新品解析：USB4 和 Thunderbolt 4 都帶來了什麼新改變？

隨着帶有 M1 芯片的 Mac 產品線發佈，USB4 也逐漸進入大衆的視野中。

不過，蘋果官網的這張 M1 MacBook Pro介紹圖可能會讓不少人一頭霧水，明明標註了USB4，可爲何下面的速度只提到 USB 3.1第二代？

使人疑惑的 M1 MacBook Pro 介紹圖片：

• 此外，爲何宣傳圖裏將雷靂和 USB4 放在了一塊兒？USB4 和原先的 USB 3 協議有哪些不一樣？以及最新的雷靂 4（Thunderbolt 4，下文簡稱 TB 4）有哪些改變？你將能在這篇文章裏獲得解答。

比 USB 3 更好的 USB4 它來了

USB4 是最新一代 USB 規範標準1，帶來了以下特性：

• 更方便：統一的形狀
• 更合理：經過「隧道」進行傳輸
• 更兼容：不只兼容如今，也兼容將來

統一的形狀，統一的接口

• USB4 將只有 Type-C 這樣形狀的接口，和 TB 3 在接口上保持徹底一致，且最低也會保障 USB 2 （480Mbps）的速度，足夠知足簡單的數據傳輸需求了。基於上述這點相信將來你們出門帶上 Mac 能夠真正意義上的只帶一根或者兩根線（C-Lightning）就能夠出門。

全新的數據「隧道」

• USB4 將不使用傳統的通用數據傳輸機制，而是採用了「隧道」的方式，在整條鏈路上劃分出不一樣的「隧道」用來傳輸數據，目前 USB4 支持以下三種隧道：
• 數據傳輸：USB 3.2 隧道
• 視頻傳輸：DisplayPort 1.4a 隧道
• 可選隧道：PCI-E 隧道
• 爲了方便理解，這裏舉個形象的例子：將 USB4 理解成一個能夠隨時調整車道的公路。數據傳輸（小汽車）、視頻傳輸（SUV）和大型數據傳輸（大貨車）均可以從這根線上（公路）通過；因爲（車道）能夠隨時發生改變，因此能夠根據實時數據傳輸速度（車流量），調整每一個隧道的最大速度（有多少車道），作到充分利用帶寬。
• 並且對於數據傳輸通道和 PCI-E 隧道這類能夠同時創建多個相同類型隧道的隧道類型，帶寬也能夠被充分利用，比方說給新 Mac 上接上了支持 USB4 的 USB 拓展塢，同時接上多個 U 盤和 SSD，當一個 U 盤傳輸數據佔用掉了拓展塢 10% 左右的帶寬，剩下 90% 的帶寬能夠釋放給外置高速 SSD 使用，相比在舊版本的 USB 協議中全部設備平均分享總帶寬要好上很多。

USB 3.1 第二代隧道：

• 這也是爲何明明是 USB4 協議，在 M1 Mac 的技術詳情裏卻標記的是 USB 3.1 第二代（也就是 USB 3.2 一代）的主要緣由。在 USB4 的狀態下，數據傳輸時的速度只有 USB 3.2 10Gbps 的速度。那麼 USB4 最大 40Gbps 的速度是怎麼達到的呢？

兩倍的速度但想要高速傳輸更復雜了

• 若是僅支持經過 USB 3.2 隧道傳輸數據，那麼 USB4 只強制要求 10Gbps 的數據傳輸帶寬，也能夠選擇 20Gbps 的數據傳輸帶寬。若是加上顯示傳輸所須要的帶寬，USB4 強制要求的帶寬則是 20Gbps，也能夠選擇 40Gbps 的高速版本（拓展塢強制須要），一切所有由廠商決定。
• 因爲存在很是多的可選項，因此我將接口、轉接器和外界設備的在支持 USB4 之後支持的速度給概括出來，方便你們往後查詢：

將來選購時能夠注意下

和其它協議的兼容

DisplayPort 2.0

• 雖然 USB4 自己已經支持 DisplayPort 1.4a 視頻傳輸標準了——支持 8K 60FPS 或者 4K 120FPS 的視頻傳輸，這個標準相信可以知足將來 3–5 年的需求，可是更久之後呢？USB4 選擇的是兼容 DisplayPort 2.0，也就是 USB4 的 DisplayPort Alt Mode。這也是爲何 M1 芯片沒有標註具體 DisplayPort 版本的主要緣由，由於這個 Type-C 口既可以工做在 DisplayPort 1.4a 也能工做在 DisplayPort 2.0 狀態，方便在須要的時候隨時切換。
• 經過 DisplayPort 2.0，最大能夠推進一個 60Hz 10bit 色深的帶壓縮 16K HDR 顯示器或是一個 60Hz 10bit 色深的不帶壓縮的 10K SDR 顯示器。足以可以知足將來 8–12 年的顯示需求了。

Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4

• 想要更快一點的傳輸，仍是要靠 Thunderbolt 3 & 4。但 USB4 對 Thunderbolt 3 & 4 都是可選兼容的，不過通常支持 PCI-E 隧道的 USB4 就是兼容 TB 協議的，這裏好比 M1 芯片的 Mac。若是兼容 TB 協議，USB4 還能支持網絡傳輸、PCI-E 外接拓展、菊花鏈等特性。
• 並且因爲 TB 的特殊性，當 USB4 工做在 TB 兼容模式的時候，每一個鏈路都會比原來更快一點。

PD 協議

• PD 協議也算是咱們的「老朋友」了，一樣 USB4 也支持 PD 協議，規定每一個 USB4 接口至少支持 7.5W 供電，最大支持 100W 的供電。
• USB4 還考慮到 PD 握手以前的功率，規定在 PD 協商以前，每一個 USB4 接口須要提供 5V 的電壓，和下列三項中的任何一個 <250mA（默認）、1.5A 和 3A 電流。
• 經過全新的 USB4，你不只可使用一根線完成筆記本拓展屏幕、傳輸數據、甚至外接 GPU 暢玩遊戲，甚至它還會智能分配帶寬讓該快的更快，其餘不須要的設備更加節省帶寬。

只是一次「小」更新的 Thunderbolt 4 協議

• 總的來講 TB 4 沒有太大升級，主要是減小了用戶的一些選擇困惑。

更統一

• 之前 TB 3 的時候雖然宣傳的是最大速度 40Gbps，但實際上仍是有最大速度 20Gbps 的版本（Alpine Ridge）。而此次更新完整寫明瞭 TB 4 最大速度有且只有 40Gbps 這一選項，讓用戶對比起來不困惑。
• TB 4 對 USB4 是完整兼容，不再會出現買了根很貴的線卻用不了的狀況，萬能線認準 TB 4 就好。

更安全

• 強制開啓 DMA 保護，可以阻止外圍設備未經許可直接訪問內存。Surface 系列一直不支持 TB 的緣由也是由於之前外圍設備能夠直接訪問內存，會有安全問題。

更方便

• TB 4 至少有一個接口能保留充電的功能，出門大部分場景能夠用一個 PD 充電頭解決了。我見過很多遊戲筆記本雖然支持 TB 3 可是不支持充電，出門仍是要揹着個搬磚大的電源才行，將來這個狀況應該會少不少了。
• TB 4 的拓展塢還會容許外接鼠標和鍵盤喚醒電腦，在一根線鏈接電腦、顯示器、拓展塢、外接硬盤的場景裏，應該會變得更加易於使用。
• TB 4 接口還將支持雙路 4K 輸出。本來在使用拓展塢時只能輸出一個 4K 60Hz 畫面，另外一個 4K 60Hz 畫面須要用另外根 TB 線纜。將來使用一個 TB 4 的拓展塢甚至是一根 TB 4 線纜就能夠同時支持 2 個 4K 顯示器輸出了。我猜想這也是爲何新 Mac 不支持 TB 4 的主要緣由，由於新的 M1 芯片的 Mac 經過 Type-C 外接顯示器時只能鏈接一臺。
• 總的來講 TB 4 並無很大幅度的升級，但也沒有把 Type-C 作得更復雜——不會讓普通人再迷惑：「明明都是 Type-C 爲何這個線用不了。」並且 TB 4 是完整兼容 USB4 的，也就是咱們能夠將 TB 4 和 USB4 40Gbps 畫上等號，選購時不再會搞錯了。也不會出現買了根很貴的線接在電腦和硬盤上，發現速度只有 USB 2.0 這樣使人沮喪的狀況了。