USB 速查表诞生缘由
2022 年 5 月 5 日，有人因误解 USB 术语，花时间排查不存在的 bug，于是给自己做了一份 USB 速查表，希望能帮别人节省时间。
USB 各版本参数对比
以下是不同市场名称的 USB 相关参数：
| 市场名称 | 别名 | 信号传输速率（Gbps） | 信号传输速率（MiB/s） | 线缆数量 | 线缆长度 |
|---|---|---|---|---|---|
| USB 1.1 | 全速（Full Speed） | 12 Mbps | 1.5 MiB/s | 4 | 4m |
| USB 2.0 | 高速（Hi-Speed） | 480 Mbps | 60 MiB/s | 4 | 4m |
| 超高速 USB 5Gbps | USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2、USB 3.1 Gen 1、USB 3.2 Gen 1 | 5000 Mbps | 625 MiB/s | 8 | 3m |
| 超高速增强版 USB 10Gbps | USB 3.1、USB 3.2、USB 3.1 Gen 2、USB 3.2 Gen 2 | 10000 Mbps | 1250 MiB/s | 8 | 2m |
| 超高速增强版 USB 20Gbps | USB 3.2、USB 3.2 Gen 2x2 | 20000 Mbps | 2500 MiB/s | 12 | 1m |
| USB4 20Gbps | USB4 Gen 2×2、USB4 | 20000 Mbps | 2500 MiB/s | 12 | 0.8m |
| USB4 40Gbps | USB4 Gen 3×2、USB4 | 40000 Mbps | 5000 MiB/s | 12 | 0.8m |
Gen 命名规则、通道数和速度
USB Gen A x B 中，A 代表代数，B 代表使用的通道数。以下是不同 USB 类型的相关速率等信息：
| 名称 | 信号速率 | 总信号速率 | 编码方式 | 有效比特率 | 有效字节率 | 实际读写速率 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| USB 3.2 Gen 1x1 | 5000 Mbps | 5000 Mbps | 8b/10b | 4000 Mbps | 500 MiB/s | 400 MiB/s [1] |
| USB 3.2 Gen 1x2 | 5000 Mbps | 10000 Mbps | 8b/10b | 8000 Mbps | 1000 MiB/s | 800 MiB/s |
| USB 3.2 Gen 2x1 | 10000 Mbps | 10000 Mbps | 128b/132b | 9696 Mbps | 1212 MiB/s | 780 MiB/s [2] |
| USB 3.2 Gen 2x2 | 10000 Mbps | 20000 Mbps | 128b/132b | 19392 Mbps | 2424 MiB/s | 1600 MiB/s [4] |
| USB 4 Gen 2x2 | 10000 Mbps | 20000 Mbps | 128b/132b | 19392 Mbps | 2424 MiB/s | 1600 MiB/s |
| USB 4 Gen 3x2 | 20000 Mbps | 40000 Mbps | 128b/132b | 38787 Mbps | 4848 MiB/s | 2700 MiB/s [5] |
注意：多通道系统采用通道条纹化（发送端）和通道绑定（接收端）技术。a - 产品包装盒上标注的速率；b - 包含编码开销的速率，例如 8b/10b 编码开销为 20%；c - 实际的顺序读写速率。
线缆情况
不同线缆的情况如下：
- 4 线：电源（PWR）、接地（GND）、D+、D-。
- 8 线：电源（PWR）、接地（GND）、D+、D-、RX+、RX-、TX-、TX+。
- 12 线：电源（PWR）、接地（GND）、D+、D-、RX1+、RX1-、RX2-、RX2+、TX1+、TX1-、TX2-、TX2+。
注意：1 个 USB 通道 = 1 对双绞线（+/-）；4 线 = 1 个半双工通道，8 线 = 2 个通道（一个上行，一个下行），12 线 = 4 个通道（两个上行，两个下行）。
USB-A/B 接口
以下是 USB-A/B 不同线数接口的情况：
| Type-A 4 线 | Type-A 8 线 | Type-B 4 线 | Type-B 8 线 |
|---|---|---|---|
USB-C 接口
只有 USB Type-C 接口有足够的引脚来支持两个通道。
CC1 和 CC2 用于检测下游端口（DFP）和上游端口（UFP），也用于电源协商和备用模式切换；SBU1 和 SBU2 是辅助总线线，用于 DisplayPort AUX 通道和热插拔检测（HPD）。
充电速率/线缆类型
不同 USB 规格的充电速率等参数如下：
| 规格 | 最大电压 | 最大电流 | 最大功率 |
|---|---|---|---|
| USB 2.0 | 5V | 500mA | 2.5W |
| USB 3.0 / USB3.1 | 5V | 900mA | 4.5W |
| USB 电池充电（BC）1.2 | 5V | 1.5A | 7.5W |
| USB-C 电流模式（非 PD） | 5V | 3A | 15W |
| USB-C / 电源传输（PD 1/2） | 20V | 5A | 100W |
| USB-C PD 3.1（EPR） | 48V | 5A | 240W |
规格文档
以下是不同 USB 版本的规格文档：
- [USB 1.0](usb1.pdf)（1996 年 1 月）。
- [USB 1.1](usb1.1.pdf)（1998 年 9 月）。
- [USB 2.0](usb2.pdf)（2000 年 4 月）。
- [USB 3.0](usb3.pdf)（2008 年 11 月）。
- [USB 3.1](usb3.1.pdf)（2013 年 7 月）。
- [USB 3.2](usb3.2.pdf)（2017 年 9 月）。
- [USB 4.0](usb4.pdf)（2019 年 8 月）。
参考文献
相关参考文献如下：
| 序号 | 文献 |
|---|---|
| [1] | [通用串行总线 3.0 版规范](usb2.pdf) |
| [2] | [真实世界中的 USB 3.2 Gen 2 性能](https://www.everythingusb.com/speed.html) |
| [3] | [USB 3.1 测试：性能](https://www.tomshardware.com/reviews/usb-3.1-performance-benchmark,4037-2.html) |
| [4] | [世界首个 USB 3.2 演示 | Synopsys](https://www.youtube.com/watch?v=WPUvHeq_Sgs) |
| [5] | [USB4.0 M.2 NVMe 硬盘盒评测](https://thepcenthusiast.com/yottamaster-usb4-0-m-2-nvme-enclosure-review/) |
这些 USB 相关的知识，你都掌握了吗？
