沿用 Type-C 接口、USB 4 / Thunderbolt 4 連接埠來了！但它們是什麼？

大家現在一定很常聽到「USB」這個詞，除了一般口語中會直接用它當作隨身碟代名詞以外（其實是不一樣的東西😂…），在電腦領域中還有「Unuversal Serial Bus」的意思、中文譯作「通用序列匯流排」，主要是電腦系統和外部裝置連結的標準介面之一，而隨身碟之所以常被誤作 USB，只是因為它們都採用這個介面作為傳輸接口而已。至於 USB 介面本身目前最常見的已經來到 Type-C 樣式，在此之前還有 USB Type-A 和 Type-B 等等，不過本文為了減少大家的負擔（畢竟真的亂…），不會講太多有關後面兩者的內容，主要將會以 Type-C 和現行即將到來的新標準為主。

關於 USB 的新標準也就是 USB-IF 開發者論壇去年公布的 USB 4 標準（現為 1.0 版本），目前市面上唯一具備這個接口的裝置只有蘋果剛推出不久的 M1 版本 MacBook 筆電和 Mac Mini，這個 USB 4 主要會帶來幾個重點特性：

• 更方便：外型統一
• 更合理：新的「隧道」傳輸
• 更相容：展望過去、迎向未來！（聽起來很威）

先說更方便這點，USB 4 在外型上沿用目前常見的 Type-C 接口，它長得就跟大家現在手上的新 Android 手機充電孔一樣、也跟 MacBook 上使用的唯一接口相同，拋棄過往時常容易讓人搞混的 Type-A、Type-B、甚至 Micro 系列介面（這邊就不細談了）。

而實際上 USB 4 接口的外型也和現有的 Thunderbolt 3 相同（這等等再說、還有 Thunderbolt 4 呢！），所以理論上來說，以後大家如果是用新 MacBook 筆電出門工作的話，只要帶一條 Type-C 傳輸線就能安心上路（嗯？），或者頂多對應 iPhone 再帶一條 Type-C 轉 Lightning 線就能搞定。

接著是全新的「隧道」數據傳輸，傳統的 USB 接口採用數據傳輸機制，你會發現有時市面上買的充電線只會提供充電功能、但接上電腦後卻不能讀取裝置資料。新的 USB 4 將不會有這個問題，「隧道」的傳輸設定下，讓 USB 4 能在不同模式下以不同的通道來傳輸數據，目前主要包含三種：

1. 數據傳輸：採 USB 3.2 隧道
2. 影像傳輸：採 DisplayPort 1.4a 隧道
3. 可選隧道：PCIe 隧道

試著把 USB 4 的隧道想像成可以隨時調整車道的公路（而非簡單的幾線道），數據傳輸、影像傳輸和大型數據傳輸可以理解成不同類型的車輛，每種車輛都可以同時在這條道路上行駛，這條道路最自動根據不同的車流量（也就是數據傳輸速度）自動調整每種車輛可擁有幾條車道行駛，這樣就不會彼此影響，造成大塞車（佔用頻寬）的問題。實際應用在現實生活中的話，也就是如果你幫新 M1 MacBook 筆電購買對應的 USB 4 集線器（Hub）的話，在傳輸資料和外接螢幕的同時，兩者之間並不會影響傳輸速度。

在傳輸速度方面，USB 4 最基本強制一定要具備至少 10Gbps 的傳輸速度，你可能會覺得「說好的 40Gbps 呢？」，這是在其他可選的選項中而定，也就是說廠商在設定產品具備 USB 4 接口功能時，如果只要需要 USB 3.2 隧道單純傳輸數據的話，那至少最低要有 10Gbps 的速度、但也可以選擇 20Gbps 傳輸速度；倘若要再額外加上影像傳輸（也就是外接螢幕）所需頻寬的話，那就至少強制要有 20Gbps 了，這時也可以額外選擇 40Gbps 的高速版本（如果是擴充埠的話就強制一定要有），這些設定都是廠商可以自由決定，畢竟多一個功能、產品就貴上一分。至於日後 USB 4 全面導入新世代電子產品後，其採納的是那些模式大家就要仔細看看囉！

最後回到更相容這點，USB 4 先天上因為採納 Type-C 外型的關係就已經能支援現有的多數新品，包含 Android 手機、MacBook 筆電、甚至部分集線器、隨身碟等等。而在內部和其他標準的相容設定上，在影像傳輸部分 USB 4 相容於 DisplayPort 2.0（也就是 DisplayPort Alt Mode），USB 4 本身是已經支援前面提到的 DisplayPort 1.4a 版本，但為了應付更久以後的使用需求，才有了相容 DisplayPort 2.0 標準的功能，這個標準是目前較新的影像傳輸版本（至少在 DisplayPort 這方面來說），足夠推動一台 60Hz 10bit 色彩成像的可壓縮 16K HDR 顯示器，或是一台 60Hz 10bit 色彩成像的無壓縮 10K SDR 顯示器，雖然有很多天文名詞😅，但大家只要知道現階段較高階的創作者顯示器多數仍停留在 4K 10bit HDR 等級、甚至蘋果自己的 ProDisplay XDR 也還是最高 6K 10bit HDR 左右的程度，可理解 USB 4 相容的 DisplayPort 2.0 影像輸出能夠滿足在未來展望性還能走好長一段路。

另一個相容部分則是和 Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 的支援，這部分其實就是剛才在「隧道」篇章時提到的「PCIe 隧道」部分。

這邊我們岔開話題先說一下，Thunderbolt 3 和 Thunderbolt 4 兩者之間在理論傳輸速度上並無差異、都是 40Gbps，不過新標準（Thunderbolt 4）加入了許多最低需求項目，如果裝置需要通過認證測試，就必須滿足這些最低需求。首先是必須將資料傳輸速度從原先的 PCIe 3.0 x2（16Gbps）提升至 PCIe 3.0 x4（32Gbps），而且還必須通過 USB 4 的相容測試，影像傳輸部分則是從原先僅支援單一 4K 畫面提升為 2 個，且將線材長度提升至 2 公尺。

另外，Thunderbolt 4 也支援 PD 充電，所以如果是充電功率小於 100W 的筆電，就需要提供至少一組可充電的接口，才能通過測試。Thunderbolt 4 也針對資料安全部分做了額外強化，須支援以 VT-d 為基礎的 DMA 資料保護措施，這部分原先在 Thunderbolt 3 標準時是採用選配的支援項目。

• 編按：以上這部分基本上都是對於廠商端比較重要，一般大家只要知道 Thunderbolt 4 速度會更快、集線器擴充能力更強、資料更安全、並且相容於 USB 4 就可以了。

回過頭來看 USB 4 這部分，雖然新的 Thunderbolt 4 標準必須相容於 USB 4（是必修課），但 USB 4 是否要支援 Thunderbolt 4 就變成廠商的自由（反而變選修），不過如果廠商選擇提供 PCIe 隧道支援的話，基本就代表其相容 Thunderbolt 4 標準，比如新推出的蘋果 M1 MacBook 筆電就有支援。如果 USB 4 有相容 Thunderbolt 4 標準的話，該接口還能同時支援網路傳輸、PCIe 外接擴充（像是外接顯示卡）等等，使用的彈性也會更大。（但蘋果 M1 電腦們目前尚不支援外接顯卡、原因不明，可能未來才有機會更新）

最後一個 USB 4 相容的重點標準則是 PD 協議，規定每個 USB 4 接口至少支援 7.5W 供電，最大支援 100W 的供電。也就是說，如果未來你買到的筆電具備 USB 4 接口並且支援 PD 快充的話，就可以直接利用同樣具備 PD 標準的行動電源幫裝置充電，進一步減少出外時所需攜帶的線材，在日常使用上也會方便許多。

那麼現在的重點就是具備 USB 4 接口的裝置什麼時候才會正式和大家見面，畢竟 USB 4 和 Thunderbolt 4 兩項標準的規範內容都已經正式公布半年了，但目前唯一具備 USB 4 接口的只有蘋果 M1 系列電腦們，而且它們都是具備 Thunderbolt 4 標準、能提供額外進一步功能的接口（比較高階一點），對於一般大眾來說，基本的 USB 4 是能帶動普及的主流。這關鍵推動者勢必就落在 Intel 和 AMD 兩大處理器廠商的肩上，目前最新的消息來看，知名記憶體 IC 無晶圓廠商鈺創已經通過供應鏈認證，今年應該就會進入大量出貨階段，上半年就會開始看到具備 USB 4 接口的 Intel 和 AMD 筆電亮相，所以現在想買筆電的人可以先再忍忍～