[数码] 为什么USB3.0到现在还没有完全淘汰2.0？

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[数码]为什么USB3.0到现在还没有完全淘汰2.0？

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从2008年制定到现在，usb3.0已经到第7年了，凭借着它本身优异的性能（如10倍的传输速度，2倍的供电等）成为一颗耀眼的新星。但市场上，例如个人电…

因为USB3.0是SuperSpeed+USB2.0，SuperSpeed和USB2.0是彼此平行的两个接口
SuperSpeed部分和USB2.0完全不一样，依靠的是2组分别屏蔽的差分线对来传输，上行和下行分开，每组的屏蔽层里面有一束金属丝，这2个金属丝到了接口那边再接到一起，连接到5pin那一层接口的中间

USB3.0 公头，来自wiki
其实这个东西更像是Powered eSATA，后者是SATA与USB2.0的复合体，可以提供一个SATA2端口和一个USB2.0端口以及5V供电，在一些设备上甚至可以提供12V的供电。它的SATA部分和USB部分是完全独立的，所以可以拆成一个eSATA+一个USB2.0

Powered eSATA母座，来自wiki
常见的USB3.0端口也可以拆成一个SuperSpeed端口和一个USB2.0端口，在数据传输的层面，它们彼此之间是几乎完全独立的。一般的USB3.0设备会带有两个phy，分别是SuperSpeed的和USB2.0的，在上电后会去尝试用SuperSpeed建立连接，如果建立失败再使用USB2.0的phy。如果你把一个USB3.0设备的D+和D-给去掉，大多数时候它依旧可以在USB3.0接口上正常运转
USB3.0的hub也是类似的情况，它其实是2个USB Hub。当没有和host那边的superspeed部分握手成功的话，它会把ss部分关闭，就成为了一个普通的USB2.0 Hub

市面上有1个USB3.0+3个USB2.0的USB Hub，它就是一个USB2.0 Hub的基础上，把上游的SS和hub的一个端口皆在了一起，又凑回来了一个USB3.0。需要注意的是USB3.0并不总是需要USB2.0+SS，你用USB1.1+SS也是可以的，所以一些低端USB Hub真的会用更便宜的USB1.1 Hub芯片来做，那剩下的3个端口只能接键盘鼠标之类的东西
键盘鼠标之类比较低速的设备其实不是用的USB2.0 High Speed这种真正的USB2.0，而是USB1.1甚至1.0，后者许多单片机已经自带了不说，你甚至可以自己拿GPIO做一个纯软件的，甚至可以拿51单片机实现一个，因为频率很低、干扰小，走线要求很低，低到了你可以在面包板上接一套能用的电路。而SuperSpeed起步就是5Gbps，传输的频率达到了2.5G，哪怕成熟的商业产品，也经常会出现和WiFi、蓝牙等干扰的问题，更别说SS端口大部分单片机都没有，甚至大部分AP也只有USB3.0 Host而不是device端口
主机控制器这边，USB3.0需要xHCI控制器，xHCI控制器同时支持SS和USB2.0的各个速率，不需要别的控制器就可以提供一个完整的USB3.0接口。从这边来看，USB3.0在PC上已经把USB2.0给淘汰了
如果不使用xHCI的话，USB2.0 HS需要EHCI，但是像键盘鼠标这种Full Speed和Low Speed的设备，需要路由到别的控制器或者是使用TT来翻译成USB2.0 HS
老一些的电脑上还能看到EHCI控制器，它通常会搭配UHCI(Intel平台)或者OHCI(AMD和ARM平台)控制器，在接入的设备是HS规格的时候接入EHCI，是FS或者LS的时候接入UHCI或者OHCI，每个HCI下的资源是共享的，并且这些较老的控制器资源很有限，无论是速度还是接口数量都远远不如xHCI，芯片组会提供若干个控制器，这些控制器与实际的USB接口之间有一套路由的电路，来让设备和控制器可以正确连接
xHCI之前，USB控制器那么复杂的一个原因是，有一些控制器是可以兼容别的接口的，比如UHCI就可以作为IEEE 1394的控制器。现在的雷电/USB4控制器也有点像。USB2.0和1.1时代和它共用控制器的接口都死了，当然不需要那么复杂的设计了，大一统的xHCI控制器就几乎取代了别的接口
当然嵌入式的处理器还是经常有EHCI或者OHCI，一些场景下更轻一些，比如用OHCI连蓝牙、EHCI连WiFi，类似于UART和SDIO的用途。xHCI比起单纯的OHCI等控制器还是复杂不少

USB协议有USB 1.0(Low Speed)、1.1(Full Speed) 、USB 2.0(High Speed)、USB 3.2(Super Speed)、USB4这5种速率
USB 1.0/1.1在主机端早就淘汰了, 但是很多设备端依旧使用, 比如键鼠(USB HID设备)、声卡(USB Audio设备).
USB 2.0兼容USB 1.0/1.1需要Transaction Translator芯片转换数据包.
而USB 3.2和USB4则并不兼容USB 2.0的设备, USB 2.0的信号通过USB线材的D+、D-针脚传输, 而USB 3.2/USB4的高速数据使用SSTX/SSRX针脚传输, 二者是完全独立的.
USB4兼容USB 3.2则是通过USB隧道完成的. USB4本身支持USB隧道、PCIe隧道和DP隧道.
所以除非推倒重来, USB主机控制器总是需要同时支持USB 2.0和USB 3.2这两种速率, 单独支持USB 3.2会导致很多设备无法使用.

PC这边自2015年底英特尔推出100系芯片组，PCH 芯片就已经不再集成EHCI（USB 2.0）控制器了（AMD这边大概晚了两年左右）。此后所有的USB 2.0接口都是XHCI（USB 3.0）控制器提供的。
而且实际上大多数外设都用不到大带宽：
常见的办公用的USB鼠标也就125Hz的回报率，键盘、触摸板、触摸屏、游戏手柄等设备的情况也类似，这个速度大概能用到USB 1.1（12Mbps）的不到百分之一的带宽。
常见的黑白激光打印机，据估算，A4纸张、1200dpi的高分辨率未压缩的单色位图图像大概144Mbits（18MB），USB 2.0的速度（480Mbps）大概可以每秒钟传输2幅这样的图像，即使这已经是最差情况，却仍然远超所有高速复印机的打印速度。而常见的打印内容往往都是中等分辨率600dpi、矢量图形，或者压缩过。打印任务里会显示大小，一般都是200KB到4MB。
常见的智能手机，需要和PC传输数据的场景已经很少了，充电宝就更不需要。他们的USB接口绝大多数情况下只是为了充电用。说到充电，USB 2.0/3.0协议规定供电电压为5V，最大电流为500毫安，只USB 3.0允许的电流略高于USB 2.0，但是依然不超过1安。市面上所有的快充协议都和这些老USB协议没啥关系，可以说只是用了USB接口的外形而已，大多数智能手机接入USB 3.0插孔也只能使用 500毫安的电流充电。而即使是给手机传输数据，USB 2.0也还在可接受的速度范围内。
常见的USB以太网卡，千兆速率会有瓶颈，但USB 2.0的带宽也基本可以等同当前平价家用互联网宽带速率。
常见的摄像头，如果采用H264或者性能相近的编码，1080P 30hz的高清图像只要20到40Mbps就几乎没有画质损失了，只用到USB 2.0带宽十分之一。
对于USB 声卡，无损CD音质码率也才1.4Mbps，USB 2.0可以同时传输200多个立体声CD音质的音频流。
常见的低价U盘，传输速率瓶颈未必在接口这里。
性能较好的U盘，以及对带宽要求高的移动硬盘、2.5Gbps网卡、WIFI 6无线网卡等等设备换接口还是比较积极的。
PS：USB 2.0协议速度480Mbps，半双工运行，实测单向传输最高速率约320Mbps，双向同时传输每向200Mbps，共400Mbps。

用途不一样。飞机没有淘汰火车，火车也没有淘汰汽车。USB2.0即使FS的12Mbps也足以满足鼠标键盘之类设备的需求。
USB让人最诟病的是它的命名，实在是太乱了，服了USB-IF那帮人。直接叫USB 1.5M/12M/480M/5G/10G/20G/40G清晰又明白。
最骚的命名是"全速"，你有一辆USB牌的超跑，高速480km/h，全速12km/h怎么看都觉得怪怪的。

这个问题是 2015 年的了，至今 USB 2.0 仍未淘汰。除了很多人提到的兼容性、无性能需求，我认为还有一个重要原因是 USB 3.0 需要 9 根线 ( 全功能 Type C 更多 ) ，增加了工程上的难度。

别小看只是多出 5 根线，因为笔记本轻薄化，主板体积也在减小，有时候一侧的接口是在子板上的，子板通过排线连接含有 CPU 的主板。当一个 USB 3.0 就要 9 根线，同时音频插孔、读卡器等也需要独立布线，此时要保留全部功能，排线就得做得很宽，其实这是不方便的。
在我 2021 年买的一台低端轻薄本中[1]，我们可以很清楚看到非常粗的排线 ( 见下图中红框 ) ，连接主板与子板。此排线基本相当于显示屏的 eDP 信号线缆的宽度。

即便如此，此排线也只能支撑 USB 3.0 *1 + USB 2.0 *1 ，其中 USB 2.0 并未做成物理接口，而是实际连接到子板上的 USB 2.0 HUB ，再通过 HUB 引出两个 USB 2.0 ，分别连接 USB 2.0 的音频控制器 ( 声卡 ) 和 TF 卡控制器 ( 读卡器 ) 。也就是说，这台轻薄本，连声卡都是 USB 的。

我当时对此设计非常震惊，现在看，这完全是受限于排线的妥协方案。
而在另一侧主板的板载接口，因为布线都在 PCB 进行，接口就完全不存在上述限制。

综上，USB 2.0 便于工程设计，总是有不可替代的场合，这是其难以淘汰的原因。参考^https://zhuanlan.zhihu.com/p/381836511

刚遇到一个极其恶心的情况：USB3.0和2.4GHz WiFi的冲突
其实无线网络基本没啥问题，天线距离USB口都很远，实在不行还能连网线，麻烦的是无线键鼠
我一直在用微软的Sculpt Ergonomic无线键鼠套装，使用一个2.4GHz WiFi的接收器连接鼠标、键盘、数字键盘三个部分
这个接收器如果插在任何一个USB3.0的Hub上就会出现严重的干扰，表现是以秒为频率严重卡顿，鼠标指针一蹦一蹦，文字输入也是一秒蹦一次，完全不能使用
只有接在笔记本本体的USB3.0接口上，或者其外接的USB2.0Hub上是没有任何问题的，一旦接上USB3.0的Hub就不可使用。老笔记本有四个USB口，这个问题还好办，但新笔记本只剩下3个USB口了，而且还有一个在背后
经过实验，新笔记本侧面的USB口是没问题的，但背后的USB口依然会有严重干扰。然后我买了个USB2.0的Hub插在我USB3.0的Hub上，看起来问题解决了。但使用后发现，每隔几个小时还是会出现不严重但还是很明显的干扰现象，只有把2.0Hub尽可能远离3.0Hub才能解决
然后我又去买了个USB2.0的C口的OTG，接上我的USB2.0的Hub，再把接收器插上去，再插在笔记本背后的C口上，问题基本解决了，但极偶尔还是会有轻微的干扰。目前感觉是2.0Hub的线太短了，目前刚下单了一个有0.5米线长的2.0Hub，希望能解决问题吧
所以要是没有USB2.0的Hub，我该咋办？
至于为啥非得用这个无线鼠标，不用蓝牙的，因为微软这个大馒头鼠标就没有出过蓝牙版啊
前几天又刻意去看了好几家的蓝牙鼠标，综合来说都没有微软的大馒头好用，要不手感差，要不没有侧键，要不没有四向滚轮
是的，四向滚轮居然是个冷门功能，罗技好几个鼠标都没有……甚至存在玩家国度这种虽然有四向滚轮，但居然没有左右滚动的情况……
而我的手掌宽手指短，需要短而且宽的鼠标，这就造成很多较长的主流鼠标我用的很难受，大馒头是体验最好的

你就说你打字的时候，键盘要敲多快才能超越USB2.0的速度？

难道你的键盘换上usb3.0 写代码速度能提高近10倍？

至今为止，USB2.0还是 USB3.2和USB标准的一部分。
换句话说，USB3.2或者USB 4的主机设备，必须要支持USB 2.0。

非常明显的事：让USB普及的不是它的高速，而是它的接口够统一、几乎不需要驱动插上就能用。
对于大部分USB设备而言，速度都不是刚需。
现在USB 2.0的速度是60MB/s，这已经超过了大部分设备需要的速度。
且不说键盘、鼠标、声卡、光驱这些低速度需求的，哪怕是移动硬盘，USB 2.0也能满足相当一部分设备的需求。
只有极少比例的情况下，需要USB 3.0来连接设备：
比如大量读写移动SSD的文件比如恰好需要更高供电的外设比如向显示器传输图像
但是，在大部分情况下，花更多的钱放一个USB 3.0接口都是多余的，这笔钱该省就是得省的。
所以很多提供大量外部接口的设备（比如台式PC）都是部分USB 2.0、部分USB 3.0。

一堆全速USB3.0接口多贵，你造么。
很简单，买一张PCIE转USB3.0口的扩展卡。
如果是100块钱7口的，基本上都是7口共速的。
要想7口全部能同时满速，500起步。

usb3.0=usb3.0新增部分+usb2.0。
usb3.0在一天，usb2.0就会一直与之共存。
纯usb2.0在很多场景下，已经够用了，四根线，信号要求也不高，低成本大批量的硬件，用2.0有何不可？

看看usb鼠标键盘，除了少数高端电竞产品用了FS（12Mbps），其他绝大部分都是LS（1.5Mbps)，淘汰了usb2，你让鼠标用SS（5Gbps）？
另外，可能绝大部分人不知道，所谓usb3，其实是usb2+SS，淘汰了usb2，也就没有usb3了，只剩下了SS

因为USB是通用总线技术，而既然通用，就会有高速接口和低速接口。
抛开USB1.0
从USB1.1 到最新USB4 速率从12M到40GB
但很多设备，12M带宽都足够用，举例子鼠标键盘，举例子大部分声卡，举例子部分家用打印机。没错，这些设备即便是升级到USB2.0也是一样，对现在是12M的USB1.1都没淘汰，何以淘汰USB2.0设备？
所谓的5G-40G速率，低速设备用不到，永远用不到，自然低速设备没有动力去升级到最新的USB标准。

稳定性问题：很多USB3.0口高速传输都不稳定，要么信号不稳，要么供电不稳，别杠，杠就是你对，估计你是没买过廉价主板。很多笔记本，包括大牌子的、各种图吧卡吧笔吧推荐的本子，都有USB口供电不足的问题，插个手机充电再插个移动硬盘，直接掉到4v去了，这种供电糊弄糊弄2.0低速设备没问题，3.0高速设备直接掉盘。
干扰问题：USB声卡和USB鼠标信号接收器在3.0端口上工作不正常的海了去了（尤其是旁边再插个移动硬盘高速拷贝数据的情况下），弄条2.0延长线，情况立马好转。你看看哪家声卡和接收器做了3.0？可是为啥人家都愿意从1.1换到2.0？他们的带宽1.1都能应付。
你当然可以责怪我使用了廉价的设备导致，但是这些问题反应的就是3.0成本过高，市场跟进意愿不足。

路径依赖以及成本问题。市面上大量USB2.0设备，很多低速设备100%使用USB2.0，因此继续使用USB2.0没有任何风险。抛开这点，真正影响消费产品的是成本，USB2.0方案简单，成本一定比USB3.0低（USB3.0本身的复杂度导致了当前不可能原料成本占多数，更何况资本市场不允许），用USB2.0就是实打实的省钱。

泻药。
USB 是一种通用的串行总线标准，是PC和其他计算机系统喜欢的，被大众接受了了的一种串行总线标准。目前，符合其标准的接口作为 I/O ，电源等重要目的，广泛应用在我们的日常生活中。
USB 接口的分类往往需要从两个角度进行分类。其一，是接口符合的标准；其二，是端口的种类。
典型来说，USB 接口的标准可以分类 1.0，1.1，2.0，3.0，3.1，3.2 几种，而接口类型现在比较流行的是 Type-A，Type-B，Type-C 三种。
利用 Type-A 来举例，无论你的设备是 USB 接口标准的哪一种，你都可以在 USB 3.2 协议下的 USB 端口下使用。这是 USB 标准的特点，向下兼容，所以就不会出现 1.1 的设备不能用在 3.0 接口上的问题。
但是计算机为什么会同时提供 USB 2.0 和 3.0 两种接口，甚至北桥也区分提供多少个 3.0 和多少个 2.0。这就是一个成本的问题和设备兼容的问题了。
从成本角度来讲，实现 USB 3.0 的 10 倍于 2.0 标准的传输速度，是需要有特殊的芯片支持的；同时，3.0 版本协议供电的增强，也让主板生产商背负了一定量的成本压力。
从兼容性角度讲，有些设备对限流工作做的不好，USB 3.0 的大电流影响设备工作。
当然从消费者的角度来看，还是觉得 3.0 比 2.0 好。
不过充电宝其实没有什么 USB 标准不标准的，就是在利用 USB 的电源两根线而已。具体输出的电压电流，也不归 USB 接口版本管。

某品牌中低端USB4一线通显示器，附带HUB功能。
2K 165HZ+10bit色深会和USB3.0的HUB功能抢带宽，而使得色彩降到8bit。想维持2K 165HZ下的8抖10，HUB就得用USB2.0的设备。

你猜为什么新主板装不了Windows7的理由是Windows7没有USB3.0驱动，而且哪怕用USB2.0的U盘键鼠也不行。

传输文件不到50M/S，连USB3.0的十分之一都不到。
就是实用性和兼容性的问题，虽然带宽想多较低，但对于常规的USB鼠标键盘，麦克风、音箱等设备而言，USB2.0的带宽完全足够使用，也能完成设备的基础供电，且市面上USB3.0的U盘虽然很多，但速度基本都没超过2.0的上限。只有移动固态硬盘才需要用到3.0.
2.0具备尤为不错的兼容能力，这也是导致USB2.0经久不衰的原因。如果主板上全上USB3.0成本会明显提升，对硬件要求会更高。

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VGA接口这种东西现在用的都还不少，USB2.0算啥，起码USB2.0的带宽还是能满足大多数需求，还存在一定的兼容性优势。

就插个鼠标和键盘，要啥3.0？

设备速度要求就这么高，用3.0不是徒增成本？

USB3.0的供电线是和USB2.0共用的，大部分USB供电又是统一的，其实不存在供电这个优势……

因为现在还有苹果、小米之流还在用USB2.0。

USB3.0对线路、电磁屏蔽要求严格，屏蔽不当有可能与WiFi信号互相干扰。低性能USB2.0设备如果改为USB3.0需要的成本较高。

因为USB2.0在90%的场景下，性能是满足甚至溢出的
多花一分钱都是浪费

公司给我配的四通道矢网
安捷伦40G的
上面还有软驱
可能很多00后都不知道软驱是什么了

因为极大多数设备用不到你说的“优势”。鼠标键盘摄像头这些常见外设需要USB3.0？

我感觉在很多领域千万别轻易说淘汰，因为很简单，早期还有库存该怎么办？产品方有产品方的库存，而USB元件厂商有元件的库存！那既然有就肯定要造出来卖出去，不然让我白白的扔掉。除非有明确的升级计划，可以让他们升级，但是很明显选择的耗材以及电路板都有所不同，他是无法升级的！

USB3.0和USB2.0，传输速率提升的数字背后；是硬件产业的改革，从耗材选择，电路制作以及写入指令等方面都进行了把控！
那么USB2.0该怎么办？就是降价出售，或者搭配一些产品价格不高，大家想要买便宜的产品用户，直接购买了！说个题外话，我前两天想买蓝牙耳机，在京东上逛了一圈，正好还有京东E卡，于是看了一款的耳机价格还便宜，也一直没有用过手机配件厂商的产品，于是打算试试！

买回来发现充电接口竟然不是Type-C的接口，竟然是之前的Micro USB接口，还不能通用，有时候出门和手机一起，还要额外拿一根线，不方便！
其实仔细想想，买的时候就没有注意接口这件事，都认为是默认的配置。就觉得价格便宜，就买了。没想到竟然不是主流接口！这就说明了，有些耗材在哪里得用完，价格低一点的产品消耗掉就是！那有人说了你买的产品是不是前几年的库存货呢？

其实有些能对比出来，因为前几年的蓝牙耳机，还没有做续航五六个小时以上的耳机，都是顶多三四个小时撑死了，但是这个续航达到了有些参数明显是这两年的作品！所以就可想而知了！
虽然USB 3.0 和 USB 2.0 之间的主要区别在于传输速度、功率传输和兼容性。尽管 USB 3.0 在许多方面都具有优势，但仍然存在一些原因，使得 USB 2.0 仍然在市场上占据主导地位。

1、兼容性
许多较旧的设备和硬件可能不支持 USB 3.0。为了确保这些设备能够继续正常工作，用户需要购买适配器或使用其他解决方案，如 USB 集线器。这可能会增加成本和复杂性。
之前用的手机或者相机、耳机等设备，数据线出现了问题，不得不买一根匹配的线材，有些接口，例如Micro USB因为早期的工艺水平，他可能就只做了USB2.0的材料，自然就买到的是USB2.0的数据线了！

2、成本
USB 3.0 设备（如闪存驱动器、外部硬盘等）通常比 USB 2.0 设备更昂贵。对于预算有限的用户来说，升级到 USB 3.0 设备可能是一个负担。这个开始也提到了，可以往前再看看！
3、电源需求
USB 3.0 设备需要更多的电力来运行，这意味着它们可能需要额外的电源适配器或充电器。对于某些用户来说，这可能是一个不便之处。意思就是给你一个高速路，你一个提不起速度的拖拉机也不能上呀！

4、软件支持
虽然大多数现代操作系统都支持 USB 3.0，但在某些情况下，用户可能需要安装特定的驱动程序或更新才能充分利用 USB 3.0 的潜力。
5、存储容量限制
尽管 USB 3.0 可以提供更高的传输速度，但它不能解决存储容量问题。对于大量数据传输的用户来说，USB 3.0 的优势可能不足以抵消其带来的额外成本和复杂性。

总结：尽管 USB 3.0 具有许多优点，但目前市场上仍有许多设备和硬件依赖于 USB 2.0。随着技术的发展和成本的降低，预计未来 USB 3.0 将逐渐取代 USB 2.0，成为主流连接标准。对此大家是怎么看的，欢迎关注我创业者李孟和我一起交流！

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