“科技改变生活”这句话向来都不是随便说说的。经过数十年发展，过去的有些技术已经悄无声息得融入到我们日常生活中，从某种意义上来说，越是被人们认为是理所应当的存在，越是说明了那些技术对人们生活的重要性，USB就是一个很好的例子。

usb全称user service，中文译名通用串行总线。

顾名思义，usb从诞生之初就是为了实现通用这个目的。

在usb诞生之前，键盘、鼠标多使用ps二接口，游戏手柄有专门的game port，打印机和其他外设，也多使用串口与并口连接。

这些接口各有各的规范，但总有各种各样的缺陷。

比如使用ps/2接口的键盘、鼠标，就必须在电脑开机前插上才能使用，而使用usb标准的设备支持热插拔，可以实现即插即用。

使用game port接口的游戏手柄也只能支持最多四个按键和两个摇杆。而如今的手柄不仅拥有更多的按键，还能拥有诸如掰肌腱和拨片这样的功能，这是当时的game port接口很难做到的。

usb还能很方便地使用usb hub进行拓展，实现一分多接口。

usb接口，传输速度快、使用方便、连接灵活。且usb标准本身是不需要授权费的，所以很快就取代了其他同类标准。

现在的电脑已经几乎看不见这些旧接口的踪影，拥有usb接口就能满足连接绝大多数设备的需求。

从USB 1.1到目USB4

Intel的团队最早开始USB规范的制定，并在1995年首先生产出第一款支持USB的集成电路。1998年发布的USB 1.1是首个被广泛采用的USB版本，它对于磁盘驱动器在内的高速设备提供了12Mbit/s的速率，对于游戏手柄等低速设备则提供了1.5Mbit/s的选项。

USB 2.0规范发表于2000年4月，并最终被USB-IF于2001年底批准，达到了480Mbit/s，是USB 1.1标准的40倍。

USB 3.0规范于2008年11月12日发布。其主要目标是提高数据传输速率（高达5Gbit/s），降低功耗，增加功率输出，并向后兼容USB 2.0。USB 3.0包括与USB 2.0总线并行的被称为SuperSpeed的新型高速总线。因此新版本也被称为SuperSpeed。2010年1月，首台配备USB 3.0的设备上市。

2013年7月，USB 3.1规范发布，用支持5Gbit/s传输速率的USB 3.1 Gen1取代了USB 3.0，可以理解为USB 3.0直接改名为USB 3.1 Gen1。同时引入了更高的10Gbit/s速率，这部分新的能力由USB 3.1 Gen2来定义，并被称为SuperSpeed+。USB 3.1向后兼容USB 3.0与USB 2.0。

随后，USB-IF又发布了USB 3.2规范，相比USB 3.1 Gen2的10 Gbps带宽，翻倍为20 Gbps。这样的带宽再配合Type-C线缆能够实现诸多功能，比如通过一根线同时传输多个视频画面、数据等。不过，要实现最高的传输速率，需要采用最新的USB控制器。不过现有的Type-C线缆能够支持这个带宽。

2019年首次发布，USB4能够带来许多好处，包括提供更快的传输速度，更好的视频带宽管理以及与Thunderbolt 3的可选兼容性。优势就是最大传输速度可达40 Gbps，但是并不是所有的USB设备或主机都支持这个标准。有些设备将使用每秒20 Gbps的USB 4版本，它仍然比USB 3.0快得多。

迎接USB4 X时代

现如今，USB传输标准已经从3.x时代迈向了USB4 X时代，虽然2019年9月就诞生的USB4标准至今还未普及完全，但并不耽误USB-IF推出USB4 2.0规范。

2.0的部分功能特性。据透露，USB4 2.0 版将支持高达 80Gbps 的带宽，是 USB4 1.0 版40 Gbps的两倍，也是当前最快的物理接口速度。USB Promoter Group首席执行官 Brad Saunders 指出，从这种速度提升中受益最大的解决方案，包括更高性能的显示器、存储和基于 USB 的集线器和坞站。 2.0新规范，同时预告USB4 DecDays上发布USB4 就在9月1日，USB-IF公布，计划在11月举办的USB

除此之外，由于采用全新物理层架构，USB4 2.0还能让无源USB-C线缆支持40Gbps速率，同时添加了对最新DisplayPort(2.0)和PCIe(5.0)规范的支持。据 Angstronomics 爆料，USB4 Version 2.0 或将支持 PAM3（脉冲幅度调制）数据编码，并带来高达 120Gbps 的非对称传输。

虽然USB4 2.0 版具体特点要等到11月份才能揭晓，但是仅凭上述预告就足以令人惊叹。作为USB4 1.0的升级版本，USB4 2.0确实值得期待。需要注意的是，USB4 1.0与此前的规范相比，整合了雷电3的先进技术，具备了超大带宽的数据传输能力，支持和雷电3同等的视频拓展能力，具备充电功能。在雷电3的加持下，USB4 1.0直接成为了目前功能最全、体积最小、速度最快的物理接口，那么在USB4 1.0基础上的USB4 2.0自然也将成为未来最优异的物理接口。

这里笔者解释下，雷电协议是由英特尔和苹果合作开发，目前已经发展到了第四代，也就是雷电4，其中雷电3作为第三代协议，功能齐全、性能顶级，早在2015年雷电3就开始使用USB Type-C接口，然而由于成本过于昂贵，大部分使用搭载雷电3 的Type-C接口的都是诸如iMac等高端设备，USB4 1.0的推出则彻底改变了雷电3接口标准的巨额成本问题。未来随着USB4 2.0的发布，或许雷电3也将变得更加普及。

一般来说，标准的发布与相关设备的推出之间往往会间隔很长一段时间，以USB Type-C为例，2014年其规范就已宣布，但至今许多笔记本电脑仍然没有USB Type-C接口。据Angstronomics预测，英特尔将在 2023 年通过其第 14 代酷睿“Meteor Lake”平台支持 USB 4 2.0 ，因为英特尔已经通过其媒体暗示支持80 Gbps Thunderbolt 输入/输出接口，至于 AMD则将在 2025 年仅提供支持 USB 4 2.0 的 CPU。换句话说，想到等到USB 4 2.0变成主流接口，仍需要很长时间。

从USB的发展史来看，问世二十多年以来，USB 技术的每次更新都带来了巨大的改变，未来势必也将继续向前发展。

写在最后

或许有人会担心，无线技术会不会成为USB技术的头号劲敌，但从目前来看，短期内，无线技术很难撼动USB的地位。一方面无线技术面临着速度问题的限制，传输大量照片或视频所需的时间远高于使用USB，另一方面虽然无线充电技术已经出现，但是这种充电方式仍然存在许多缺陷，目前大部分电子设备依旧采用有线方式充电。

相较于担忧，我们或许更应该期待USB Type-c接口时代的到来，当一个接口连接所有设备将成为可能，USB离真正的通用也就不远了。

文章来源： 半导体行业观察，诺通，霍夫日记