五十度硅

上层精英的午餐读物

投稿
京ICP备14046667号

新Macbook的USB-C接错线会爆炸?你需要复习初中物理

为什么有消费者买错USB Type-C数据线烧毁笔记本?如何避免Type-C接口插错?USB 3.1 优势有哪些?选配USB Type-C数据线有哪些注意事项?

在今年 10 月份苹果秋季发布会上,期待已久的 Macbook Pro 终于亮相,叫好声有看衰的声音也不少。特别是 Macbook 取消掉了所有的外置接口,包括上一代雷电接口、SD 读卡器接口、HDMI 视频输出口,苹果将它们全部集成为 USB Type-C,基于 USB 3.1 通信标准,能以最高 40Gbps 速率传输文件和数字媒体内容,还支持大功率电源传输,把原来的电源口也给顶替掉了。

苹果的逻辑不难理解,USB Type-C 是未来全球通用的标准外设接口。只是有许多网友开始担心,一个接口实现多种功能,那岂不是要乱套。尤其是支持 100W 充电输出这一特性,万一买错线,插错口,手机爆炸,损失也太大了。这种忧虑不是空穴来风,外媒 theverge 已经有消费者买错线发生惨剧的报道。

这位来自硅谷的买家叫 Benson Leung,他的 Chromebook Pixel 笔记本具备 USB 3.0 接口,外观和常规 USB 接口一样。他还有个 USB Type-C 接口的设备,接口和刚发布的 Macbook Pro 的一样。为测试设备,他在亚马逊买了一条 Surjtech 牌 USB 转接线,没想到插上之后,设备当即烧毁,电脑重启提示无法验证 USB 控制器,看来是硬件坏掉了。

这样的意外令人忧心忡忡,USB Type-C 到底有多不安全,作为消费者使用时候有哪些注意事项,为寻找答案,创见记者专门参考官方文档,并请教了业内专家才大致弄懂其中原理。

USB 3.1到底是什么?

我们现在手中的优盘和手机数据线,大多采用 USB2.0 协议,传输速度最高 480Mbps。下一代是 USB 3.0 和更强大的 3.1,两者在速度上分别提高了 10 倍和 20 倍,达到 5Gbps 和 10Gbps。3.1 比 3.0 传输速率更快,又多了 PD(Power Delivery)功能,可自动匹配外设实现智能供电。

USB 3.0/3.1 能在速度上具备明显优势,一个原因是单通道传输速率更快,另一个原因是多加了两个数据通道,三个传输通道相比于一个通道,速率当然突飞猛进,代价就是接口变复杂。

上面这张图就是 USB 3.1 所使用的 Type-C 引脚定义。看起来有 24 个接触点,但实际上为了支持正反插,引脚中心对称等效。

根据上面这张端口图片可以看到,相比于 USB 2.0,USB 3.1 多了三个部分:

两个高速数据通道(左上角算一对,右上角算另一对)

一对控制电压输出的通信线(图中黄色部分 CC1 和 CC2)

给未来 USB 版本升级预留的端口(SBU1 和 SBU2)

下图是国外网友制作的 USB 3.0 标准数据线截面,比 3.1 版本少了一对控制线和一对预留线。中间竖着排列的四根线,与 USB2.0 完全兼容。左右各多出来三根线,就是 3.0 标准额外的两个高速数据传输通道。

因为缺少控制线,USB 3.0 不支持电压自动调节。USB3.1 多的两根控制线允许设备之间协调供电电压,支持 5V 到 20V 动态输出,最高支持 100W 功率输出。

这就解决了消费者之前的疑惑,万一输出 100W,手机爆炸怎么办。USB 3.1 默认输出 5V 电压,如果外设支持更高的电压输入,会向主设备发送信号,双方协商确认之后,USB 3.1 控制器才会提高输出电压。

还是有用户担心,就算电压匹配,如果电流不匹配怎么办,要是用投影仪时候去商店买错了线,设备只支持 1A,然而数据线是 4A 标准,会不会很危险。这就有点外行了,这种情况不可能发生。

对于电压恒定的电源,数据线的工作电流是由用电设备决定的,而非充电设备或线材。iPhone 6s 充电电流最高只支持 1A,我们拿支持 3A 输出的充电器和数据线充电,数据线的电流还是只有 1A。充电器标注的输出电流代表了充电器所能输出的最大电流,而非工作电流,数据线也一样,3A 代表了这条数据线最高承载 3A 电流。

如果还是无法理解,参考初中物理课本关于欧姆定律部分就能明白。等号左边代表电流,等号右边是电压除以电阻,当电压不变,电流由 R 决定,R 但就代表了你的智能手机。所以说,大可不必担心大功率数据线让你心爱的电子设备爆炸。

有些旧款智能手机不支持 USB 3.0/3.1,但还是采用了 Type-C 接口,新旧设备混着插会不会有危险?不必担心。虽然手机支持 Type-C 接口,但实际上内部控制线并没有使用,由于缺乏充电协商过程,插到新款 Macbook 上,接口只会按默认的 5V 电压输出,用起来和 USB 2.0 一样。

至于其他设备,都是一样的道理,到底提供多大的电压,到底以怎样的速率通信,USB 3.1 自动匹配,不用消费者操心。对于支持 3.1 协议的设备,接口之间通信协商传输速率和供电电压,对于 USB 1.0 和 USB 2.0,通过选择性放弃使用某些线路,也能实现兼容。

如果把 USB 接口拿来传输 HDMI 视频信号,视频线和数据线到底该如何区分?答案是不必区分,其实内部是一样的。USB 3.1 中三个高速数据通道可以传输 word 文档,为何不可以向电视机或者投影仪高速传输视频数据?用术语说这就叫「端口复用」。

可是,美国买家的笔记本意外烧毁,不就是用错了数据线吗,这个怎么解释。答案在他长篇评价的底部,注意红色方框中内容,大意如下:我使用一块 Type-C 开发版以及万用表仔细研究了这根数据线,原来厂家把线接错了。电源负极和正极刚好接反了。

如此低级错误,也难怪这根数据线评价保持在 0.5 星最低分,并且产品也下架了。

当然,普通数据线根本无法支撑 100W 哪怕 60W 的大功率。为此需要封装芯片,用于告诉新款 Macbook 中 USB 3.1 控制器自己的最大承载力。

我到底该怎么选?

这是某款 USB Type-A 转 Type-C 的数据线,这种线毫无疑问支持 USB 2.0,到底知否支持 USB 3.0 和 3.1,要看接口和线材内部设计。

上图左边接头是常规 USB Type-A,如果里面只有 4 片触点,那就只支持 USB 2.0,如果有 9 片触点,有可能实现 USB 3.0 和 3.1 的传输速度,但是输出电压只能是默认的 5V。

上图左侧是 USB 3.0/3.1 Type-A 插头定义,右侧是 USB 3.1 Type-A 的插座定义,两者完全兼容,但观察插座可以发现,并没有电力控制线触点,可见 Type-A 接头天生不支持智能电压调节。

要买到真正的全功能 USB 3.1 数据线,支持高速传输和电压调节,一个必要条件是两端都采用 Type-C 这样的多触点接口,另一个是内置芯片。有无芯片要问商家,外观还真看不出来。

所以想要不费事,直接给你的 Macbook 买根带内置芯片, 两头都是 USB Type-C 的就好,足以应付绝大多数外设。实在要更高的传输功率,那就看需求买吧。但就算买错混插也没事,USB 3.1 控制器会和数据线内部芯片通信,输出的功率不会超出其承载能力。

唯一需要担心买到伪劣的功率线,用作弊方式欺骗 USB 3.1 主控器,然而实际上的功率承载力达不到要求,这时候确实有过热着火的隐患。

题图来源Apple官网,wikipedia、USB.org、淘宝、亚马逊等。本文由 TECH2IPO / 创见(tech2ipo.com)编辑 IMYG 综合报道,转载或使用本文素材进行二次创作请参阅 版权信息

评论于站点 回复 评论 删除 隐藏

评论于站点 回复 删除 隐藏