USB 3.1 Type C將成高速傳輸新標準
- DIGITIMES企劃
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近幾年一直引領個人電腦與行動裝置發展的蘋果電腦，在2015年春季新品發表會展示新Macbook時，除其輕薄外型重新為筆記型電腦寫下定義之外，僅內建Type C埠的前衛作法，也等於正式對外界宣布USB 3.1技術不再僅止於紙上談兵階段，將正式成為改變個人電腦發展的重要新技術。
相較於個人電腦各種元件的發展速度，USB埠規格演變的速度算是相當緩慢，從第一代USB 1.0推出至今，已經有20年左右歷史，由於每次改變幅度都不算小，每每都會帶動個人電腦產業汰舊換新的風潮。如通用序列匯流排開發者論壇(USB-IF)在2007年制訂USB 3.0標準時，即認為新一代USB技術若要趕上個人電腦產業的發展趨勢，唯有朝超高速傳輸的方向規劃，否則USB埠勢必會被市場淘汰。
因此被稱為SuperSpeed USB Gen1世代的USB 3.0，不僅加入全雙工資料傳輸的功能，資料傳輸速度更達到5Gbps，足是USB 2.0的10倍以上，此舉除可讓高速外接儲存設備的銷售量大增，也可連帶擴大USB埠應用範圍。
相較於過去USB技術，USB 3.0可說是一項劃時代的產品，在傳輸速度暴增之外，供電能力也有明顯提升。在USB-IF制訂的USB Power Delivery電力傳輸規範中，USB 3.0具備4.5W輸出功率，能藉由透過5V變電壓提供900mA電流，解決USB 2.0僅能提供低功率的小電流，無法快速地為智慧型手機、平板電腦充電的問題。
而歐盟組織推動的充電器(Battery Chargers；BC)規範，也同步制訂出行動裝置的充電與傳輸接頭標準，規定需統一規定採用USB接頭標準，減少不必要的資源浪費。因此許多生產USB 3.0晶片的業者，也進一步在產品中加入支援7.5W的BC 1.2規範，搭配5V變電壓使用後可提供1,500mA電流，並且能自動判別行動裝置或3C設備的種類，進而可提供更佳效率的充電服務。
USB 3.0缺點不少 催生USB 3.1技術問世
受限於USB 3.0技術推廣初期的晶片成本較高，以及部分晶片品牌相容性的關係，USB 3.0晶片在消費市場普及時間不算長，直到近3~4年才成為個人電腦的標準配備，不過隨著筆記型電腦逐漸朝輕薄方向發展，加上行動裝置扮演的角色愈來愈吃重，USB 3.0在技術規格上也浮現不少改善空間。
首先，是現行USB 3.0埠尺寸過大，讓筆記型電腦難以朝更輕薄的方向發展，其次USB 3.0埠依然有正反面之分，對消費者來說仍然存在使用不方便的問題。另一方面，以USB埠為基礎發展的BC 1.2規範，其僅能提供7.5W輸出功率的技術，完全無法應付較大裝置的充電需求，如筆記型電腦或是液晶螢幕，無力解決充電器規格不相容的問題。
長期以來市面上筆記型電腦充電器的規格並沒有統一，即便是相同公司推出的產品，每種筆電規格所需的變壓器、接頭仍然不同，除會增加廠商在備料與製造上的成本外，一旦消費者更換筆記型電腦後，舊有變壓器幾乎只有丟棄一途，對地球環境傷害其實非常大。此外，對經常需要攜帶筆記型電腦到公司使用的商用人士，也需額外添購第二組變壓器，才能免去經常拆拔的困擾，對地球資源來說亦是一種浪費，所以USB-IF一直有想要以USB Power Delivery電源規範，達成統一充電器規格的目標。
此外，若要實踐USB埠當初發展初衷，成為個人電腦設備中唯一的連接埠，現有USB 3.0的5Gbps速度明顯不夠，首先在4k影像來臨之際，無法應付大流量影像傳輸需求，所以很難取代HDMI連接埠的地位。其次，蘋果電腦中Mini DisplayPort埠採用的Thunderblot技術，其傳輸速度高達10Gbps，足足是USB 3.0的2倍以上，因此推出新世代USB技術確實迫在眉睫。
資料傳輸上看10Gbps Type C可望取代HDMI 1.4
綜合上述種種問題，USB-IF在SuperSpeed USB Gen2計畫發展USB 3.1時，便希望能夠一口氣解決傳輸速度、電源供應、連接口尺寸的問題，所以在2013年公佈USB 3.1規範時，不僅將傳輸速率拉高至10Gbps，充電功率依照USB Power Delivery規範，也提升至100瓦。至於專為搭配USB 3.1技術設計的Type-C連接器，尺寸則僅有8.3×2.5mm，不僅比市面上傳統USB埠更小，也支援正反插功能，有助於讓筆記型電腦走向更輕薄。
一般個人電腦在USB埠以外的連接埠，尚且有乙太網路埠、HDMI、音源埠、電源插孔等等，以USB 3.1技術提供的10Gbps傳輸速度來看，不僅遠超過乙太網路埠的1Gbps，也恰好與HDMI 1.4的10.2Gbps差不多。儘管傳輸速度尚且不及HDMI 2.0的18.6Gbps，但已經足以應付播放4k影片的需求，成為現階段筆記型電腦的最佳選擇，如蘋果電腦新推出的Macbook即是如此。
USB-IF推動USB Power Delivery電力傳輸規範的目標，即是讓各種裝置均能透過單獨一條USB線纜滿足供電需求，而縮短裝置充電時間的優點，更能優化行動應用的便利性，所以當Type-C順利取代Display Port後，即可達成上述目標，解決充電器規格不相容的問題。
在USB Power Delivery的架構中，液晶螢幕、筆記型電腦不僅同時是供電者、也可以是被充電者，所以商務人士攜帶筆記型電腦到公司使用時，完全無須額外攜帶第二條電源供應器，只要使用一條USB 3.1 Type-C傳輸線，即可透過液晶螢幕供電，甚至也能同步為行動裝置充電，無須擔心供電量不足的問題。
充電能力上看100W 統一充電器規格有望
USB-IF力推Type-C連接器的另一個目標，則是希望能取代過去智慧型手機慣用的USB 2.0 Micro-B埠，成為行動裝置未來資料傳輸的新標準。近來智慧型手機同樣走向輕薄趨勢，儘管USB 3.0 Micro-B可以提供更好傳輸速度，但因寬度比USB 2.0大上不少，加上與個人電腦或大尺寸螢幕之間沒有殺手級應用出現，不僅市面上幾乎沒有任何手機採用該技術，蘋果電腦更乾脆採用自行研發的lightning接頭。
不過在歐盟決議於2017年統一所有手機充電器規格的趨勢下，向來走獨家規格的蘋果電腦，也在數年前加入USB-IF陣營，投入研發USB 3.1 Type C規格的制訂，為確保日後產品能夠符合歐盟規範進行佈局。正因為如此，蘋果電腦才會率先將Type C連接器應用在Macbook之上，此一作法也可見到Type C連接器亦會成為iPhone的新連接埠。
對Android陣營而言，過去為因應消費市場需求，讓消費者享受可在大螢幕上觀看手機中高畫質影片的舒適感，曾經推出支援1080P影像傳輸的MHL技術。但是受制會導致生產成本增加，以及手機陸續開始進入4K錄影時代，MHL最終還是成為叫好不叫座的傳輸技術，至今支援MHL技術的手機與螢幕並不多。但是當液晶螢幕與智慧型手機同時支援USB 3.1 Type C之後，便無須擔心製造成本增加的問題，也讓消費者得以享受在大螢幕中觀看行動裝置中4K影像的快感。
因此，在Type-C連接器普及後，筆記型電腦製造商與周邊製造商勢必會推出支援USB 3.0/USB 3.1功能的USB-PD擴充基座，以取代各式不同的電源供應器，讓筆記型電腦更適合同時在家中與公司中使用。不過，在考量生產成本的前提下，市面上可能會有業者搶先推出價格較低廉、卻不支援100W充電能力的USB 3.1 Type C擴充座，待生產成本逐漸滑落，以及相關環境逐漸成熟之後，才會看到支援100W充電能力的USB 3.1 Type C擴充座成為市場主流。
圖說，蘋果電腦新推出的Macbook，即是用Type C連接器用來取代傳統USB埠，以及其他連接孔。(Apple)
