标签: 线缆与连接器

USB4 和 Thunderbolt™ 4 功能强大且便利性高，两者皆以 USB Type-C 作为统一接口，都只需要一条线便能做到画面显示、充电、资料传输等多项功能。 不论是从外观还是功能， USB4 和 Thunderbolt™ 4 都有许多的相似之处，想要分辨出两者之间的差别确实也没那么容易，但如果你也有追根究底的好奇心，不妨来看看我们精心整理的完整信息，让你一次搞懂 USB4 和 Thunderbolt™ 4 的个中差异！ USB 的发展史 USB (全名为Universal Serial Bus) 在现在的生活中随处可见，是目前科技产品中最为普遍的传输接口。USB除了被广泛地应用于计算机、手机和各种周边产品，更同时扩展至其他领域产品。 USB最初是由Intel和Microsoft共同倡导发起，为了解决计算机周边多种装置的连接问题，并将「即插即用」视为设计目标，USB于1996年发布了 USB 1.0，数据传输速度为1.5Mbps（Low-Speed）和12Mbps（Full-Speed） ，但此时尚未于市场普及。 USB 2.0 直到2000年进入 USB 2.0 时代，随着理论传输速度提升至 480Mbps ，再加上支持USB接口的个人计算机大量普及，USB才逐步成为个人计算机的标准接口，但也是在此时期，各式各样的USB接口开始如雨后春笋般大量涌现，推陈出新的速度之快更是让人目不暇接。 随着USB 2.0逐渐成为市场主流，各种USB接口也应运而生 (图片出处：wikimedia) USB 3.0 来到了2008年11月，新发布的 USB 3.0 将理论传输速度大幅提升到 5Gbps ，并向下兼容USB 2.0，相较于USB 2.0，USB 3.0在接口上也略有差异，这同时也让USB的接口大乱斗变得更加混乱。 USB 3.0的各种接口外观 (图片出处：wikimedia) USB接着在2013年及2017年陆续发布了 USB 3.1 和 USB 3.2 ，并将理论传输速度分别提升到 10 Gbps和20 Gbps 。随后更在2014年和2019年历经了两次的重新命名之乱，而USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2各个规格的命名更是让人傻傻分不清楚。 就在2014年开启命名之乱的同时，新发布的 USB Type-C 接口则被预期是未来的救世主，要来一统之前的USB接口大乱斗，不过必须注意的是， USB Type-C 只是接口，和其中的供电、显示、传输并无相关，真正影响其功能的是USB规格。 USB4 时间来到了2019年，终于迎来了本文的主角之一 USB4 ，所幸USB4这一次并未再次开启上一次的命名混乱，其传输速度可支持 20Gbps ，最大传输速度也再次翻倍来到 40Gbps ，最重要的是， USB4只采用USB Type-C接口 ，且 必须支持PD且最高达到100W(2021年12月USB-IF新版规格PD3.1 EPR，由原本100W提升至240W) ，此外，USB4也向下兼容USB 2.0和 USB 3.2，以及支持Thunderbolt™ 3/4。 USB4 目前的相关规格和对应图标( 图片出处 ：USB-IF Logo License – Trademark Requirements Chart) Thunderbolt™的演进 Thunderbolt™ 则是Intel在2009年所研发的一种高速 I/O 接口，主要目的是用来做为计算机与其他设备的传输线材，希望能替代并统一计算机上数量繁多的各种接口。 Intel在2011年发表了Thunderbolt™第一代，接口与 Mini DisplayPort 做整合，传输速度可达10Gbps，并且可透过 Daisy-chain 连接最多六个周边设备。 Thunderbolt™ 1界面和线材 2013年推出的 Thunderbolt™ 2 ，其传输速度翻倍达到 20Gbps ，接口与第一代一样，仍旧是采用 Mini DisplayPort 。 2015年则推出 Thunderbolt™ 3 ，传输速度再次翻倍达到 40Gbps 。除此之外， Thunderbolt™ 在这一代也做出了一个重大的改变，不仅接口改用 USB Type-C ，最大供电 100W ，并支持两个4K屏幕或一个5K屏幕。也多亏了与 USB Type-C 结合的这个决定，使得Thunderbolt™ 3较Thunderbolt™ 和Thunderbolt™ 2都要普及。 Thunderbolt™ 3界面改用USB Type-C 至于在2020年推出的 Thunderbolt™ 4 ，界面一样采用 USB Type-C ，虽然最高传输速度仍然 40Gbps ，但在 PCIe 的带宽则从Thunderbolt™ 3的16Gbps升级到 Thunderbolt™ 4的32Gbps ，这也代表从储存装置和外接显示适配器等PCIe装置来看， Thunderbolt™ 4 的传输速度和效能都有显著的提升。而充电功率仍维持在 100W (PD3.1之后提升到240W) 。 Thunderbolt™ 4图示 USB4 & Thunderbolt™ 4：规格差异看仔细 从外观上来看，USB4 和 Thunderbolt™ 4同样使用USB Type-C接口，从最高传输速度来看，同样也支持40Gbps，并且也同样支持影像输出和供电最高240W，因此很容易将两种分不清，那USB4和Thunderbolt™ 4究竟有什么不同之处呢？ 答案揭晓：两者最明显的差异就在于 「最低规格要求」 支援带宽 虽然两者的最高支持带宽都是40Gbps，但USB4有USB4 20Gbps和USB 40Gbps，因此最低规格只需要20Gbps，反观Thunderbolt™ 4则只有40Gbps一种规格。 充电功率 从充电功率上来看，虽然最高都支持240W，但USB4 的最低标准降至 7.5W，而Thunderbolt™ 4则在15W。 数据传输速度 至于在数据传输上，USB4最低需支持USB 3.2的 10Gbps，而Thunderbolt™ 4则可以从 USB 3.2中得到 10Gbps，或是透过 PCIe 达到 32Gbps。 支持显示器 支持显示的部分，USB4支持一个显示器，但没有最低支持分辨率的要求；反观Thunderbolt™ 4则必须能够支持两个4K 60Hz屏幕或一个8K 30Hz屏幕。 除了上述列到的4个主要重点外，我们也在下表整理出其他在Thunderbolt™ 4被列为基本配备，但在USB4中则是选配的细节功能。 简而言之，Thunderbolt™ 4 和USB4 的规格虽然非常相似，但Thunderbolt™ 4在最低规格的需求上相较USB4来得高，确保其基本效能，并且Thunderbolt™ 4是兼容USB4的。反过来USB4是否要支持Thunderbolt™ 4则变成选配了。 USB4和Thunderbolt™ 4常见的Bug问题 USB4 和 Thunderbolt™ 4功能强大且便利性高，以USB Type-C作为统一接口，只需要透过一条线便能做到画面显示、充电、数据传输等功能，且周边可搭配使用的设备亦是种类繁多，但在带给使用者便利的同时，伴随着的便是更多产品功能性问题和设备之间兼容性问题的产生。 根据百佳泰大数据数据库的统计与分析，在USB4实测中所遇到的Bug问题类型可说是让人眼花撩乱，而其中比例最高的前几名分别是： Software Black screen OSD Video Device function USB4 Bug Report统计分析 进行Thunderbolt™ 4测试时的Bug Report分析如下，其中比例最高的前几名依序是： Software Black screen Device detected issue Video OSD Thunderbolt™ 4 Bug Report统计分析 从上方资料的分析来看，USB4 和 Thunderbolt™ 4所遇到的问题种类其实相差无几，名列前几名的Bug问题也都十分相似。 首先，第一名都是Software相关的问题 ，许多USB4 和 Thunderbolt™ 4的产品为了使产品的优势扩大，厂商都会设计相对应的App让使用者能够更加方便使用，但若是App还不够成熟，反而容易产衍生出消费者在操作上的诸多困扰。另外也有一些产品标榜着可以搭配第三方的App来使用，遇到的问题当然也是不少。 Bug example: Software Bug第二名是Black screen ，此类问题是指屏幕无法正常收到系统的送出讯号，导致无法显示画面。由于此类问题在Bug Report中属于十分常见且相对严重的类型，因此特地从Video的分类中独立出来，从图表中我们可以发现，Black screen在USB4 和 Thunderbolt™ 4产品中至少都占据近14%的比例，足以想见该问题之重要性。 Bug example: Black screen 接着我们来看USB4的第三名OSD（在Thunderbolt™ 4则是第5名） ，OSD是 On Screen Display的缩写，泛指显示器类别的产品自身能显示在屏幕上的文字或图标，一般指屏幕上本身的Main Menu显示的内容，而此类型问题也是平面显示器常会遇到的Bug之一。 至于Thunderbolt™ 4的Bug第三名则是Device detected issue ，通常代表着接口设备无法被正常检测到，导致无法辨识设备，进而影响到其功能的正常运作，此问题在USB4所占比例为3.51%，由于USB Type-C接口的设备种类和厂牌非常多，因此兼容性的相关问题绝对不容小觑。 Bug example: Device detected issue USB4 和 Thunderbolt™ 4的Bug第四名皆为Video ，包含画面抖动、闪烁、噪声等画面显示异常的各种情况，由于此类问题最容易被使用者所观察到，因此也会直接影响到用户对该产品的信任度。 USB4的Bug第五名是Device function 。由于USB Type-C接口的设备种类和厂牌非常多，因此该分类往往涵盖着许多不同产品的功能性问题。如果我们一一细分来看，又能进一步地拆分出许多不同的问题类别，例如像是USB Hub、Touch function、KVM、LED indicator…等功能，以及各家产品特有的功能和设计。 Bug example: Device function 此外， Thunderbolt™Charging分类的Power Delivery也是USB4 和 Thunderbolt™ 4上相当重要的一项功能，且分别占据6.02%和7.61%的高比例，也需特别去重视。 Bug example: Charging

据报导，日前欧盟已正式立法决议，为大幅减少电子垃圾的产生，自2024年秋季起， 电子产品将全面改以 USB Type-C 界面充电 。此消息一出，可预期将有越来越多3C产品选用USB Type-C接口，同时也会连带地带动大瓦数行动电源及供电量需求，并将电量负载提升至48V/5A。 除了充电外，USB Type-C也应用在手机等等。这也不禁令人好奇想问，届时接口全数统一了以后，装置间的连接真的就会变得更加便利吗？ USB Type-C应用产品多元 线缆规格眼花撩乱 USB Type-C涵盖了USB 3, USB4, Thunderbolt 3, Thunderbolt 4…等许多协议，而不同的产品应用也对应着不同的USB版本速率，如下表所示： 虽然同样都是使用USB Type-C接口，但由于协议版本及速率的不同，想要达到最佳效能，在系统/装置/USB Type-C线缆匹配上必需具备一致性。而不同装置或是系统，所需的线缆也不尽相同。单单是速率，USB Type-C线缆就有以下的分别： 图片出处：Intel 随着传输速率的提升，高速设备的供电量需求也越来越大，故USB Type-C势必得推出各种规格来对应。USB-IF在2021年所发布的USB PD 修订版 3.1 规范中便提出了 EPR供电（Extended Power Range，扩充功率范围） 需达到最大240W的供电来因应高供电量的需求。综合以上所述，线缆规格及版本速率的分类之多几乎令人眼花缭乱，不免也让消费者在购买时容易产生选择上的疑惑。 为了改善此情况，2022年3月USB-IF提出了线缆结合传输速率及支持电源能力的认证，也重新定义了线缆的规格。未来线缆不用再分版本，而是以 「通用的速率及供电」 来 进行区分。 图片来源：USB-IF USB Type-C不容轻忽的兼容性问题 由于不同种类产品的规格需求略有差异，即使是工程师，也无法在一时半刻内就找到最适合的USB Type-C线缆，当年那种「一条线缆打通关」，随手捡起一条线缆就可适用当下的系统与设备、便能应用出最高效能的美好日子早已不复在。然而广大的消费者在日常生活的使用上往往还是习惯，甚至主观地认定USB Type-C就是必须要能够线缆共享。 因此即使速率与供电不一定相匹配，也绝对要想方设法维持可正常运作的最低规格。 而在各种消费者可能使用的情境下，要是连基本功能都无法正常连接，就极有可能令消费者在使用上感到不快。