2008年USB 3.0推出時,承諾其速度最高可達USB 2.0的10倍。雖然理論上的數據確實如此,但更快未必意味著更好。從480Mbps躍升至5Gbps帶來了新的信令機制、新的供電規則以及新的電氣特性,這些都是當初USB 2.0規范無需應對的問題。
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在某些實際應用場景中,USB 3.0接口實際上可能比更慢的老前輩們引發更多問題。這就是為什么你可能有時更希望擁有一個老舊的USB 2.0接口,也是主板和設備廠商至今仍保留那么一兩個USB 2.0接口的原因——可不僅僅是偷工減料。
需要明確的是,我并不是想論證“USB 3.0很糟糕”這種逆天言論。對于高速存儲、采集卡、擴展塢等設備而言,USB 3.0至關重要。但如果你好奇為何計算機主板上依然配備USB 2.0接口,或者為何有些設備不推薦高速的USB 3.0,那么以下便是其中的緣由。
對無線設備的干擾:2.4G Wi-Fi的天敵
這是USB 3.0最臭名昭著的問題,而且不幸的是,這根植于USB的物理層面,幾乎無法破解。USB 3.0使用5Gbps的差分信號傳輸,其寬范圍的高頻諧波會輻射到2.4GHz頻段。而這正是藍牙、許多Wi-Fi網絡,以及各種低功耗射頻協議所依賴的頻段。
當USB 3.0設備處于活動狀態時(尤其是對信號屏蔽不那么好的設備),它實際上會淹沒附近的2.4GHz信號。英特爾關于此問題的白皮書就明確強調了當鍵盤、鼠標和Wi-Fi適配器放置在活動的USB 3.0設備附近時,可能會變得無法使用。這也是為什么許多Wi-Fi路由器明明配備了USB 3.0接口,當你試圖開啟時卻對你進行警告:
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而USB 2.0在480Mbps的速率下,其發射的干擾要低幾個數量級,并且完全不在2.4GHz頻段內。因此,如果你遇到無線信號障礙,切換回USB 2.0接口通常能立竿見影地解決問題。
更高的功耗與更多的熱量:供電和散熱告急
理論上,USB 3.0將供電要求從500mA提高到900mA,聽起來像是一項升級。但實際上,更高的電流能力伴隨著一些新問題,這對于無風扇筆記本電腦、迷你電腦等低功耗設備來說尤為明顯。
首先,即使在閑置狀態下,USB 3.0控制器也會消耗更多電力。維持SuperSpeed(高速)信號傳輸所需的物理層芯片(PHY)比USB 2.0的復雜得多,僅為保持連接就需要消耗更多能量。這在臺式機上或許無關緊要,但在筆記本電腦和其他移動設備上,影響就非常明顯了。
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更多的電力意味著更多的熱量。被動散熱的筆記本電腦通常將USB控制器放置在本就散熱受限的區域。工作中的USB 3.0設備會升高表面溫度,加熱系統組件,并增加降頻的可能性。而在進行持續高速傳輸,例如外接SSD和U盤時,這種情況會進一步加劇,你也經常摸到USB 3.0 U盤熱得燙手吧。
相比之下,USB 2.0接口的功耗微乎其微。如果你希望提高電池續航或降低發熱量,對于某些工作負載,USB 2.0是更明智的選擇。
更嚴格的信號完整性要求:你的數據線必須短得多
USB 3.0對數據線質量的敏感度遠高于USB 2.0,這在日常使用中可能引發諸多問題。更高的數據傳輸速率不僅要求更好的屏蔽,還意味著更嚴格的制造公差和更短的長度,以確保信號在數據線中傳輸的強度。雖然市面上也存在超長的數據線,但信號衰減幾乎是無可避免的。
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廉價或過長的USB 3.0數據線常常無法維持穩定連接,或者干脆會下降到USB 2.0的速度。此外,即使是連接器或屏蔽層上的微小瑕疵,都可能導致連接不穩定。
與此同時,USB 2.0的容錯能力極強。即使是質量低劣或較長的數據線也能正常工作,因為其較低的信號速率使得輕微的阻抗問題不會對信號造成影響。
如果你所處的環境中使用大量廉價數據線,或者需要較長的連接距離,USB 2.0的可靠性優勢就開始凸顯了。速度稍慢一點,起碼比無法正常連接要好。
與舊設備的兼容性問題:老USB 2.0更可靠
雖然理論上USB 3.0向下兼容,但在實際應用中情況可能要復雜得多。USB 3.0控制器本質上是兩個并行運行的控制器:一個USB 3.0 SuperSpeed控制器和一個獨立的USB 2.0控制器。這種復雜的架構意味著舊設備可能會表現出某些“不可預測”的行為。例如,某些舊設備可能無法被識別,可能會遇到連接不穩定、速度問題或供電問題……所有這些都會給用戶帶來糟糕的體驗。
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所有這些問題的出現,都是因為USB 3.0控制器更為復雜,老式外設、舊打印機和一些長時間運轉的工業設備通常在USB 2.0接口上工作得更可靠。如果你有一個舊外設并希望確保它能正常工作,那么將其插入USB 2.0接口,尤其是它在USB 3.0接口上出現問題時,往往立竿見影。
更復雜的驅動程序:USB 2.0就是更簡單
無論是在硬件還是驅動程序上,USB 3.0控制器都要復雜得多。它們支持更多的協議、更多的電源規格、更多的傳輸模式以及更多的設備類別,這既是好事也是壞事。你可能會遇到諸如驅動程序沖突、電源狀態轉換錯誤、更高的延遲以及芯片組間的不兼容性等大量問題,具體什么原因可就不好判斷了。
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特別是采用老芯片組、運行老版操作系統的電腦,它們對USB 2.0的支持幾乎像鋼筋混凝土一樣可靠,因為其協議棧非常成熟且被研究得非常透徹。相比之下,USB 3.0仍然會受到芯片組、BIOS以及操作系統支持不足的影響,可能會出現更多的驅動程序錯誤、更高的沖突概率以及更多的故障點。對于老設備,USB 2.0的簡單性卻成為一個優勢,盡管因此會失去許多功能。
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