兩條 USB-C 纜線外觀可能一模一樣、價差達十倍,且都能幫手機充電。差別在外被裡面:USB4 纜線與共用接頭的充電纜線是截然不同的產品。本指南說明價格買到什麼、什麼情況可以省、什麼情況不能省。
同一個連接器,六種纜線等級
USB-C 統一的是插頭,不是裡面傳輸的訊號。同一個連接器可以跑 USB 2.0(480 Mbps)、USB 3.2 Gen 1(5 Gbps)、USB 10Gbps、USB 20Gbps、USB4 40Gbps 與 USB4 80Gbps。USB-IF 現在直接用資料速率命名纜線,數字就是能力。USB4 v2 規格更為 80 Gbps 纜線增加第二種模式:單向 120 Gbps、反向 40 Gbps,可供高解析度螢幕使用。光看連接器無法判斷手裡是哪一等級。
USB4 纜線裡有、便宜纜線沒有的東西
四條高速通道。USB 2.0 充電纜線只連接電源、接地、CC 線路與一組低速資料對;USB4 纜線則額外增加兩組發送與兩組接收差分對,且各自屏蔽。便宜纜線無法靠韌體變快:裡面根本沒有那些線。
阻抗控制與屏蔽。在 40 Gbps 或 80 Gbps 下,纜線上任何幾何瑕疵都會損失訊號。差分對必須維持控制阻抗,每組屏蔽層要在插頭內的小電路板上妥善接地,編織屏蔽層也必須與連接器外殼緊密接合。充電纜線完全不需要這些,因為 480 Mbps 幾乎什麼狀況都能容忍。
eMarker。插頭裡的一顆小晶片會透過 CC 線路回報纜線的電流規格與資料能力。任何額定電流超過 3 A 的纜線都需要它,任何 5 Gbps 以上的纜線也需要。沒有 eMarker,充電器只會停在 3 A,主機也不會嘗試建立高速連線,不論線身標示寫什麼。
長度限制。被動式 40 Gbps 與 80 Gbps 纜線通常限制在約 0.8 m。超過這個長度,每個插頭都需要 retimer 晶片,這會讓它變成主動式纜線,價格再次提高。標榜被動 USB4 的長纜線不是標示錯誤,就是會協商降速。
纜線等級一覽
| 纜線等級 | 資料速率 | 最大電流(5 A 需要 eMarker) | 是否需要 eMarker? | 典型被動式長度 | 適用情境 |
|---|---|---|---|---|---|
| USB 2.0(充電纜線) | 480 Mbps | 3 A or 5 A (240 W EPR) | 僅 3 A 以上需要 | 所有等級中最長 | 充電、鍵盤、手機同步 |
| USB 3.2 Gen 1 | 5 Gbps | 3 A 或 5 A | 支援 | 比 USB4 更長 | 基本外接硬碟、集線器 |
| USB 10Gbps | 10 Gbps | 3 A 或 5 A | 支援 | 比 USB4 更長 | SATA SSD 外接盒、網路攝影機 |
| USB 20Gbps | 20 Gbps | 3 A 或 5 A | 支援 | 比 USB4 更長 | Gen 2x2 連接埠的高速 SSD |
| USB4 40Gbps | 40 Gbps | 3 A 或 5 A | 是 | 約 0.8 m | 擴充基座、NVMe 外接盒 |
| USB4 80Gbps | 80 Gbps,或 120/40 Gbps 非對稱 | 3 A 或 5 A | 是 | 約 0.8 m | 多螢幕擴充基座 |
什麼時候買便宜線就夠用
- 純充電。手機、耳機、無線工具與多數平板耗電在 3 A 以下,沒有 eMarker 的普通線就能應付;超過 3 A 請選帶 eMarker 的 5 A 線,資料速率依舊無關。
- USB 2.0 資料。鍵盤、滑鼠、印表機與手機同步設計上就是 480 Mbps;USB4 線傳的也是同樣資料、同樣速度。
- 連接 10 Gbps 裝置的短距桌面佈線。接在 10 Gbps 埠上的 SSD 外接盒只需要 USB 10Gbps 線,不需要 USB4,因為埠本身已經限制了頻寬。
什麼時候只能選高規線
擴充基座。擴充基座把顯示、儲存與網路整合在同一條連線;若用 USB 10Gbps 線,硬碟速度會變慢,第二台螢幕也可能出不來。擴充基座至少要 USB4 40Gbps,多組高解析度螢幕則需 USB4 80Gbps。
外接 NVMe。在 10 Gbps 下,硬碟會被限制到只剩一小部分效能;到了 40 Gbps 才會像內接儲存裝置一樣運作。
隧道式顯示輸出。高更新率或雙螢幕會吃掉大部分 40 Gbps 頻寬。120/40 Gbps 非對稱模式就是為這種負載設計的,而且只有 USB4 80Gbps 線才支援。
240 W EPR 充電。USB PD 3.1 EPR 在 48 V、5 A 下可達 240 W。若線材沒有支援 EPR 的 eMarker,供電端不會提供該電力設定,筆電會默默慢充,也不會顯示錯誤。
如何判讀纜線印字
USB-IF 認證線材的接頭護套上會印有標誌,並排標示 Gbps 資料速率與 W 供電瓦數。80 Gbps / 240 W 是最高規格;480 Mbps / 240 W 則是充電線。沒有標示的線材等於沒提供任何資訊,請用測試器讀取 eMarker。若一條被動線材宣稱在遠超過 0.8 m 的長度下支援 40 Gbps 或 80 Gbps,在證明屬實前應視為標示不實。
規格書該寫什麼
描述線材時,應依其必須協商的規格,而非外觀。以 USB-IF 正式分類命名:USB4 80Gbps、USB4 40Gbps 或 USB 10Gbps,避免供應商用含糊標籤偷換成較低等級。載明電流規格 3 A 或 5 A,以及是否需要 240 W EPR。當電流超過 3 A 或速率超過 5 Gbps 時,必須具備 eMarker,並要求測試報告載明其燒錄數值。固定長度,並註明被動式或主動式。要求兩端外殼的屏蔽接地,以及額定速率下的插入損耗或眼圖數據,而非僅導通測試。
Tonetron(Dongguan Taitron Electronic Limited)已持有 HDMI™ Adopter 資格 20 年;其 USB4 線材 PF587A-0080 曾通過 USB-IF 認證測試(TID 6801),會員資格此後已失效。其 USB-C 與 USB4 產品線,包含 80 Gbps 與 120 Gbps USB4 纜線,皆於自有 50,000 m² 的 ISO 9001 工廠生產。能出示自有測試數據的供應商,比只能提供照片的更容易寫入規格。