske thunderbolt-kabler er de bedste til at overføre data over en længere afstand. De kan levere data over en udvidet længde på 150".

2. Video transmission

Videooverførselskapacitet på USB-grænseflader gør det muligt for producenter af bærbare, tablets og smartphones at bruge det lille USB-C-portdesign sammenlignet med DisplayPort eller HDMI kabler der kræver et større stik.

3. Krafttransmission

Strømoverførselsevnen på USB gør det muligt for enheder at modtage strøm gennem et enkelt kabel og dataforbindelse. Forskellige kraftoverførselsevner afhænger af stiktypen og -evnen.Her er de to porte og deres kraftoverførselsevne:

• USB-A: Fire (4)-bens interfaces, USB 1.0 og USB 2.0, kan forsyne enheder med 5W strømoverførselskapacitet. Ni (9)-bens stik USB-A-grænseflader, nemlig USB 3.0, USB 3.1 Gen 1, USB 3.2 Gen 1 og USB 3.2 Gen 2, kan levere 4,5W strøm. I betragtning af moderne enhedsopladning og strømkrav er USB-A-portens transmissionsevne lav.
• Type-C: Porte med et Type-C-design kan have op til 24 ben i et enkelt stik. Det giver overlegen datatransmission og strømforsyningskapacitet. En enkelt Type-C USB-port kan levere op til 100W strøm. De fleste moderne smartphones, tablets, bærbare computere, IoT og andre enheder skifter mod Type-C-porte, der udnytter dens alsidighed.

4. Understøttelse af udstyr

USB-grænseflader og -porte er overalt, uanset om den elektriske barbermaskine, tandbørste eller mælkeskummaskine fra din morgenrutine eller din smartphone, bærbare computer, tablet eller computer til enhver del af dagen. Deres alsidighed og standardiserede design gør det muligt for elektronikproducenter at bruge dem i næsten enhver enhed.

Spillere, der bruger bærbare computere som deres spillestation, kan bruge Thunderbolt 4-interfacet med USB-C-interface til at tilslutte eksterne grafikkort og enheder, der kræver PCIe-forbindelse. Moderne computere deler PCIe-baner fra CPU'en eller bundkortet med porten for hurtige dataoverførselshastigheder. Brugere kan justere antallet af baner, porten bruger, gennem deres BIOS-indstillinger. USB-C-porten har åbnet nye horisonter for innovation fra designere og producenter.

5. Funktion skalerbarhed

USB-forbindelser har overgået alle andre kommunikationsmidler. TV'er, lydsystemer, lagerenheder, grafikkort, skærme, tastaturer, mus, webcams og andre enheder kan alle bruge USB til at overføre strøm, video, lyd eller data. Smartphones adopterer hurtigt USB-C-porten, og selv iPhonen skifter til USB-C-porten på grund af dens udbredte brug og standardiserede design, som reducerer spild.

Brugsscenarier

Genopladelig og drevet elektronik bruger nu USB-porte i deres design. Teknologien, der startede fra computere, er nu i plejeudstyr, husholdningsapparater, medicinsk udstyr, tv'er, højttalere og meget mere. Brugsmulighederne for en grænseflade, der understøtter strøm, video, lyd og datatransmission, er praktisk talt ubegrænsede.Her er nogle enheder, der bruger forskellige grænseflader til drift:

Brug af USB A

• Tastatur og mus
• Printer eller scannere
• Han til han USB Et kabel til ekstern harddisk
• USB-flashdrev
• Opladning af en smartphone ved hjælp af en USB-oplader
• Medicinsk udstyr

Brug af USB-C

• Laptop til en skærm
• Smartphone til et tv
• Ekstern harddisk til en computer
• Opladning af en bærbar computer ved hjælp af en USB-C oplader
• Brug af et eksternt grafikkort med en bærbar computer

Brug af USB 4

• Tilslutning af en bærbar computer til en højopløsningsskærm
• Tilslutning af en ekstern lagerenhed til en computer
• Brug af et eksternt grafikkort med en bærbar computer
• Docking af en bærbar computer til en skærm, et tastatur, en mus og andre enheder

Brug af Thunderbolt 3 eller 4

• Tilslutning af en bærbar computer til en højopløsningsskærm
• Tilslutning af en ekstern lagerenhed til en computer
• Brug af et eksternt grafikkort med en bærbar computer
• Docking af en bærbar computer til en skærm, et tastatur, en mus og andre enheder
• Tilslutning af flere enheder til en bærbar computer ved hjælp af en daisy chain

Oversigt

Hver USB-port, grænseflade og protokol har unikke og almindelige anvendelser. Som brugere skal vi være smarte, når vi køber en USB-baseret enhed eller datakabel. Enheden skal understøtte den nyeste teknologi og give en passende grænseflade/port for maksimal ydeevne. Efter at have gennemgået alle typerne, kan vi opsummere følgende porte og grænseflader:

• USB-C: Det er den længst holdbare portform til USB. Anvendelsen af ​​typen på grund af dens reversible design går ud over kun computere. IoT-enheder, tablets, smartphones og husholdningsapparater kan udnytte dets lille portdesign og 100W strømforsyningskapacitet. Muligheden for at understøtte Thunderbolt 4-grænsefladen gør det muligt at levere data ved 40 Gbps.
• USB-A: Det ældste og det første portdesign nogensinde var USB-A. På grund af dets enkle design er fremstillingsomkostningerne lave. Det er det mest budgetvenlige portdesign med dataoverførselsunderstøttelse op til 10 Gbps og 4,5 W strømforsyning.
• USB 4: Det er den nyeste grænseflade til USB-dataoverførsel. Ved at bruge 24-bens Type-C-stikket kan den levere 20 Gbps og 100 W strøm.
• Thunderbolt 3 og 4: Thunderbolt er alles favorit, primært på grund af dens evne til at overføre video, lyd, strøm og data. Den kan levere 100W strøm og understøtte de nyeste skærmprotokoller som HDMI, DisplayPort og MHL. Brugere kan booste en skærmopløsning på 4K @ 120 Hz, opsætning af to skærme med 4K @ 60 Hz eller en enkelt skærm 8K @ 60 Hz.

Så hvorfor vente? Tjek ud CABLETIME Intel-certificeret Thunderbolt 4-kabel USB C til USB C, der understøtter en 8K 60HZ-skærm.Kablet har bagudkompatibilitet og en dataoverførselshastighed på op til 40 Gbps. Begynd at oplade din enhed ved 100 W strøm ved hjælp af det avancerede datakabel.

Ofte stillede spørgsmål

1. Er USB C-grænsefladen reversibel?

Ja, USB-C- eller Type-C-porten er et reversibelt stik, der blev frigivet i 2014. Siden da har det været topprioritet for enhver elektronisk enhed. Der er mange interfaces til USB-C typerne. Det kan starte med at understøtte en dataoverførselshastighed på 20 Gbps på op til 40 Gbps ved hjælp af et 20 eller 24-bens stik. Den seneste USB-C-port Thunderbolt 4-protokol understøtter video, lyd, data og strømoverførsel. Den kan booste 100W strøm gennem sin port.

2. Når du bruger en USB C- eller Thunderbolt 3-forbindelse, er det så muligt at overføre data og oplade på samme tid?

Ja, begge disse forbindelser er USB PD (Power Delivery)-kompatible. De kan overføre data og samtidig oplade den enhed, den tilslutter. Du skal dog bruge et kompatibelt kabel med det korrekte antal tilslutningsben for at sikre tilslutning. Thunderbolt 3 USB-C-forbindelsen kan levere 100 W strøm og 40 Gbps dataoverførselshastighed.

3. Hvad er den maksimale overførselshastighed for USB 4?

USB4 er det seneste interface standardiseret af USB-IF. Det er en hurtig, pålidelig, alsidig forbindelsesgrænseflade med en maksimal overførselshastighed på 40 Gbps. Det er vigtigt at bemærke, at USB 4 er en grænseflade og kræver et 24-bens USB-C-stik for at levere en sådan højhastighedsdataoverførsel. Sørg for at vælge et avanceret kabel som CABLETIME USB4-kabel for at nå den maksimale hastighed.

4. Hvor hurtigt kan USB C opnå med hensyn til dataoverførsel?

USB-C-porten er det mest udbredte portdesign til video, lyd, data og strømoverførsel. Det seneste interface i USB C-design er Thunderbolt 4. Med Thunderbolt 4 kan brugerne opnå en dataoverførselshastighed på 40Gbps. Alt du behøver er et nøjagtigt datakabel med et 24-bens stik.

5. Er USB C-opladeren kompatibel med alle USB-opladningsenheder?

Ja, hver USB-C-oplader kan oplade en enhed med en Type-C-port. En bærbar computer kan dog kræve 100W opladningseffekt, hvorimod en blodtryksmaskine kun kræver 3,5W. Der er opladningsstandarder som QC, AFC, SCP osv. for forskellige smartphones. Sørg for, at den oplader, du køber, er et mærkevareprodukt i stedet for en knockoff.