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USB发展史回顾:谁将取代USB?  

2015-11-27 22:46:48|  分类: 网络资讯 |  标签: |举报 |字号 订阅

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和所有技术一样,USB技术也会随着时间的推移而不断进化。在18年的市场销售生涯中,USB已经衍生出多种版本,每个版本的连接线和读写速度都不一样,可谓非常地混乱。

USB发展史回顾:谁将取代USB?

几年之后,市场上有可能出现一种规范、统一的USB完全取代现有复杂混乱的USB线。而在观望Type-C的未来之际,我们不妨回顾一下USB的发展历程,了解过去的技术标准及仍待克服的技术阻碍。

USB的问世取代了什么

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如果在过去的十几年前,你都有使用电脑,那么对理解USB也十分容易了。虽然它的技术参数和连接速度依旧复杂,但是USB的技术仍然是不断发展提升的。

在USB诞生前的奔腾和奔腾二代时代,计算机身上所有的数据接口都是十分巨大的(与现在的对比真的可以用“巨大”来形容)。连接一个鼠标?那么就需要一个PS/2或串行接口。同样,连接键盘也是如此,或者是苹果Desktop、DIN接口。打印机和扫描仪一般也是使用老旧的并行接口,而假如你不想用SCSI,也可以使用其来连接外部储存器。此外,在计算机上连接游戏手柄或摇杆通常还需要一个游戏接口,而在90年代,这种接口只有独立声卡上才有。

由此可见,计算机接口的问题非常明显。它们当中一部分需要占用空间极大的专用拓展卡,而且出现故障时,问题排查也很麻烦。到了90年代末,人们开始给计算机加入一对USB接口——通常在机身背后——这就是常见的USB 1.1接口,最高速度可达12Mbps。最初,配件制造商并未一口气将所有接口转换成USB,但是鼠标、键盘、打印机个其他附件都已率先采用,随后不久USB便被作为主要接口。

进入21世纪初期,USB 2.0接口开始逐步普及,并开始取代很多原有事物。首先,USB闪存淘汰了软盘,也让光盘媒介逐渐消退——当小巧的U盘可以胜任一切外部储存时,为什么要用CD或DVD来作为储存数据的容器和操作系统的安装盘呢?此外,USB 2.0也让计算机连接外围设备变得可行——比如WiFi适配器、光驱、以太网接口等等——这些在以往都是需要内置机身安装的。480Mbps的传输速度让一切成为可能,而到了这个时候,USB接口开始完全取代台式机和笔记本(尤其是笔记本)上的老式接口。

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随着USB 2.0的成长,USB的时代真正到来。随后,USB 3.0数据传输的速度提高到5Gbps,这就使得前文提到的新用途更加有效——系统备份和大型音频文件的传输时间大大减少,并且突破了以往802.11ac或千兆以太网适配器的瓶颈。从USB 3.0外置硬盘和闪存盘上运行整个操作系统变得相当流畅,尤其是在故障排除或恢复数据时,这个运行方式显得更为实用。

后来,USB几乎成为笔记本电脑唯一连接外部设备的接口,特别是在WiFi减少了对专用以太网端口的需求后。无处不在接口也支持各种芯片处理器,从英特尔到高通到AMD。

不过,USB也并不是不存在什么缺陷,只是它一直致力于获得并保持了来自科技公司广泛的技术支持。而在将近20年的发展时间里,USB Type-A接口基本上在尺寸和形状上都没有发生过改变。考虑到接口的不断迭代,这个细节也是个不小的壮举。

有什么是幸存下来的?

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自从USB获得接口主导权后,一些不同类型的接口设备曾试图挑战USB的支配地位。它们确实有过小规模的成功,或者被某些类型的设备所采用,也经常有一些USB所不具备的功能,但至今为止,USB仍旧保持着自身在市场的统治地位,其他或许能分得一杯羹。

其中一个是FireWire。90年代末期到2010年代初期的十多年间,FireWire这种标准的接口得到了苹果的支持。和USB相比,那时FireWire确实具有某些优势。举例来说,FireWire设备可通过菊花链式将两个设备彼此连接,这就意味着用户只需一个计算机接口就能与多部设备相连接;FireWire的运行并不需要消耗多少主机CPU的性能,而且可同时进行文件的双向传输(USB 1.1 和2.0都智能单项传输),传输速度也比USB更快——FireWire 400支持400Mbps的传输速度,与USB 1.1设备的12Mbps相比,确实快乐不少。而当USB 2.0的运行速度达到480Mbps时,FireWire 800已经能够实现800Mbps。

但是,FireWire最大的问题是推行起来成本极高。因为它需要在计算机和外设上安装自己的控制芯片。在早期,使用FireWire这一名称还需要向苹果缴纳授权费。而且,特定的芯片导致了一堆本质上标准相同的接口却拥有五花八门的名称,包括Sony's i.LINK,还有绝对令人尴尬的“IEEE 1394”。从FireWire 400升级至FireWire 800还需要不一样的连接线。

因此,FireWire只获得高端设备外接存储产品和需要大量带宽的视频装备的青睐,而价格更低廉的USB仍然保持着更高的占有率和更广泛的支持。此外,虽然FireWire的传输速度达到1.6Gbps、3.2Gbps和6.4Gbps的标准处于不同的研发阶段,但由于苹果的大多数产品已经不再加入FireWire接口,其相关的研发和支持很大程度上也已经消失。

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放弃了FireWire之后,苹果的Mac现在采用了Thunderbolt接口。Thunderbolt本是英特尔研发和支持的一种标准,但其被使用最广泛的是Mac,因为它首发Mac。最初,这种技术被称为Light Peak,第一代Thunderbolt的双向传输速度最高达到10Gbps——这是USB 3.0的两倍。在后者成为大多数PC标配的1到2年前,Thunderbolt就已经问世了。

第二代Thunderbolt控制器通过更改数据传输的方式,速度提升至20Gbps。第一代的Thunderbolt控制器通过某个PCI-E lane传输数据,速度约为10Gbps,然后需要在另一个PCI-E lane接收数据;Thunderbolt 2将两个PCI-E lane结合起来,速度自然得到提升。不过,如今没有哪一款能在Mac或其他高端PC外得到广泛应用。而Thunderbolt 3对接口进行改变,速度可达最高40Gbps。由于Thunderbolt 3能与USB Type-C和USB 3.1 gen 2相兼容,其使用范围相对较为广泛了些,包括戴尔的XPS产品线和惠普的Elite x2平板。而在未来,光纤版的Thunderbolt承诺带来最高100Gbps的速度,但这可能还要好几年才能实现。

也就是说,Thunderbolt拥有一些与FireWire相类似的缺点——原始设备制造商仍然在PC外需要一套独立的控制器,以及额外的处理器支持。理论上说,戴尔可以将控制器直接集成到每一个芯片组,然后利用自身在PC市场的优势来巩固Thunderbolt的地位,但这又会带来其他限制——说到底还是利润问题。

现在,这些限制Thunderbolt的因素还只是一小部分。尽管当4K显示屏逐渐兴起,传输数据的压力越来越大时,Thunderbolt的功能仍然具有优势,但对于那些一直使用USB的人来说,目前USB的表现也基本上可以满足他们的需求了。

USB的未来有哪些挑战?

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假设USB与Thunderbolt之间的竞争态势没有太大的改变,USB未来所面临的最大挑战莫过于——那些具备相同能力,但可以无线运行的技术。

在许多方面,我们已经开始可以借助无线技术来满足某些USB才能完成的需求了。云端同步服务可以将邮件、联系人、日程表、文件和媒体等资料在所有设备之间同步更新。蓝牙、NFC、Wi-Fi Direct和AirDrop都能成为取代USB进行文件传输饿技术途径。Miracast和AirPlay也能让设备与电视进行无线连接。支持Wi-Fi的打印机甚至是Wi-Fi相机和存储卡在今天也是平常不过的事物了。

不过,以上这些技术最大的限制通常都是速度问题。如果需要传输大量照片或手机拍摄的1080p视频,那么这个传输所需要的时间你可能就不太想等下去了。相比较而言,传输大文件时连USB 2.0都比无线传输要更快更稳定。开发者和创客也都比较想使用USB来将移动设备和计算机连接——通过Wi-Fi或蓝牙安装Android ROM目前是不可能实现的。

即使你从来不把设备连接电脑,你大部分的设备也依然需要使用有线的方式进行充电。无线充电技术虽然已经出现,而且还不止一种,但这种充电方式也依然存在许多缺陷,比如充电速度慢,标准不统一等等。为了使用无线充电,设备制造商需要在设备中加入新的硬件支持。

所以,即便无线技术兴起,USB短期内也不会被淘汰。就像WiFi时代的到来并没有消灭以太网一样,无线技术也不会取代USB。即使我们仍需要面对各种速度、连接线不统一的标准现状,USB具有的快速、便捷和强大兼容性都会为这种标准长时间地存在于我们的计算机上提供保障。

不过,面对这样的现状,USB应用者论坛对USB产品的版本升级也有了新的认识,该组织计划推出一款采用新连接线Type-C的USB,来取代前代的因手机、平板、电脑及其他周边设备型号不同而产生多样版本的USB Type-A和Type-B。据悉,Type-C支持更快速的10Gbps USB 3.1 gen 2 spec。

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