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哪種接口有可能取代USB的地位?

哪種接口有可能取代USB的地位?

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  林士強/北美智權(cn.naipo.com)教育訓練處資深研發創新顧問

  對消費者來說,那一個小小USB的接頭,看起來弱不禁風的,得好好伺候着,特別是智能手機的USB接頭,如果壞了可就不能充電了,因此USB Type C的設計,特別著重在“強壯耐操”,承受得起至少1萬次的插拔,等於平均一天插拔5次,還可以使用約五年半的時間,這已經超過智能手機改朝換代的周期了!

  拿起新買的智能手機,知道一種充電器可以通用,不必再準備好多種充電器,不禁讓我感謝老天。使用移動電話,對我這種“老伯伯”型的使用者來說,有新奇的App,不如使用“簡單”來的重要。多少年來,各種奇型怪狀又不能通用的充電接頭實在擾人,而且既不經濟,也不環保。

  大多數用戶對於產品的原理並不了解,但是對於產品好不好看、耐不耐用、方不方便,以及便不便宜,可都是專家,要求可都不少。

  通用串行總線(Universal Serial Bus,縮寫為USB)是連接計算機系統與外部裝置的一種串行端口總線標準。它是一種輸入輸出的接口技術規範,被廣泛地應用於個人計算機和行動裝置等通訊產品,並擴充功能至攝影器材、數字電視(機頂盒)、遊戲機等其它相關領域,當然也進入智能手機這個領域。

  想當初剛問市時,統一各種裝置的接頭以及支持熱插入的即插即用特性,真的帶來很大的便利。USB是專門針對外接裝置所設計,應用多元而且廣泛。以外接界面而言,現在算是打敗了IEEE 1394和eSATA。

  外接接口直接面對用戶,就是那一群知道的不多,要求卻不少的傢伙,更在意好不好看、耐不耐用、方不方便,以及便不便宜。至於機器裡頭是怎麼運作的,大部分人與筆者一樣毫無興趣,只要能夠“以不變應萬變”,舊有的設備,可以和新的產品相連就好了。USB Type A,B的接口(連接器)確實做到了這點,不論USB的世代如何交替(USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0),使用者好像不會增加使用的麻煩。

  只是USB Type A, B的連接器用在行動裝置上太大了,想要在市場上繼續維持影響力,當然要縮小體積,所以有Mini USB以及更小的Micro USB出現,繼續橫行市場,也讓我這種“老伯伯”對於智能手機的充電器接頭,能夠簡化成剩下Micro USB以及另一種蘋果的接頭而感到如此興奮。(圖一)

哪種接口有可能取代USB的地位?

  行動裝置上如果想用縮小版的USB3.0 (Micro B)的效果其實不太理想,業界的說法是USB3.0 Micro B連接器,不夠強壯耐操(Robustness)。此外USB3.0 Micro B也達不到未來智能手機的要求,有鑒於此,必需提升USB3.0的規格,而事關接口連接的連接器,也有重新設計的必要。這新的連接器,叫做USB Type C,這提升的規格,是USB3.1。USB Type C的長相雖然比Micro USB大,但比USB Type A小,裝在計算機或是行動裝置上,估計是可以被使用者接受的。

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  USB Type C,或是USB3.1的賣點是使用方便,以及傳輸速度提高。

  (一)對消費者而言,使用方便是USB Type C 接頭的賣點之一,因為它的插頭只要對準了插座,不管正面或是反面,都可以使用,不怕弄錯方向,這是以往的USB接頭做不到的。所用的方法並不稀奇,USB Type C採用以多勝少的方法,在連接器裡面多加了一組接點,不論正面或者反面,都有對應的接點,所以就達到了這個目的。

  (二)傳輸速度提高。2008年11月12日USB 3.0推出之後,帶來了5Gbps高速傳輸效能,而USB 3.1帶寬的規格,更加大為10Gbps。傳輸速度規格的提高,並不光是在規格書上寫寫而已,當然要有相應的配套措施。例如,編碼率也要提升,USB 3.0為8b10b編碼,也就是每傳送10bit數據中,只有8bit是真實的資料,剩餘的2bit是做為檢查碼,因此整個帶寬會有高達20% (2/10)的損耗,而新的USB 3.1則是使用128b130b編碼,在130bit的數據中,只需使用4bit做為檢查碼,傳輸損耗率大幅下降為3%(4/132)。

  對消費者來說,USB3.1的傳輸速度比起現在應該是市面上使用最多的USB2.0鐵定感覺快了許多,但是有沒有達到廣告所宣稱的 10Gbps,那就“天知道”了,好的表現,得有好的周邊環境配合,如果沒有好的傳輸線,好的接頭以及好的裝置,是達不到廣告宣稱的10Gbps速度的。 所以消費者得有一分錢一分貨的心理準備,必須多花銀子來換取高性能的表現。

  傳輸速度提高,也讓USB3.1在影音的應用上,能夠沿伸它的影響力。USB傳輸線也可能取代其它顯示接口,成為最實用的影音傳輸線材。使用USB來傳輸畫面其實有很大的便利性,除了USB接口本身就相當廣泛外,還能省去一條電源線,直接以USB提供電力。

  新的USB AV 3.1提供10Gbps帶寬,最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K顯示畫面,同時USB AV也支持HDCP影像加密技術,並搭配更大的電力供應,較大尺寸的顯示器可望也能藉由USB AV 3.1來顯示4K分辨率。另外,現有的裝置和顯示器可透過USB AV轉接器,以USB線來傳送影音。

  USB 3.1的對手是誰?這通常不是消費者所關心的問題,但是未來當USB3.1漸漸普及,3C賣場的店員對你賣弄他專業知識的時候,總不能一臉茫然。

  USB 3.1的對手之一,是由Intel所主導的Thunderbolt接口,它的帶寬比USB 3.0高,而且支持菊鏈式(Daisy-chain)串連應用,Thunderbolt 1.0傳輸帶寬就有10Gbps,Thunderbolt 2.0傳輸速率更達到了20Gbps,相信應該大部分讀者根本沒有看過Thunderbolt,目前比較常見的Thunderbolt裝置,除了 Apple的計算機外,只有少數高階主板、外接儲存和顯示器裝置有採用,相較於USB,能見度其實很低。

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  USB 3.1的對手之二,是已經在影音的應用上佔有一席之地的HDMI,HDMI 1.4可以支持4K分辨率,USB AV 3.1也用來顯示4K分辨率,未來USB 3.1一定有機會與HDMI分食市場。

哪種接口有可能取代USB的地位?

  總結來說,USB 3.1是新一代手機平板計算機共通接口,除了速度可快,理想傳輸速率飆上10Gbps,搭配USB 3.1 Type-C連接器,讓USB 3.1成為強大的外接接口,有機會一統未來手機、平板、計算機傳輸接口,讓我這種“老伯伯”可以更方便來做數字數據的傳輸,以及享受各種影音應用。

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