USB-C這個小小的標準曾被譽為未來所有線纜需求的解決方案，將電源和數(shù)據傳輸與顯示和音頻連接統(tǒng)一起來，如今它已經實現(xiàn)了開創(chuàng)通用端口時代的目標。然而，USB-C 也變成了約翰·卡朋特 (John Carpenter) 筆下的怪物——原始零件的混雜在其越來越糊狀的外形中幾乎看不見。

無論我們深入研究 USB-C 的哪些看似基本的功能，它都變成了一個越來越復雜的兼容性問題。無論是相互沖突的專有快速充電標準，還是解讀USB 數(shù)據速度在特定電纜端口上的工作方式，我都不知道該往哪個方向走。USB-C 標準的定義原則使問題變得更加復雜，它導致消費者認為一切都正常，而實際情況卻大相徑庭。

但我想，至少USB-C 電纜的工作方式是隨便插的。

什么是 USB-C？

它與之前的標準有何不同？

在深入探討 USB-C 的問題之前，我們有必要先討論一下標準。簡而言之，USB-C 是第一個可正反插的 USB 連接器，僅憑這一點，它就比其前代產品有了功能升級。正如您所期望的那樣，它現(xiàn)在出現(xiàn)在大多數(shù)計算設備上，從智能手機到筆記本電腦，作為 USB-A 連接器的替代品。您還可以在少數(shù)便攜式電子設備上找到 Type-C 端口，例如電動牙刷、迷你吸塵器和數(shù)碼相機。

與之前的 USB 標準相比，Type-C 連接器不僅可正反翻轉；而且相當緊湊且功能極其豐富。如上圖所示，典型的 USB-C 連接器比前幾代 USB 擁有更多的引腳。該標準支持快速充電、數(shù)據傳輸、音頻、4K 外部顯示輸出等。它還相對具有交叉兼容性，因此您幾乎可以使用單個適配器和電纜，至少對于不使用專有標準的設備而言。甚至 Apple 也在其最新的iPhone 15系列中采用了這一標準；放棄Lighting 轉而使用 USB-C，并使后者成為智能手機的通用連接器。

USB-C 只是物理連接器；令人頭疼的是底層標準。因為端口的功能取決于物理硬件支持的底層協(xié)議，包括 USB Power Delivery、Thunderbolt 數(shù)據、用于外部顯示器的 DisplayPort、USB4 等等。但我們稍后會討論這些。

過去六年發(fā)生了什么變化？

讓我們快速回顧一下這段時間里情況發(fā)生了哪些變化，甚至有所改善。

首先說說積極的一面，USB-C 幾乎已經成為了我們見過的最普遍的端口，而舊款 USB 端口在高端設備甚至如今大多數(shù)廉價設備中都已不復存在。歐盟委員會要求所有新電子設備在 2024 年底前必須通過 USB-C 供電，這一趨勢勢必會進一步加強。如果您還沒有這樣做，那么很快就能用一根電纜和充電器使用所有設備了。

說到這里， USB-C 上的USB 供電已成為智能手機和筆記本電腦市場上幾乎通用的充電標準。即使是依賴專有快速充電技術的手機也大多以某種形式采用了它，盡管功率水平遠低于其專有協(xié)議。不幸的是，正如我們將在整篇文章中看到的那樣，USB-C 充電實現(xiàn)對于大多數(shù)消費者來說仍然難以理解，尤其是在增加了 USB PD PPS 之后。很少有智能手機品牌掌握了新可編程標準提供的靈活功率建模，與專有協(xié)議相比，許多設備的充電速度非常慢。

USB-C 成功簡化了設備端口、電纜類型和充電要求。

與舊款 USB-A 插座相比，筆記本電腦領域的 USB-C 端口數(shù)量越來越多。這既是好事也是壞事，具體取決于有多少配件仍在使用舊端口。適配器的壽命已成為主流，但隨著 USB-C 滲透到越來越多的產品中，現(xiàn)在正處于下行軌道。不幸的是，USB-C 的黑盒特性意味著各種 USB-C 端口之間的差異越來越大，即使是在一臺筆記本電腦上。弄清楚哪個端口支持高功率、顯示端口輸出或超高速數(shù)據傳輸需要費力的手動研究。

總體而言，情況比早期有所好轉。話雖如此，USB-C 已經演變成一團亂麻，而且在某些方面實際上變得更糟。

充電仍然是一個揮之不去的

USB-C問題

目前，USB-C 標準在充電方面仍是一個常見問題。雖然 USB-C 可以確保手機以某種方式充電，但乍一看很難確定哪些充電器、電纜、手機和筆記本電腦可以很好地配合使用以實現(xiàn)最佳快速充電。

一方面，專有協(xié)議仍然在中國手機中盛行，榮耀、一加、小米等手機都提供超高功率和極快的充電時間。前提是您將手機與正確的充電器和電纜配對。然而，這些品牌的充電速度以更通用的標準而著稱，通常上限為 18W 及以下，有時甚至降到只有 5W 充電。偶爾也有例外，但從整個價格區(qū)間來看，盡管采用了 USB-C，但充電仍然是一個問題。

只要您保持單一生態(tài)系統(tǒng)，就沒問題，但如果開始混合搭配，您的智能手機可能需要幾個小時才能在其他品牌的插頭上充電。雖然有些品牌支持其插頭的通用充電標準，但這是例外。

USB PD PPS 給消費者的購買決策又增添了一層困惑。

USB 供電在筆記本電腦和西方主要智能手機品牌（包括蘋果、谷歌和三星）中更為常見。在這里，您最有可能發(fā)現(xiàn)設備之間的充電和諧性，但也存在揮之不去的問題。首先，智能手機、平板電腦和筆記本電腦之間的充電功率水平和速度存在很大差異，盡管它們都使用相同的標準。

USB 電力傳輸可編程電源 (USB PD PPS) 變體的推出無疑使事情變得復雜。例如，我們發(fā)現(xiàn)谷歌的 Pixel 旗艦在充電功率要求方面表現(xiàn)得非常隨意，與舊的 18W USB PD 型號相比，使用更昂貴的 30W USB PD PPS 插頭，手機的充電速度幾乎沒有任何提高。這肯定會讓消費者感到困惑。同樣，三星最近的 Galaxy Ultra 型號需要 45W USB PD PPS 充電器，但更實惠的Galaxy S24型號仍然使用 25W。但無論哪種情況，如果您沒有 PPS 插頭，您只能使用 15W，而這需要數(shù)小時才能充電。

USB PD PPS 本應是該行業(yè)的一大進步，它將以前僅在快速專有標準中發(fā)現(xiàn)的電壓靈活性與 USB 標準的向后兼容性和大規(guī)模采用相結合?，F(xiàn)實情況則更加復雜，很少有品牌能夠最大限度地利用這項技術。華碩、谷歌和三星是最知名的品牌，而使用該協(xié)議的其他手機充電速度相對較慢。

值得慶幸的是，USB Power Delivery（大部分情況下）可以作為可靠的后備方案，確保設備充電功率超過 USB-C 端口本身宣稱的 5W 基本水平。然而，為特定手機挑選最佳充電器和電纜仍然需要付出比許多消費者對一個聲稱萬能的端口所期望的更多的努力。

USB-C 數(shù)據速度變得更加混亂

充電仍然過于復雜，但從數(shù)據傳輸速度來看，情況就更糟了。從技術上講，這不是 USB-C 的錯，而是 USB IF 繼續(xù)使 USB-C 支持的技術復雜化。雖然有些端口有標簽，但并不總是能通過目測輕松判斷 USB-C 端口的速度有多快，而深入研究規(guī)格表肯定會讓人頭疼。

最新的 USB 數(shù)據速度協(xié)議分為幾個標準。有傳統(tǒng)的 USB 1.0 和 2.0、USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2 和最新的 USB 4.0，所有這些都可以通過 USB-C 獲得支持。這已經夠讓人困惑了，但這些標準后來經過修訂和更新，包括各種子標準，其中包括 USB 3.1 Gen 1、USB 3.1 Gen 2 和 USB 3.2 Gen 2，以及較新的 USB 3.2 Gen 1×1、USB 3.2 Gen 1×2 和 USB 3.2 Gen 2×2 修訂版。希望您能在沒有手冊的情況下解讀這些差異。希望下面的圖表能有所幫助。

USB4（不是 USB 4！）于 2019 年發(fā)布，承諾簡化格局并“最大限度地減少最終用戶的困惑”，但它已經徹底失敗了。

USB4 已經擁有 Gen 2×1、Gen 2×2、Gen 3×1、Gen 3×2 和 Gen 4 變體，數(shù)據速度范圍從 10 到 80 Gbps。沒錯，2022 年末的修訂版隨著 USB4 Gen 4 的推出將標準的峰值速度從 40 Gbps 提高到了 80 Gbps，但現(xiàn)在看來，原始規(guī)范屬于 Gen 3×2 名稱。甚至還有一個非對稱版本的 USB4 Gen 4，它可以達到 120Gbps，但不遵循以前的命名約定，這讓用戶更加難以理解。

坦率地說，USB 3.2 和 USB4 完全是一團糟。

營銷名稱（例如 USB 40Gbps）和相關徽標應該使所有這些選項聽起來更方便消費者使用。然而，電纜和設備并不總是貼有適當?shù)臉撕灒矣邢薜钠放茦俗R對更高級的配置沒有幫助。

進入USB備用模式“兔子洞”

在支持“替代模式”和增強功能方面，設備和電纜同樣存在問題。這些包括通過連接器提供的 DisplayPort、MHL、HDMI、以太網和音頻功能。雖然其中大部分都屬于 USB-C 規(guī)范，而不是端口的數(shù)據速度規(guī)范，但 USB4 再次被認為至少在某種程度上為端口的功能集帶來統(tǒng)一。

USB4 基于 Thunderbolt 3，與 Thunderbolt 4 規(guī)范保持一致，因此捆綁了 DisplayPort 2.0 隧道支持，最多可支持兩個 4K 或一個 8K 顯示輸出，以及集線器設備上的 PCI Express 功能。但是，不需要其他 USB-C 替代模式。當然，強制要求每臺設備都具備這些功能是沒有意義的，但選項范圍之廣會讓消費者感到沮喪。

最大的問題是，產品不一定提供用戶所期望的功能。如果筆記本電腦缺少傳統(tǒng)端口，消費者可能會認為 USB-C 端口支持 HDMI 或以太網，但事實可能并非如此。更令人沮喪的是，功能可能僅限于設備上的特定 Type-C 端口。您可能有三個端口，但只有一個提供您想要的功能。雖然這是制造商方面的問題，但缺乏更嚴格的標準加劇了這種不透明的現(xiàn)實。

USB-C 兼容許多功能，但組合是否有效通常是即插即用的情況。

歸根結底，USB-C 使功能變得更加不透明，而不是更不透明。它聲稱可以做所有事情，但仍無法保證產品能夠真正使用這些功能。

USB4 并沒有幫助統(tǒng)一功能兼容性，而且，如果說有什么不同的話，那就是較舊的 USB 3.2 規(guī)范對消費者來說變得更加難以掌握。傳統(tǒng)設備和剩余可選標準的范圍之廣意味著 USB-C 端口功能乍一看仍然未知。即使有更詳細的信息可用，并且端口正確標記了適當?shù)钠放?，但當人們想要的只是有用的東西時，要理解各種模式和術語可能要花費大量時間去消化。

為什么會出現(xiàn)USB-C兼容性問題？

即使您已做好萬全準備，錯誤的 USB-C 線纜也可能帶來麻煩。例如，那些花哨的 40Gbps 和 80Gbps 數(shù)據速度無法通過長距離線纜實現(xiàn)，并且您無法在額定電流僅為 3A 的標準線纜上達到 240W 的功率。您必須尋找?guī)в姓_標簽和徽標的線纜，以確保它們支持您想要連接的功能。

由于硬件陳舊，USB-A 轉 USB-C 適配器線纜的世界同樣令人困惑。例如，USB 2.0 僅具有用于數(shù)據和電源的四針連接器，而 3.0 線纜則將其增加到九針。通常用于充電的 USB-C 轉 A 線纜有 2.0、3.0 和 3.1 版本，這會影響它們可以處理的數(shù)據量和電量。如果您需要快速數(shù)據傳輸或其他功能支持，則必須插入九針線纜。但是，一些專有充電標準更喜歡具有高電流額定值的舊式四針線纜，這通常會違反官方規(guī)格。

電纜質量、額定值和長度會影響 USB-C 端口的功能。有些電纜甚至違反了標準！

正如我們之前提到的，高速數(shù)據和實時視頻傳輸?shù)囊霂砹诵碌膯栴}。高速信號在長距離傳輸時會受到衰減和時鐘抖動的影響，這意味著數(shù)據可能會在傳輸過程中丟失。為了解決這個問題，USB 電纜也有無源和有源兩種。有源電纜包括重新驅動器，用于恢復信號幅度并防止長距離信號質量損失。因此，用于非常高數(shù)據速度的長電纜（例如通過 Thunderbolt 發(fā)送 4K 60fps 視頻或數(shù)據）需要有源組件，而基本的充電和數(shù)據傳輸可以使用長度不到兩米的標準無源電纜。

如果無源 USB-C 線纜帶有“三叉戟”SuperSpeed USB 徽標，則支持 DisplayPort、MHL、HMDI 和 Thunderbolt，距離不超過兩米；如果線纜帶有 SuperSpeed+ 標簽，則距離不超過一米。如果距離更遠，則需要有源線纜，如果您想要 40Gbps 的速度，則必須留意 Thunderbolt 徽標。其他 USB 類型的無源適配器線纜不支持任何這些模式。

功能兼容性問題還涉及相關端口和設備，這些端口和設備可以配置為多種充電速度、傳統(tǒng)標準和備用模式。USB-C 端口比其前代產品更復雜，需要更多的軟件和硬件輸入才能正常工作。

USB-C 產品的起點是 Power Delivery 協(xié)議。這不僅僅與充電有關；它也是端口如何使用連接器的附加引腳來傳達對 HDMI 和 DisplayPort 等額外功能的支持。備用模式使用 Power Delivery 結構化供應商定義消息 (VDM) 來發(fā)現(xiàn)、配置、進入或退出這些模式。最重要的是，如果您的設備不支持 Power Delivery，它也不會支持任何其他功能。不幸的是，Power Delivery 電路比基本電路更復雜、更昂貴，并且復雜性會隨著端口數(shù)量的增加而增加。

隨著藍牙的接管，USB-C 音頻基本上已經消亡。

即便如此，這并不意味著每個 Power Delivery 端口或設備都會支持所有功能。設備制造商需要在 Power Delivery 組件和常規(guī)端口連接之外添加必要的多路復用器和其他 IC，以支持以太網、顯示和其他替代模式。下圖僅顯示了擴展單個 USB-C 端口的功能集所需的一些不同組件塊。

當產品需要將多個信號（如視頻或音頻）路由和管理到多個 USB 端口時，端口電路只會變得更加復雜。信號路由變得越來越復雜和昂貴，因此制造商將功能限制在一個或兩個端口上。

即使供電也需要 USB-C 的復雜電路來適應可逆連接器類型、各種電源選項以及向上、向下和雙向充電端口和數(shù)據選項之間的選擇。為了降低成本和復雜性，并非所有 USB-C 端口都具備所有功能。

USB-C 注定會一片混亂

USB-C 的復雜性無疑是其失敗的原因。雖然一根線纜支持所有功能的想法聽起來非常有用，但現(xiàn)實情況很快就變成了專有產品與符合規(guī)格的產品、不同的線纜質量和功能以及不透明的功能支持等復雜組合。結果就是，這個標準看似簡單易用，但很快就會讓消費者感到沮喪，因為沒有明確的跡象表明為什么某些線纜和功能無法跨設備使用。

幸運的是，高端筆記本電腦越來越多地采用 USB-C 規(guī)格的全部潛力，而蘋果將 iPhone 移至該規(guī)格也使智能手機系列更加完整?？傮w而言，手機已經采用了共享充電標準，但在許多情況下，情況仍然遠非簡單。

USB-C 是一款出色的連接器，但卻因端口上運行的各種技術而受到破壞。

不幸的是，USB4 對統(tǒng)一 USB-C 端口毫無幫助。更好的標簽可以幫助消費者識別哪些電纜和產品支持哪些功能，但試圖修改命名方案和徽標只會進一步疏遠消費者的適用性。強制性的電纜和端口顏色（如 USB 3.0 端口的情況）可能會有所幫助，但卻違背了這種一刀切解決方案的整個目的。

不幸的是，2024 年的 USB-C 生態(tài)系統(tǒng)與我 2018 年第一次研究這個問題時一樣復雜，盡管方式不同。USB PD PPS、USB 3.2 和 USB 4 的發(fā)布使 USB-C 端口變得更加復雜，而沒有向最終用戶提供有關支持哪些內容的明確信息。雖然 USB Power Delivery 支持的增長是一個好兆頭，但 PPS 的引入已經阻礙了人們對該行業(yè)可能很快圍繞單一充電標準達成共識的任何希望。

USB 規(guī)格每年都在變化，消費者無法跟上。