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    2015
    11.30

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    USB發展史回顧:誰將取代USB?

    來源: 雷鋒網   責任編輯:boxsin   字體大小:    

    在將近20年的發展時間里,USB Type-A接口基本上在尺寸和形狀上都沒有發生過改變。考慮到接口的不斷迭代,這個細節也是個不小的壯舉。

      和所有技術一樣,USB技術也會隨著時間的推移而不斷進化。在18年的市場銷售生涯中,USB已經衍生出多種版本,每個版本的連接線和讀寫速度都不一樣,可謂非常地混亂。

      幾年之后,市場上有可能出現一種規范、統一的USB完全取代現有復雜混亂的USB線。而在觀望Type-C的未來之際,我們不妨回顧一下USB的發展歷程,了解過去的技術標準及仍待克服的技術阻礙。

      USB的問世取代了什么

      如果在過去的十幾年前,你都有使用電腦,那么對理解USB也十分容易了。雖然它的技術參數和連接速度依舊復雜,但是USB的技術仍然是不斷發展提升的。

      在USB誕生前的奔騰和奔騰二代時代,計算機身上所有的數據接口都是十分巨大的(與現在的對比真的可以用“巨大”來形容)。連接一個鼠標?那么就需要一個PS/2或串行接口。同樣,連接鍵盤也是如此,或者是蘋果Desktop、DIN接口。打印機和掃描儀一般也是使用老舊的并行接口,而假如你不想用SCSI,也可以使用其來連接外部儲存器。此外,在計算機上連接游戲手柄或搖桿通常還需要一個游戲接口,而在90年代,這種接口只有獨立聲卡上才有。

      由此可見,計算機接口的問題非常明顯。它們當中一部分需要占用空間極大的專用拓展卡,而且出現故障時,問題排查也很麻煩。到了90年代末,人們開始給計算機加入一對USB接口——通常在機身背后——這就是常見的USB 1.1接口,最高速度可達12Mbps。最初,配件制造商并未一口氣將所有接口轉換成USB,但是鼠標、鍵盤、打印機個其他附件都已率先采用,隨后不久USB便被作為主要接口。

      進入21世紀初期,USB 2.0接口開始逐步普及,并開始取代很多原有事物。首先,USB閃存淘汰了軟盤,也讓光盤媒介逐漸消退——當小巧的U盤可以勝任一切外部儲存時,為什么要用CD或DVD來作為儲存數據的容器和操作系統的安裝盤呢?此外,USB 2.0也讓計算機連接外圍設備變得可行——比如WiFi適配器、光驅、以太網接口等等——這些在以往都是需要內置機身安裝的。480Mbps的傳輸速度讓一切成為可能,而到了這個時候,USB接口開始完全取代臺式機和筆記本(尤其是筆記本)上的老式接口。

      隨著USB 2.0的成長,USB的時代真正到來。隨后,USB 3.0數據傳輸的速度提高到5Gbps,這就使得前文提到的新用途更加有效——系統備份和大型音頻文件的傳輸時間大大減少,并且突破了以往802.11ac或千兆以太網適配器的瓶頸。從USB 3.0外置硬盤和閃存盤上運行整個操作系統變得相當流暢,尤其是在故障排除或恢復數據時,這個運行方式顯得更為實用。

      后來,USB幾乎成為筆記本電腦唯一連接外部設備的接口,特別是在WiFi減少了對專用以太網端口的需求后。無處不在接口也支持各種芯片處理器,從英特爾高通AMD

      不過,USB也并不是不存在什么缺陷,只是它一直致力于獲得并保持了來自科技公司廣泛的技術支持。而在將近20年的發展時間里,USB Type-A接口基本上在尺寸和形狀上都沒有發生過改變。考慮到接口的不斷迭代,這個細節也是個不小的壯舉。

      有什么是幸存下來的?

      自從USB獲得接口主導權后,一些不同類型的接口設備曾試圖挑戰USB的支配地位。它們確實有過小規模的成功,或者被某些類型的設備所采用,也經常有一些USB所不具備的功能,但至今為止,USB仍舊保持著自身在市場的統治地位,其他或許能分得一杯羹。

      其中一個是FireWire。90年代末期到2010年代初期的十多年間,FireWire這種標準的接口得到了蘋果的支持。和USB相比,那時FireWire確實具有某些優勢。舉例來說,FireWire設備可通過菊花鏈式將兩個設備彼此連接,這就意味著用戶只需一個計算機接口就能與多部設備相連接;FireWire的運行并不需要消耗多少主機CPU的性能,而且可同時進行文件的雙向傳輸(USB 1.1 和2.0都智能單項傳輸),傳輸速度也比USB更快——FireWire 400支持400Mbps的傳輸速度,與USB 1.1設備的12Mbps相比,確實快樂不少。而當USB 2.0的運行速度達到480Mbps時,FireWire 800已經能夠實現800Mbps。

      但是,FireWire最大的問題是推行起來成本極高。因為它需要在計算機和外設上安裝自己的控制芯片。在早期,使用FireWire這一名稱還需要向蘋果繳納授權費。而且,特定的芯片導致了一堆本質上標準相同的接口卻擁有五花八門的名稱,包括Sony's i.LINK,還有絕對令人尷尬的“IEEE 1394”。從FireWire 400升級至FireWire 800還需要不一樣的連接線。

      因此,FireWire只獲得高端設備外接存儲產品和需要大量帶寬的視頻裝備的青睞,而價格更低廉的USB仍然保持著更高的占有率和更廣泛的支持。此外,雖然FireWire的傳輸速度達到1.6Gbps、3.2Gbps和6.4Gbps的標準處于不同的研發階段,但由于蘋果的大多數產品已經不再加入FireWire接口,其相關的研發和支持很大程度上也已經消失。

      放棄了FireWire之后,蘋果的Mac現在采用了Thunderbolt接口。Thunderbolt本是英特爾研發和支持的一種標準,但其被使用最廣泛的是Mac,因為它首發Mac。最初,這種技術被稱為Light Peak,第一代Thunderbolt的雙向傳輸速度最高達到10Gbps——這是USB 3.0的兩倍。在后者成為大多數PC標配的1到2年前,Thunderbolt就已經問世了。

      第二代Thunderbolt控制器通過更改數據傳輸的方式,速度提升至20Gbps。第一代的Thunderbolt控制器通過某個PCI-E lane傳輸數據,速度約為10Gbps,然后需要在另一個PCI-E lane接收數據;Thunderbolt 2將兩個PCI-E lane結合起來,速度自然得到提升。不過,如今沒有哪一款能在Mac或其他高端PC外得到廣泛應用。而Thunderbolt 3對接口進行改變,速度可達最高40Gbps。由于Thunderbolt 3能與USB Type-C和USB 3.1 gen 2相兼容,其使用范圍相對較為廣泛了些,包括戴爾的XPS產品線和惠普的Elite x2平板。而在未來,光纖版的Thunderbolt承諾帶來最高100Gbps的速度,但這可能還要好幾年才能實現。

      也就是說,Thunderbolt擁有一些與FireWire相類似的缺點——原始設備制造商仍然在PC外需要一套獨立的控制器,以及額外的處理器支持。理論上說,戴爾可以將控制器直接集成到每一個芯片組,然后利用自身在PC市場的優勢來鞏固Thunderbolt的地位,但這又會帶來其他限制——說到底還是利潤問題。

      現在,這些限制Thunderbolt的因素還只是一小部分。盡管當4K顯示屏逐漸興起,傳輸數據的壓力越來越大時,Thunderbolt的功能仍然具有優勢,但對于那些一直使用USB的人來說,目前USB的表現也基本上可以滿足他們的需求了。

      USB的未來有哪些挑戰?

      假設USB與Thunderbolt之間的競爭態勢沒有太大的改變,USB未來所面臨的最大挑戰莫過于——那些具備相同能力,但可以無線運行的技術。

      在許多方面,我們已經開始可以借助無線技術來滿足某些USB才能完成的需求了。云端同步服務可以將郵件、聯系人、日程表、文件和媒體等資料在所有設備之間同步更新。藍牙、NFC、Wi-Fi Direct和AirDrop都能成為取代USB進行文件傳輸餓技術途徑。Miracast和AirPlay也能讓設備與電視進行無線連接。支持Wi-Fi的打印機甚至是Wi-Fi相機和存儲卡在今天也是平常不過的事物了。

      不過,以上這些技術最大的限制通常都是速度問題。如果需要傳輸大量照片或手機拍攝的1080p視頻,那么這個傳輸所需要的時間你可能就不太想等下去了。相比較而言,傳輸大文件時連USB 2.0都比無線傳輸要更快更穩定。開發者和創客也都比較想使用USB來將移動設備和計算機連接——通過Wi-Fi或藍牙安裝Android ROM目前是不可能實現的。

      即使你從來不把設備連接電腦,你大部分的設備也依然需要使用有線的方式進行充電。無線充電技術雖然已經出現,而且還不止一種,但這種充電方式也依然存在許多缺陷,比如充電速度慢,標準不統一等等。為了使用無線充電,設備制造商需要在設備中加入新的硬件支持。

      所以,即便無線技術興起,USB短期內也不會被淘汰。就像WiFi時代的到來并沒有消滅以太網一樣,無線技術也不會取代USB。即使我們仍需要面對各種速度、連接線不統一的標準現狀,USB具有的快速、便捷和強大兼容性都會為這種標準長時間地存在于我們的計算機上提供保障。

      不過,面對這樣的現狀,USB應用者論壇對USB產品的版本升級也有了新的認識,該組織計劃推出一款采用新連接線Type-C的USB,來取代前代的因手機、平板、電腦及其他周邊設備型號不同而產生多樣版本的USB Type-A和Type-B。據悉,Type-C支持更快速的10Gbps USB 3.1 gen 2 spec。(曉樺)


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