最近升级了显示器，买了Dell新出的U2723QE。这款显示器自称Hub Monitor。
(大图)
简单的说，你可以把所有外设都接在显示器上，包括：键盘/鼠标/网线/耳机/移动硬盘，甚至于第二台显示器，然后只用一根Type C的线连笔记本就行了。
连接如此简洁，让我对Type C产生了兴趣，想搞明白它内部的工作方式。
名词解释
先把几个名词说明一下，方便后文全用缩写表示。
- USB Type-C： 是一种USB接口外形标准
- USB-C： USB Type-C 的缩写
- DP： DisplayPort的缩写, 视频接口标准
- TBT： Thunderbolt, 雷电，一种传输协议，由Intel发布。
早期的雷电1/2用的特殊接口，基本上只在Apple的设备上使用。从雷电3开始转而使用Type C，同时在Windows上提供，从而普及。 - USB-C PD： 充电协议，最高输出功率为100W (5V*20A)。PD是Power Delivery的缩写。
- 全功能USB-C： 是指该USB-C同时支持充电、数据、视频。
时间线
整理了一下时间线：
| 时间 | 主角 | 说明 |
|---|---|---|
| 2000 | USB 2.0 | USB 2.0 最大传输带宽为480Mbps(60MB/s) |
| 2008 | USB 3.0 | USB 3.0 最大传输带宽为5.0Gbps(625MB/s) |
| 2010 | DP 1.2 | DP 1.2 (HBR2)，带宽 21.6Gbps(包含4个信道，单个信道5.4Gbps)，有效带宽17.28Gbps，支持4K@60Hz |
| 2013/09 | HDMI 2.0 | HDMI 2.0 带宽 18Gbps 支持4K@50/60Hz |
| 2013/12 | USB 3.1 | USB 3.1 宣布Gen2规格，带宽翻倍，最大传输带宽为10Gbps。先前的3.0被命令为Gen1。 |
| 2015/06 | TBT3 | 雷电3，40Gbps，可支持两个4K@60Hz显示器同时使用。原生支持 USB 3.1、DisplayPort、PCI Express 和 Thunderbolt 四种协议。(雷电1 10Gbps, 雷电2 20Gbps) |
| 2016/02 | DP 1.4 | DP 1.4 (HBR3)，带宽 32.4Gbps((包含4个信道，单个信道8.1Gbps))，有效带宽25.92Gbps，支持4K@120Hz，8k@60Hz |
| 2017/01 | HDMI 2.1 | HDMI 2.1，带宽 48Gbps，支持4K@120Hz，8K@60Hz |
| 2017/09 | USB 3.2 | USB 3.2，支持双通道，提高数据传输效率。Gen 1x2 10Gbps, Gen 2x2 20Gbps |
| 2019/06 | DP 2.0 | DP 2.0，77.37Gbps，支持8k@60Hz |
| 2019/08 | USB4 | USB4 = USB 3.2 + TBT3. 宣布Gen3规格，Gen 3x1 20Gbps, Gen 3x2 40Gbps |
| 2020/06 | TBT4 | 雷电4 = 满血USB4。 雷电4接口的带宽虽然仍然是40Gbps，但是其中用于数据传输的部分提高到了32Gbps，作为对比，雷电3接口用于数据传输的部分只有22Gbps；另外，雷电4最高可以输出8K分辨率视频画面或两路4K分辨率视频画面 |
Display Alt Mode
Type C一统江湖的趋势很明显，这也是为什么DP和HDMI纷纷出了各自的Alt Mode，使之能够在Type C接口上跑视频信号，使得Type C变成集视频/数据/电源的全功能接口。
Type C接口的构成
USB Type C针脚包含了2组通道(RX和TX)。
这两组通道有不同的玩法：
- 既可以完全跑数据，最高支持到
Gen2x2(Gen2表示USB3.1协议，x2表示USB3.2的双通道)的20Gbps
对应产品有Kingston的XS2000固态移动硬盘 - 也可以用其中一个通道跑数据，另一个通道通过Alt Mode传输视频信号
比如DP Alt Mode，在DP1.4(HBR3)的协议下，可以传输4K@60Hz的视频信号 - 甚至可以用这两个通道都跑视频信号
传输2路4K@60Hz，或1路4K@120Hz，8K@60Hz。
Dell显示器接口分析
再回来看Dell U2723QE的USB-C的技术指标：
USB-C upstream/DisplayPort 1.4 Alt Mode with Power Delivery (power up to 90W, HDCP 2.2)
(链接)
它可以承载：
- 视频：DP1.4 (HBR3) 4k@60Hz, 用掉一个通道
- 高速数据：USB 3.2 Gen1，传输速度能到600M+(没有更快的测试设备了)，用掉另一个通道
从接口上来说，数据部分极限可以支持到
USB 3.2 Gen 2, 但可能这个Hub硬件不支持，不过USB 3.2 Gen1的5Gbps就已经能够满足多数使用场景的需求了。 - 其他数据：千兆网线，猜测是共享USB3的数据通道，影响不大。其他USB2.0的设备应该是共享USB2.0的数据通道。
- 供电：PD 90W(20V4.5A)
而日常使用模式的话，4K@60Hz视频 + 充电 + 键/鼠/耳机，毫无压力。
其他信息
常见显示分辨率所需带宽
| 分辨率 | 所需的最小带宽 |
|---|---|
| 1 x FHD (1920 x 1080) 显示屏 @60 Hz | 3.2 Gbps |
| 1 x QHD (2560 x 1440) 显示屏 @60 Hz | 5.6 Gbps |
| 1 x 4K (3840 x 2160) 显示屏 @30 Hz | 6.2 Gbps |
| 1 x 4K (3840 x 2160) 显示屏 @60 Hz | 12.5 Gbps |
USB3.0的命名
USB3.0的命名比较容易产生困扰，因为它总是在新版本里重新命名老版本，见表格：
| 传输速度 (接口选项) | USB3.0 | USB3.1 | USB3.2 |
|---|---|---|---|
| 5Gbps (USB-A、 USB-C、microUSB) |
USB3.0 | Gen 1 | Gen 1x1 |
| 10Gbps (仅 USB-C) |
- | - | Gen 1x2 |
| 10Gbps (USB-A、 USB-C、microUSB) |
- | Gen 2 | Gen 2x1 |
| 20Gbps (仅 USB-C) |
- | - | Gen 2x2 |
参考文章
- Type-C 扩展器 方案指南（DP Alternative Mode 篇）
- USB Type-C引脚排布指南
- USB 3.1 Gen 1、Gen 2 和 USB 3.2
- DP1.4，HDMI2.1，只支持到4K120Hz。那些4K144Hz甚至更高的显示器是怎么实现的?
（转载本站文章请注明作者和出处 NeuLion Web）
Post Directory
广告位招租