對于蘋果來說2020年是一個不平凡的一年，首次在秋季召開了3場發布會，發布了一系列重磅的產品，常規升級的Apple Watch以及iPad、外觀大改的iphone 12系列，以及最重要的基于蘋果自研M1芯片的macBook Air、Pro、以及Mac mini，無論是對蘋果自己還是整個筆電行業來說都是一次大震動。
蘋果的一系列動作也在踐行著蘋果的理念，打造產品生態，使用全套服務。蘋果自研芯片M1確實是大動作，不過除了這個小編還關注到了一個不同的地方，在新款MacBook筆記本的介紹當中已經將接口的介紹變成了兩個雷靂/USB4端口。兩個USB4接口均支持充電、DP視頻傳輸、雷電3協議以及USB3.1 Gen 2。
USB4是什么？它出現在了蘋果最新款的Mac產品上是不是也代表了最新的傳輸標準，今天就來聊聊傳輸標準的發展史。
一、物理接口變遷史
USB接口是生活中最常見的接口之一，無論是充電還是數據傳輸。但無論是充電還是數據傳輸一個單純的USB-A接口也也分好多種類。USB全稱Universal Serial Bus，中文名稱通用串行總線，由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司于1994年底聯合提出。
USB接口使用范圍非常廣泛，被廣泛地應用于個人計算機和移動設備等信息通訊產品，并擴展至攝影器材、游戲機等其它相關領域，也是目前最常見的接口類型之一。
目前常見的USB-A接口內部白色底座，當然也有其他配色的接口。從上圖中可以看出USB-A接口內部有4個觸點，其中兩側的2個觸點稍長一些，中間的2個觸點稍短一些。這是因為兩側較長的觸點負責電力連接，中間的兩個稍短的觸點負責數據通訊。所以原則上在拔掉線材時先斷開數據傳輸再斷電，可以防止數據損壞。內部帶有4個針腳USB-A接口也是使用范圍最廣，使用時間最長的接口之一。直到2020年的現在依舊有很多設備在使用。
后來USB-IF和Intel等大公司推動USB-A接口的發展，一種新的接口類型出現了。整個接口的大小不變，只不過內部的觸點數量由此前的4個增加到了9個，并且USB-A接口的性能也大幅度增強。
USB-A接口發展較早，加上有很多科技巨頭主推，所以得以快速的普及。但USB-A接口也不是很完美的，接口體積較大，并且不支持盲插，所以相信有很多用戶在使用的時候需要嘗試2次甚至3次才可以成功連接。
USB-C的出現徹底改變了這一局面，USB-C全稱USB Type-C，也叫Type-C。是一種新型的物理接口類型，其規范由USB標準化組織USB-IF發布。相較于USB-A來說，USB-C有著體積小、支持盲插等特點，徹底解決了’USB永遠插不準‘的世紀難題。
正因為如此使得USB-C得以在很多設備上使用，在2020年的今天USB-C接口已經非常普及，但USB-C真正第一次出現在大眾的眼前是在2015年，首款USB-C手機樂視超級手機1、首款USB-C筆記本New Macbook、首款平板Nokia N1、首款USB-C充電器Apple 29W、首款USB-C充電寶羽博YB-CP1，這些先行者為日后USB-C接口迅速普及做出了推動作用。
相較于USB-A，USB-C除了物理接口體積更小，支持盲插等特點外，內部可以容納更多的針腳也是USB-C的特點之一。由于單個針腳的體積更小，所以在USB-C接頭內部最多可以容納24個針腳，也就是常說的滿pin的針腳。
針腳數量越多也就代表著可以實現更多的功能特性，至于都有哪些功能特性，這個我們會在后面提及。但從2020年推出的設備與接口的更新迭代來看，USB-C大有取代USB-A成為新一代大眾普及的接口類型。
二、充電功率的提升
由于USB1.0和1.1過于老舊，這里就直接略過，直接從USB2.0開始聊起。USB2.0是以USB-A物理接口類型存在的，上面也提到了最初的USB-A接口內部只有4個觸點用于傳輸電力和數據，當然，最大輸出電流也僅有5V 500mA。
到了USB3.0階段，USB-A內部的針腳就從4個增加到了9個，同時充電性能也有所增強，支持最大5V 900mA的充電，雖然有所增強，但在現在看來肯定是不夠看的。這也就是為什么將數據線插在筆記本或者臺式機箱的USB-A接口充電慢的原因，因為電流小，僅僅處于能充電的程度。
常規的USB-A接口支持的充電不高（魔改USB-A暫且不談），這時候USB-C和PD出現了。USB-C的出現使得充電變的不同，最高可以支持20V5A 100W的功率傳輸，USB-C的出現瞬間就讓充電功率有了質的提升。
三、USB接口傳輸速率的提升
前面已經講了一些常見的接口類型，USB-A到USB-C算是一個大的接口迭代。而每個物理接口還會因為內部針腳的不同而存在著不同的功能特性，下面就來講一下基于這些物理接口所支持的傳輸速度的不同。
USB2.0是最常見的傳輸速度標準，但有2.0有沒有1.0呢？這個是有的，只不過由于時間太過久遠與傳輸都太慢而逐漸被遺忘。最初的USB1.0推出于1996年，但傳輸速度只有1.5M/s。1998年升級為USB1.1，速度也提升到了12M/s，現在USB1.0和1.1已經很少見了。
USB2.0規范是由USB1.1規范演變而來的，于2000年推出。USB2.0將傳輸速度提升到了480Mbps，也就是60MB/s，被稱之為HighSpeed，這一協議標準存在時間最長，到2020年今天依舊有大部分USB-A接口在使用著USB2.0的標準。
這里需要提醒大家，上面的USB1.0、USB1.1、USB2.0的命名規范還算正常，對應的傳輸速度標準也很好理解。從USB3.0開始，傳輸速度變快，命名規則也變得更多了。
2008年，USB 3.0由英特爾、惠普、NEC、NXP半導體以及德州儀器（Texas Instruments）等公司共同開發，由USB-IF于2008年11月份推出。USB3.0的發布將傳輸速度標準從480Mbps提升到了5Gbps，也就是625MB/s，傳輸速度變快了，命名也被更新了，新的USB3.0傳輸速度標準被稱之為SuperSpeed。
不過后面USB3.0的命名被USB-IF改了2次，第一次將USB3.0改為USB3.1 Gen 1，第二次將USB3.1 Gen 1改為了USB 3.2 Gen 1。按照USB-IF的說法是為了統一命名規范，可是改到最后用戶也無法準確的分辨出哪個是USB3.0標準了。雖然被改了2次名字，不過傳輸速度標準依舊為5Gbps，這一點倒是沒變。
2013年，USB3.1發布，將數據傳輸標準從5Gbps上升到10Gbps，也就是1250MB/s，整整翻了一倍，而這一標準也被稱之為SuperSpeed+。不過，后面USB-IF將USB3.1陸續更名為USB3.1 Gen2和USB 3.2 Gen2，雖然名字變了兩次，不過傳輸速度標準還是10Gbps，也就是USB3.1的傳輸速度。
2017年，USB3.2發布，將傳輸速度標準從USB3.1的10Gbps再度提升，而且依舊是翻倍的提升，最高可達20Gbps，也就是2500MB/s。嗯，是的，USB-IF又來改名了，不過這次只改動了一次，也就是USB3.2 Gen2x2。還是那句話，雖然命名改動了，但傳輸速度標準還是20Gbps，還是USB3.2。
四、另辟蹊徑的蘋果與雷電接口
相較于USB協議的發展，雷電接口的發展要簡單許多。這里就還需要提到蘋果了，從1976年4月蘋果成立，到1976年Apple I到1998年第一臺iMac發布再到2007年初代iPhone的發布，蘋果一系列的動作都說明了蘋果在很多時候都沒有隨波逐流，而是自己站出來引領潮流。之所以在介紹雷電接口的時候提到蘋果是因為蘋果就是雷電接口的締造者之一。
雷電接口即Thunderbolt，這個字眼相信在蘋果官網瀏覽Mac電腦的時候經常看到。2011年，英特爾與蘋果合作開發的、技術代號為“Light Peak”的Thunderbolt正式公布。而且雷電接口融合了PCIE和DisplayPort兩種通信協議，所以在全功能TYPE-C之前，雷電接口是罕見同時支持高速數據傳輸和視頻/音頻傳輸的多功能接口，即同時具備USB和DP或HDMI/DVI/VGA轉接輸入/輸出功能。且因其帶寬達到10Gbps（雷電2為20Gbps），可以說是非常先進的接口擴展技術，而如此優秀的性能也注定讓雷電接口會引領潮流。
在雷電1和雷電2時期，基本是以Mini DP的物理接口搭載于蘋果MacBook筆記本電腦上面。而且接口邊帶有一個帶著箭頭的閃電。但當時由于雷電接口相關設備稀有，即便有所搭載也都是在高端設備上，而且由于蘋果MacBook筆記本電腦的售價一直很高的原因，導致其知名度在大眾用戶群體中一直不高，也很少被用戶所主動關注。
雷電接口逐漸被用戶所熟知是在雷電3階段，這是因為雷電3也采用了通用度更高的USB-C物理接口。但當時由于雷電3還沒有遠遠達到多人了解的情況，所以很多用戶將USB-C和雷電3聯系在了一起，傻傻分不清楚。其實很好理解，雷電3的物理接口一定是USB-C，但物理接口是USB-C的不一定支持雷電3。
雷電3是目前功能最全的協議，無論是傳輸速度、視頻拓展還是充電都是目前性能頂級的接口協議。但搭載雷電3的USB-C接口大部分都出現了諸多高端設備上，比如蘋果MacBook筆記本或iMac等設備。而且雷電接口支持PCIE通信協議，所以雷電3接口還可以直接連接外置顯卡。
按道理來說一個接口支持的功能越多，性能越強大，應該會有很多人喜歡用的。但事實并不是如此，為什么很多人用不了，一大部分原因是因為貴，價格問題導致很多廠商與用戶望而止步。這是因為雷電3接口標準的專利掌握在英特爾手中，所以如果有廠商想使用雷電3接口標準的話就需要向英特爾繳納高昂的授權費用。這還沒完，雷電3接口需要獨立的控制芯片，所以如果有廠商想要使用雷電3接口標準的話就需要在芯片上付出成本和繳納授權費
（這就是配備雷電3接口和的設備以及雷電3線材售價很貴的原因）。
那有沒有可能改變這一局面呢？還真有，USB-IF組織在2019年9月份推出了USB4規范，USB4的推出徹底改變了雷電3接口標準的巨額成本問題。
五、大一統的USB4/雷電3
2019年9月份，USB-IF組織推出了USB4規范，USB 4整合Thunderbolt3的先進技術，直接具備了超大帶寬的數據傳輸能力，支持和雷電3同等的視頻拓展能力，具備充電功能。可以說，一枚全功能的USB 4接口是目前功能最全、體積最小、速度最快的物理接口。并且向下兼容USB 3.2、3.1、3.0、2.0，兼容雷電3。
為什么把雷電3和USB4放在一個小標題里？2019年3月份，英特爾宣布向USB-IF開放Thunderbolt協議，USB4具備了雷電3的所有功能特性，并且免費向大眾開放。以后眾多廠商可以使用USB4接口標準獲得雷電3的高性能標準，這樣做勢必會讓雷電3進一步的普及，加速高性能接口標準的落地。
六、一個接口走天下
一臺筆記本所配備的接口需要承擔充電、數據傳輸以及視頻拓展等任務，而可以將以上任務全部包攬并且還可以獲得更好的性能，目前來看只有搭載USB4規范的USB-C接口了。100W大功率的充電、40Gbps的數據傳輸速度以及支持拓展5K分辨率的顯示器也使得其成為了目前功能最強大的接口。
2015年首款搭載USB-C接口的New MacBook，2016年首款搭載雷電3的MacBook Pro，再到2020年搭載自研M1芯片并且配備USB4接口的MacBook系列筆記本。蘋果一直走在推廣雷電3/USB4的前沿。相信此次USB4的推出會讓雷電3的性能標準進一步得到普及，會有越來越多的用戶使用上雷電3的性能標準。
文章的結尾就用一張圖看懂USB和雷電接口標準的發展史吧，由于最開始的USB1.0和USB1.1太過老舊所以沒有統計在里面。從早期的USB2.0到最新的USB4、從雷電接口到雷電3接口。之所以在表格中將USB4放在最后面是因為USB4的出現頗有統一接口規范的趨勢，可以加速雷電3的普及，讓更多的用戶可以使用USB4的高性能標準。
充電頭網總結
從USB1.0到USB4，USB協議規范已經走過了近24年，傳輸標準從1.5Mbps到現在的40Gbps，充電從最開始的5V500mA到現在的20V5A。USB協議規范也在不斷的發展，現在的充電以及傳輸速度已經是最開始的27000多倍了，我們在見證USB協議規范發展的同時也在享受著它帶來的便利。
而蘋果在協議規范的領域一開始就沒打算走USB協議規范的路，于是和英特爾研發出了雷電標準，并且從誕生開始就遙遙領先。雖然領先但由于硬件以及成本等關系導致雷電一直無法普及大眾，只有在蘋果MacBook筆記本等高端機型當中才看得到。
2019年，USB-IF推出USB4協議規范，USB4的推出徹底改變了雷電3無法普及的局面。相信以后USB4會大面積普及，廠商無需再支付高額的授權費用就可以生產制造帶有USB4協議規范的產品配件以及硬件產品，而雷電3的性能標準也會伴隨著USB4的普及而受用于大眾。隨著制造成本的降低，雷電產品的售價也會走低。這樣就會加速USB4的普及，讓雷電3的性能標準快充落地，讓越來越多的用戶享受到高性能帶來不一樣的使用體驗。
USB-C接口已經普及，兼容雷電3的USB4協議規范也會大面積普及。以后用戶進行充電、數據傳輸以及視頻拓展統統只需要一條USB4線纜即可搞定。并且高達100W的充電功率、40Gbps的數據傳輸速度以及5K的視頻拓展會讓用戶更進一步體會到便利。
