上周五，GRL帮助JCE成功进行了世界上最长的USB4Gen3电缆认证。 GRL支持了JCE成功地进行了世界上最长的USB4Gen3电缆认证。 关于USB4应该是众所周知的。 这是目前话题最多的USB接口标准。 USB接口包括USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1和USB3.2(USB前世- USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB3.2、USB4.0的区别。 在USB3.1中，分为USB3.1 Gen1和USB3.1 Gen2两部分。 这不被大多数消费者理解，容易混淆。 我想有一个疑问，明明是USB标准的接口，为什么要这样划分，USB3.1 Gen1和Gen2的区别是什么？ 现在，USB4上有Gen3电缆。 今天我们一起在科普下，看看USB4标准和Gen1和Gen2、Gen3的区别。
USB4概要
在介绍USB4之前，必须提到英特尔和苹果共同推出的雷电协议。 雷电协议是一种集成了DisplayPort协议(DP )和PCI-Express协议) PCIe )的组合协议。 雷电1和雷电2的协定相继发表，但反响都很小。 之后，雷电螺栓3协议(Thunderbolt 3，简称TBT3 )上市，传输速度达到40Gbps。 之后，英特尔决定将协议交给美国USB-IF协会。 2019年，USB-IF将雷电3协议(TBT3 )整合到USB 3.2上，推出了USB4 Gen 2×2和USB4 Gen 3×2。 这次改名和以前不同，仍然保留着USB 3.2的名字。 USB4在原有USB 3.2传输速度的基础上翻了一番，达到了40Gbps，也就是USB4 Gen 3×2的速度。 USB4同时支持USB 3.2和TBT3传输。 总之，USB4=USB 3.2 TBT3。 USB4也和USB 3.2一样，有单通道模式和双通道模式，USB4连接器和USB 3.2连接器一样，支持搭载USB PD快速充电协议。
Gen1和Gen2、Gen3的区别
一言以蔽之， Gen是指传输速度，Gen2的理论传输速度为10Gbps，Gen1为5Gbps，USB3.2 Gen2x2为20Gbps，USB4 Gen3x2为20Gbps。 下图
USB命名科学普及
USB既是用于传输数据的协议规范，也是接口技术规范。 1996年，由美国的Intel、微软、康柏、DEC、IBM、日本的NEC、加拿大的北方电信等7家行业巨头组成的非营利组织USB标准化机构(USB Implement Forum，简称USB-IF )成立了USB 在推出更高速的USB 1.1和USB的2008年，由Intel、苹果、惠普、微软、文艺复兴电子、意大利半导体、德州仪器等组成的USB 3.0 Promoter Group行业技术联盟发布了USB 3.0，US B-IIII 2013年至2019年间，Intel等大型企业联合发布了USB 3.0 Promoter Group，USB 3.1、USB 3.2、USB4的协议规范相继发布，并在USB-IF官网上公布更新。
从USB的发展图可以看出，USB从最初发售的USB 1.0到USB4已经经过了24年。 最明显的改善是带宽的增加，在USB 2.0以前主要支持低速(1.5Mbps )、高速) 12Mbps、全速) 480Mbps )。 到了USB 3.0进入超速模式，而且每次升级带宽都翻倍，从最初的5Gbps变成了现在的40Gbps。
USB接口根据标准分为USB1.0、USB 1.1、USB2.0和USB 3.0。 常用的USB2.0接口和USB 3.0接口基于USB标准进行分类。 2013年USB 3.0更名为USB 3.1 Gen 1，同时推出10Gbps带宽的USB 3.1 Gen 2，两者统称为USB 3.1。 2017年，USB 3.1 Gen 1和USB 3.1 Gen 2分别发生了变化
名为USB 3.2 Gen 1和USB 3.2 Gen 2。同时加入了带宽为10Gbps的USB 3.2 Gen 1×2和带宽为20Gbps的USB 3.2 Gen 2×2，这4个统称USB 3.2。至此进入了USB 3.2时代，而USB 3.0的名字已经成为历史。总之，USB 2.0还保留着，而USB 3.0现在已经被USB-IF协会改名为USB 3.2 Gen 1了，而且还多了USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 1×2和USB 3.2 Gen 2×2。其中USB 3.2 Gen 1×2和USB 3.2 Gen 2×2表示USB 3.2 Gen 1和USB 3.2 Gen 2的双通道模式，而USB 3.2 Gen 1和USB 3.2 Gen 2是单通道模式。
USB编码方式科普
USB 3.1和USB 3.2都是为了提升带宽而推出的，USB4的设计目标仍然保持不变。不过这一规范的发布同样是为了整合USB Type-C生态以及减少终端用户的困惑。新的USB4标准虽然推出了新的底层协议，但仍可以与现有的USB3.2、USB2.0以及Thunderbolt 3兼容。USB4将采用双路双单工的架构，加倍了Type-C的传输带宽，传输速率至少要达到20Gbps，可选40Gbps，最大传输速率是上一代USB 3.2的两倍，对认证的接口和线缆也将提供两种不同的Logo（英特尔宣布USB4接口连接器，分成两版本）。对于40Gbps的USB4，其编码方式依然是USB 3.2所用的128b/132b，而20Gbps将采用64b/66b，即40Gbps的USB4每传输128个Bit，需要发送130个Bit，那么，PCIe3.0协议的每一条Lane支持8 * 128 / 130 = 7.877 Gbps = 984.6 MB/s 的速率，一条USB4x2的通道(USB4 Gen 3 x 2是全双工，双通道传输数据的，每个通道同时发送和接收数据),x2的可用带宽为7.877*2 = 15.754 Gbps = 15.754 GB/s，双向带宽高达31.5GB/s,编码方式决定带宽及传输速度。
USB4结构传输数据
USB带宽及lanes科普
对于USB来说，每一个通道有两个差分对，一个用于发送，一个用于接收。PCIe也一样是全双工通信，会同时发送和接收数据，通道的定义也符合这一点。下图为USB Type-C母座，共有两个通道，即高速通道0和高速通道1，我们称之为Lane 0 Adapter和Lane 1 Adapter。即通道0适配器和通道1适配器 。这里的适配器可以当做信号转换器来理解。USB是全双工通信，每一个通道有两个差分对，一个用于发送，一个用于接收。即差分对TX1+和TX1-用于发送数据，差分对RX2+和RX2-用于接收数据，两个差分对组成高速通道0，即Lane 0 Adapter。同理，差分对RX2+和RX2-用于接收数据，差分对TX2+和TX2-用于发送数据，两个差分对组成高速通道1，即Lane 1 Adapter。与Lane 0 Adapter和Lane 0 Adapter相连的通道称为Lane 0和Lane 1。单通道模式就是只有lane 0和lane 1其中之一来传输USB数据，另一个用作其他用途。比如USB 3.2 Gen 1和USB 3.2 Gen 2，都是通过单通道来传输数据的。其中USB 3.2 Gen 1的传输速度为5Gbps，因为单通道是发送和接收同时进行，所以传输速度指的是发送或者接收中的一个的速度。就拿lane 0来说，有TX1+、TX1-和RX2+、RX2-这两个差分对，lane 0的传输速度指的就是TX1+、TX1-差分通道的速度为5Gbps，或者说是RX2+、RX2-差分通道的速度为5Gbps，用lane 1的传输数据时，速度同理。USB 3.2 Gen 2的传输速度为10Gbps，在USB 3.2 Gen 1基础上翻倍了，其实就是说USB 3.2 Gen 2通过lane 0的发送或者接收的差分通道传输速度翻倍为10Gbps，同理用lane 1传输数据时，发送或者接收的差分通道传输速度也是10Gbps。
双通道模式就是lane 0和lane 1都用来传输USB数据。比如USB 3.2的USB 3.2 Gen 1×2和USB 3.2 Gen 2×2，USB4的USB4 Gen2x2和USB4 Gen3x2，都是通过双通道来传输数据的。如何判断是单通道模式，还是双通道模式？“Gen”后面数字如果带有“x2”字样就表示双通道模式，如果没有“x2”字样或者写的是”x1″字样，就表示单通道模式。同一个USB版本规范，双通道模式传输速度是单通道传输速度的2倍。比如USB 3.2 Gen 1×2的传输速度是USB 3.2 Gen 1传输速度的两倍，因为USB 3.2 Gen 1传输数据只用了一个5Gps的通道 ，而USB 3.2 Gen 1×2传输数据用了两个5Gps的通道，所以传输速度就变为了10Gbps。单通道传输的USB 3.2 Gen 2 的传输速度是在同样单通道传输的USB 3.2 Gen 1(5Gbps)基础上翻倍了，变成了10Gbps，同理，双通道传输的USB 3.2 Gen 2×2的传输速度自然就变成了USB 3.2 Gen 2的2倍，即20Gbps。USB4的USB4 Gen2x2是双通道传输，维持了USB 3.2 Gen 2×2同样的传输速度20Gbps。USB4的USB4 Gen3x2也是双通道传输，在USB4 Gen2x2基础上翻倍，变成了40Gbps。上面提到过，从USB 3.2开始就只支持USB Type-C接口，而不再支持Type-A和Type-B接口了。这是为什么呢？因为从USB 3.2开始定义了USB数据传输的双通道模式，即两组差分对用来发送，两组差分对用来接收，需要4组差分对，只有USB Type-C接口能提供4组差分线。单通道模式是一组差分对用来发送，一组差分对用来接收。Type-A和Type-B接口只能提供2对差分线，只适用于单通道模式。总之，因为引入了双通道传输USB数据的模式，所以使得USB 3.2及之后的USB4都只能支持USB Type-C接口。
可传输接口的科普
USB接口按照型号分为Type-A，Type-B和Type-C三种。Standard-A属于Type-A，Micro-B属于Type-B，USB 3.1接口及之前，除了Type-C，还有Type-A和Type-Micro B;Type-MINI B等几种型号，而到了USB 3.2接口就只支持Type-C了。是因为过去的连接器如USB Type-A 或Micro-B，仅支援单通道传输，无法支援USB3.2及USB4。USB 传输速度最快支援40G (20Gbps x2)，并可同时传送。
JCE此次1.2米线缆能取得USB4 Gen3 Full-Featured USB-CCable(USB4 40Gbps)认证，彰显JCE的实力，特別是1.2米线缆，更是突破了USB-IF规范所建议极限长度，再一次充分表明JCE在线缆行业的标杆地位，同时也可以看出业界大厂对USB4未来市场的信心，USB4未来可期！
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双通道模式就是lane 0和lane 1都用来传输USB数据。比如USB 3.2的USB 3.2 Gen 1×2和USB 3.2 Gen 2×2，USB4的USB4 Gen2x2和USB4 Gen3x2，都是通过双通道来传输数据的。如何判断是单通道模式，还是双通道模式？“Gen”后面数字如果带有“x2”字样就表示双通道模式，如果没有“x2”字样或者写的是”x1″字样，就表示单通道模式。同一个USB版本规范，双通道模式传输速度是单通道传输速度的2倍。比如USB 3.2 Gen 1×2的传输速度是USB 3.2 Gen 1传输速度的两倍，因为USB 3.2 Gen 1传输数据只用了一个5Gps的通道 ，而USB 3.2 Gen 1×2传输数据用了两个5Gps的通道，所以传输速度就变为了10Gbps。单通道传输的USB 3.2 Gen 2 的传输速度是在同样单通道传输的USB 3.2 Gen 1(5Gbps)基础上翻倍了，变成了10Gbps，同理，双通道传输的USB 3.2 Gen 2×2的传输速度自然就变成了USB 3.2 Gen 2的2倍，即20Gbps。USB4的USB4 Gen2x2是双通道传输，维持了USB 3.2 Gen 2×2同样的传输速度20Gbps。USB4的USB4 Gen3x2也是双通道传输，在USB4 Gen2x2基础上翻倍，变成了40Gbps。上面提到过，从USB 3.2开始就只支持USB Type-C接口，而不再支持Type-A和Type-B接口了。这是为什么呢？因为从USB 3.2开始定义了USB数据传输的双通道模式，即两组差分对用来发送，两组差分对用来接收，需要4组差分对，只有USB Type-C接口能提供4组差分线。单通道模式是一组差分对用来发送，一组差分对用来接收。Type-A和Type-B接口只能提供2对差分线，只适用于单通道模式。总之，因为引入了双通道传输USB数据的模式，所以使得USB 3.2及之后的USB4都只能支持USB Type-C接口。
可传输接口的科普
USB接口按照型号分为Type-A，Type-B和Type-C三种。Standard-A属于Type-A，Micro-B属于Type-B，USB 3.1接口及之前，除了Type-C，还有Type-A和Type-Micro B;Type-MINI B等几种型号，而到了USB 3.2接口就只支持Type-C了。是因为过去的连接器如USB Type-A 或Micro-B，仅支援单通道传输，无法支援USB3.2及USB4。USB 传输速度最快支援40G (20Gbps x2)，并可同时传送。
JCE此次1.2米线缆能取得USB4 Gen3 Full-Featured USB-CCable(USB4 40Gbps)认证，彰显JCE的实力，特別是1.2米线缆，更是突破了USB-IF规范所建议极限长度，再一次充分表明JCE在线缆行业的标杆地位，同时也可以看出业界大厂对USB4未来市场的信心，USB4未来可期！