电脑科普：如何理清混乱的USB？

关于 USB，我们经常见到 USB-A、USB 3.1 Gen 1、Type-C等名词，如果把其中一些名词放在一起，时常让人感到困惑，比如 USB 3.0、USB 3.1 Gen 1、USB 3.2 Gen 1，三者看似不同，实则指向同一标准。本文将介绍 USB 接口的分类，梳理 USB 的命名规范，以及如何识别 USB 接口。

Universal Serial Bus（通用串行总线），简称 USB，是一种用于数据通信的接口标准，由多家计算机和通信公司联合制定。

USB 接口类型

根据形状划分

• USB 接口主要分为三大类：USB Type-A、USB Type-B、USB Type-C。
• USB Type-A 和 USB Type-B 又可细分为 Standard（标准）、Mini（小型）、Micro（微型）。

根据大小划分

• USB 接口主要分为三大类：TYPE、Mini、Micro。
• TYPE 分为 Type-A、Type-B、Type-C。
• Mini 分为 Mini A、Mini B。
• Micro 分为 Micro A、Micro B。

以 USB Type-A 为例，可简称为 USB-A、Type-A、A 口，Type-A 通常又代指标准 USB Type-A。

USB 各类型接口如下图所示：

USB 协议

为什么会出现同一标准不同名称的情况呢？这就不得不谈到 USB 标准的发展。USB 接口自1994年推出以来，经过 26 年的发展，经过USB1.0/1.1、USB2.0、USB3.x，最终发展到了现在的USB4；传输速率也从最开始的1.5Mbps，大幅提高到了最新的40Gbps。USB 标准在发展的过程中经过多次改名，导致命名显得混乱。

USB 1.0

• 1996 年 1 月 15 日推出 USB 1.0 接口规范。
• 规定低速传输速率为 1.5Mbit/s。

USB1.1

• 1998 年 9 月 23 日对原来的 USB1.0 进行升级，提出了 USB1.1。
• USB1.1 规定了全速传输速率为 12Mbit/s，并兼容 USB1.0 的 1.5Mbit/s。

USB 2.0

• 2000 年 4 月 27 日由 USB-IF 组织提出了 USB2.0 总线协议规范。
• 具备 480Mbit/s 的高速传输速率，向下兼容低速 1.5Mbit/s 和全速 12Mit/s。
• USB 1.0 改名为 USB 2.0 Low-Speed，USB 1.1 改名为USB 2.0 Full-Speed，USB 2.0 则叫做 USB 2.0 High-Speed。

USB 3.0

• 超高速 USB 3.0 规范于 2008 年 11 月 17 日由 USB-IF 组织推出。
• 提供更高的 5.0Gbit/s 的超高速传输速度，并向下兼容低速 1.5Mbits/s、全速 12Mbit/s 和高速 480Mbit/s 传输速率。

USB 3.1

• 2013 年 12 月 3 日发布。
• 速度翻番至 10Gbps。
• USB 3.0 改名为 USB 3.1 Gen 1，USB 3.1 叫做 USB 3.1 Gen 2。

USB 3.2

• 2017 年 9 月份，USB 3.2 发布。
• 速度翻番至 20Gbps。
• USB 3.1 Gen 1 改名为 USB 3.2 Gen 1，USB 3.1 Gen 2 改名为 USB 3.2 Gen 2，USB 3.2 则叫做 USB 3.2 Gen 2×2。
• 3.0 到 3.2 更拥有一个市场推广名，分别是 SuperSpeed USB、SuperSpeed USB 10Gbps、SuperSpeed USB 20Gbps。
• 废弃 USB 3.0 和 USB 3.1 命名，统一划入 USB 3.2。

USB4

• 2019 年 8 月 29 日发布。
• 速度翻番至 40Gbps，并向下兼容 USB 3.2 和 USB 2.0。
• 仅支持 Type-C。

需要注意辨别的就是

• USB 3.0 = USB 3.1 Gen 1 = USB 3.2 Gen 1
• USB 3.1 = USB 3.1 Gen 2 = USB 3.2 Gen 2
• USB 3.2 = USB 3.2 Gen 2×2

USB 接口标准、标准别名、传输速率如下图所示（USB 3.0 和 USB 3.1 命名已废弃）：

SuperSpeed USB 三叉戟标识如下图所示，可标注在支持 USB3.2 Gen1 的 USB 接口旁边。若图片右侧箭头上方标注 10，表明支持 USB 3.2 Gen 2，若标注 20，表明支持 USB 3.2 Gen 2×2。

USB PD 三叉戟标识如下图所示，可标注在支持 USB 2.0 及以下版本，同时支持 USB PD 的 USB 接口旁边。

SuperSpeed USB PD 三叉戟标识如下图所示，可标注在支持 USB 3.2 Gen 1 和 USB DP 的 USB 接口旁边。若图片右侧箭头上方标注 10，表明支持 USB 3.2 Gen 2 和 USB DP，若标注 20，表明支持 USB 3.2 Gen 2×2 和 USB DP。

USB 接口颜色

USB 端口有时会进行颜色编码，以指示其支持的USB规范和功能。需要注意的是，这些颜色不是USB规范所要求的，设备制造商之间也不一致。

相关协议

USB PD

USB Power Delivery，起源于 USB 电池规范 BC，随着使用 USB 接口供电、充电的设备增多，USB IF 发布了 USB PD 规范，专门定制关于 USB 设备供电的协议。

USB 充电标准发展史如下图所示：

HID

Human Input Device，定义了输入设备与计算机系统之间通信的协议和标准。

UVC

USB Video Class，是一种在 USB 设备中实现视频传输的规范，是微软与另外几家设备厂商联合推出的为 USB 视频捕获设备定义的协议标准。

UAC

USB AUDIO Class，又称 USB Audio Device（UAD），是一种在 USB 设备上实现数字音频传输的规范。

Thunderbolt

Thunderbolt（雷电）是英特尔的私有协议，USB4 基于 Thunderbolt 3 协议，Thunderbolt 4 协议符合 USB4 规范。Thunderbolt 4 与 USB 相互兼容性，Thunderbolt 与 USB4 相互兼容性。

DisplayPort

DisplayPort 是一个由 PC 及芯片制造商联盟开发，视频电子标准协会（VESA）标准化的数字式视频接口标准，USB4 兼容 DisplayPort 1.4a 和 DisplayPort 2.0。

设备复合

在电脑的设备管理器中，可能会看到 USB Compoite Device 或者 USB Compound Device。

USB 设备有两种“复合”

• USB 组合设备 Compound Device
• USB 复合设备 Compoite Device

USB 组合设备将多个物理的 USB 设备通过集线器级联起来进行封装，对外预留一个USB集线器的上游端口。

USB 复合设备是一个 USB 物理设备，由一个 USB 设备芯片实现多个 USB 设备功能，通过 USB 接口描述符来实现不同的设备功能。

一点题外话

USB4 的标准写法是“USB4”，而不是“USB 4”，没有空格。USB Promoter Group首席执行官布拉德·桑德斯（Brad Saunders）解释说，删除空格的目的是将重点从版本号转移到品牌名称上。他说：“我们要传达的信号之一是，我们不打算进入 4.0、4.1、4.2 的迭代路径……而且我们不希望将它与具体的产品关联……我们希望使它尽可能简单。”

在选择 USB 产品的时候，需要仔细甄别，由于 USB 略显混乱的命名，一些商家可能投机取巧，比如，标注为 USB 3.2 的设备实际可能仅支持 USB 3.0（USB 3.2 Gen 1），在购买时需要确认具体支持的协议。

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