USB 3.2

USB 3.2是USB開發者論壇於2017年7月宣布推出的USB連線界面標準,基於USB 3.1改良而來。該標準通過引入雙通道技術,在使用USB Type-C連線器時,理論傳輸速率最高可達20Gbps,並保持向下兼容舊有規範。

USB 3.2標準整合了先前的USB 3.0與USB 3.1命名,包含多個子版本。其中,USB 3.2 Gen 1(原USB 3.0)傳輸速度為5Gbps,USB 3.2 Gen 2(原USB 3.1 Gen 2)速度為10Gbps,而USB 3.2 Gen 2x2則利用雙10Gbps通道實現20Gbps速率。

基本介紹

  • 中文名:USB 3.2
  • 外文名:USB 3.2
發展歷史,技術規格,產品設計,套用與兼容性,相關事件,

發展歷史

USB 3.2標準由USB開發者論壇(USB-IF)於2017年發布,具體時間點為2017年7月25日宣布,並於2017年9月正式推出。該標準是基於USB 3.1的改良版本。其最主要的技術改進是引入了雙通道技術,通過同時使用USB Type-C連線器中的兩組高速數據通道,將理論傳輸速率從10 Gbps提升至20 Gbps。
為了簡化命名體系,USB-IF在2019年左右推動了一次命名統一。根據新的規範,原有的USB 3.0、USB 3.1 Gen 1、USB 3.1 Gen 2的版本命名都將消失,統一被劃入USB 3.2的序列。三者分別被重新命名為USB 3.2 Gen 1(5 Gbps)、USB 3.2 Gen 2(10 Gbps)和USB 3.2 Gen 2x2(20 Gbps)。其中“Gen”代表代際,“x2”代表雙通道操作。
此次統一命名的初衷是簡化標準體系,但由於新名稱(如USB 3.2 Gen 2x2)較為複雜,且與舊名稱並存,在推廣初期反而加劇了消費者的混淆。作為應對,USB-IF後續推出了更直觀的新標識系統,旨在摒棄令人困惑的術語。新標識直接在設備和線纜上標註“USB 20Gbps”、“USB 10Gbps”等速度等級,以取代複雜的版本名稱。
USB 3.2標準的制定,不僅將SuperSpeed USB的傳輸速率推向了20 Gbps的頂峰,其雙通道技術和對USB Type-C接口的深度整合,也為後續更高速率、更集成的USB4標準的誕生奠定了重要的技術基礎。

技術規格

USB 3.2是USB-IF於2017年發布的標準,它整合併重新命名了此前的USB 3.0和USB 3.1標準,主要包含USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2和USB 3.2 Gen 2x2等子規格。
USB 3.2 Gen 1(原USB 3.0/3.1 Gen1)的市場推廣名為SuperSpeed USB,理論傳輸速率為5 Gbps,採用8b/10b編碼,支持Type-A、Type-C等多種接口,典型供電能力為5V/0.9A。USB 3.2 Gen 2(原USB 3.1 Gen2)的市場推廣名為SuperSpeed USB 10Gbps,理論傳輸速率為10 Gbps,採用128b/132b編碼,建議使用Type-C接口,支持USB PD協定,供電能力提升至20V/5A。USB 3.2 Gen 2x2的市場推廣名為SuperSpeed USB 20Gbps,理論傳輸速率為20 Gbps,採用128b/132b編碼,必須使用Type-C接口和線纜,支持USB PD協定,最高可提供100W充電功率。此外,還有一個較少使用的版本稱為USB 3.2 Gen 1x2,其速率為10 Gbps。
USB 3.2 Gen 2x2實現20Gbps速率的關鍵在於雙通道操作。該技術利用USB Type-C接口的兩組差分對(TX1+/TX1-, RX1+/RX1-和TX2+/TX2-, RX2+/RX2-)進行雙向傳輸,從而在單根USB Type-C傳輸線上實現兩條10Gbps通道的綁定。
所有USB 3.2規格均向下兼容USB 2.0/1.0等舊標準。要實現標稱的最高速率(尤其是20Gbps),需要主機(晶片)、設備(外設)、線纜三者同時支持對應的規格。USB 3.2 Gen 2及更高版本與Type-C接口關聯緊密,但Gen1和Gen2也可通過Type-A接口實現,而Gen 2x2則強制要求Type-C接口。

產品設計

USB 3.2 Gen1常見於藍色舌片的USB-A接口,也存在於Type-B和Micro-B接口,理論速率5Gbps。USB 3.2 Gen2在主機板上的USB-A接口常以紅色舌片或標註“10Gbps”作為標識,也廣泛用於Type-C接口,理論速率10Gbps。USB 3.2 Gen 2x2必須使用Type-C接口,理論速率20Gbps。基於此標準的產品包括高速隨身碟、移動固態硬碟(SSD)、擴展塢/分線器等。
Type-C接口具有正反可插、小巧的特點。其雙通道設計是實現USB 3.2 Gen 2x2(20Gbps)高速傳輸的關鍵技術基礎。USB-IF在制定USB 3.2標準時已將Type-C列為推薦甚至必需接口。
用戶可以通過接口舌片顏色進行區分,藍色通常對應Gen 1,紅色可能對應Gen 2或Gen 2x2。此外,印刷標識如“SS”代表SuperSpeed對應Gen 1,“SS10”代表10Gbps對應Gen 2。USB-IF最新推行的標識系統會直接標註速度,例如“USB 10Gbps”、“USB 20Gbps”。

套用與兼容性

USB 3.2憑藉其高速傳輸特性,廣泛套用於需要快速數據交換的場景。具體套用領域包括外接存儲設備如固態硬碟和大容量隨身碟。USB 3.2 Gen 2 Type-C接口支持4K/60Hz高解析度視頻傳輸,但這需要支持DisplayPort Alt Mode。此外,USB 3.2還面向機器視覺系統,並可用於汽車信息娛樂系統的固件與地圖數據更新。
USB 3.2標準在設計上保持了向下兼容性。USB 3.2設備可以連線至較舊的USB 2.0、USB 3.0或USB 3.1連線埠,反之亦然。在這種混合連線的情況下,數據傳輸速度將自動降至連線連線埠所支持的最高速率運行。
要充分發揮USB 3.2的傳輸能力,例如達到USB 3.2 Gen 2x2的20Gbps,需要三個關鍵組件同時支持對應的規格:主機、設備以及連線數據線。特別需要注意的是,USB 3.2 Gen 2x2必須使用USB Type-C接口和線纜才能實現,傳統的Type-A連線埠最高僅支持10Gbps速度。
儘管有標準規範,但由於USB實施者論壇並未強制要求產品進行100%的兼容性認證測試,不同廠商生產的USB 3.2設備、線纜和主機之間可能存在兼容性問題。這催生了業界對於客制化兼容性測試的需求,即廠商根據自身產品特點制定額外的測試項目以確保更好的互操作性。
USB 3.2是後續USB4標準的重要技術基礎之一。USB4規範構建在現有的USB 3.2和USB 2.0架構之上,並保持對它們的兼容。

相關事件

2017年USB實施者論壇發布USB 3.2標準時,將原有的USB 3.0、USB 3.1標準統一更名為USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2和USB 3.2 Gen 2x2。這種複雜的命名方式如USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2長期被批評為令人困惑。
針對命名混亂的長期批評,USB實施者論壇推出了全新的標識系統。新標識摒棄了“USB 3.2 Gen 2×2”等複雜術語,轉而直接標註傳輸速度和最大充電功率,例如“USB 20Gbps”、“USB 10Gbps”。此舉旨在簡化消費者識別過程,並計畫在設備包裝、接口標籤上推廣使用。預計戴爾等筆記本製造商將率先在產品上採用新標籤。
在標準發布後的初期,主要晶片製造商如AMD和Intel並未立即在其主流晶片組中提供對USB 3.2的原生支持。這使得早期想要使用該高速接口的用戶需要依賴主機板廠商集成的第三方USB主控晶片或自行購買PCIe擴展卡。這在一定程度上影響了USB 3.2 Gen 2x2的早期普及速度。

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