Hengchang Technology

USB4 เทียบกับ USB 3.2: คู่มือผู้ซื้อสำหรับสาย USB-C กำลังไฟ 240W

USB4, USB 3.2 Gen 1 / Gen 2 / Gen 2x2 และ EPR 240W (USB PD 3.1) อธิบายสำหรับผู้ซื้อ: ระดับความเร็ว, ข้อกำหนดของสาย, ชิป e-marker, เกจลวดเทียบกับความยาว และวิธีสังเกตพิกัดกำลังไฟปลอม

โดย Yazhong Wang · · อ่าน 6 นาที

ภาพมุมใกล้ของคอนเนกเตอร์สาย USB-C ที่พิมพ์กำกับ 240W และ 20Gbps

แบรนด์สินค้าอุปโภคบริโภคกำลังวางคำสั่งซื้อสาย "USB-C กำลังไฟ 240W" เป็นครั้งแรก ตัวอย่างดูถูกต้อง ฉลากระบุ 240W ราคาก็ดี แต่สามเดือนต่อมาครั้งการคืนสินค้าก็เริ่มต้นขึ้น: แล็ปท็อปที่ควรชาร์จเร็วกลับค้างอยู่ที่ 60W และด็อคหนึ่งปฏิเสธการเปิดเครื่องโดยสิ้นเชิง ไม่มีใครโกหกเรื่องคอนเนกเตอร์— เพียงแต่ว่าสายไม่ได้ถูกสร้างมาให้แบกรับสิ่งที่ฉลากสัญญาไว้

กำลังไฟและความเร็วผ่าน USB-C ถูกกำหนดด้วยสิ่งที่คุณมองไม่เห็นจากภายนอก: สายโลหะ, ชิปในคอนเนกเตอร์ และการรับรองที่อยู่เบื้องหลัง คู่มือนี้ครอบคลุมสิ่งที่ผู้ซื้อต้องระบุ และจุดที่ซ่อนกับดักไว้

USB4 เทียบกับ USB-C: คือคอนเนกเตอร์ ไม่ใช่มาตรฐานคู่แข่ง

สองสิ่งนี้มักถูกสับสน แต่ไม่ใช่ทางเลือกแทนกัน USB-C คือคอนเนกเตอร์ — หัวปลั๊กรูปไข่และเต้ารับ 24-pin USB4 คือโปรโตคอลข้อมูล ที่ทำงานบนคอนเนกเตอร์นั้น โดยถึง 40 Gbps ในโหมด Gen 3x2 ทั่วไป กล่าวอีกนัยหนึ่ง USB4 ต้องใช้คอนเนกเตอร์แบบ USB-C แต่ไม่ใช่ทุกพอร์ตหรือสายเคเบิล USB-C จะเป็น USB4: สายเคเบิลต้องผลิตตามสเปก USB4 โดยมี e-marker และอิมพีแดนซ์ที่ปรับจูนแล้ว

กฎที่ใช้งานได้จริงสำหรับใบสั่งซื้อคือการเขียนคอนเนกเตอร์และโปรโตคอลแยกกัน «USB-C» กำหนดรูปร่าง; «USB4 40 Gbps» หรือ «USB 3.2 Gen 2 10 Gbps» กำหนดความเร็ว; และกำลังเป็นตัวเลขที่สามที่แยกเป็นอิสระ (100 W หรือ 240 W พร้อม EPR) สายเคเบิลที่ขายเป็น «USB-C» โดยไม่ระบุโปรโตคอลสามารถเป็นอะไรก็ได้ตั้งแต่ USB 2.0 ขึ้นไป

ความเร็วทั้งห้าระดับ — และความยุ่งเหยิงของการตั้งชื่อรอบ ๆ ระดับเหล่านั้น

USB-IF เปลี่ยนชื่อความเร็วเดียวกันถึงสามครั้ง ซึ่งเป็นเหตุผลที่เอกสารข้อมูลไม่ตรงกัน คำแปลโดยย่อ: สิ่งที่เคยเรียกว่า USB 3.0 ตอนนี้คือ USB 3.2 Gen 1; USB 3.1 กลายเป็น USB 3.2 Gen 2; และโหมด 20 Gbps แบบดูอัลเลนคือ USB 3.2 Gen 2x2. สิ่งใดก็ตามที่พิมพ์กำกับเป็น "USB 3.2" เพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกอะไรคุณเลยจนกว่าจะระบุเจเนอเรชัน

ระดับความเร็ว USB และข้อกำหนดของสาย
มาตรฐานความเร็วข้อกำหนดของสายการใช้งานทั่วไป
USB 2.0480 Mbpsสายคู่ 2 เส้นพื้นฐาน; ไม่ต้องใช้ e-markerการชาร์จ, คีย์บอร์ด, เมาส์, อุปกรณ์ความเร็วต่ำ
USB 3.2 Gen 1 (เดิม "3.0")5 Gbpsสาย SuperSpeed มาตรฐานSSD ภายนอก, ข้อมูลในชีวิตประจำวัน, พื้นฐานการใช้งานด็อค
USB 3.2 Gen 2 (เดิม "3.1")10 Gbpsสายที่จัดระดับ 10 Gbps โดย USB-IF; ต้องใช้ e-marker หากเกิน 3 Aพื้นที่จัดเก็บความเร็วสูง, จอแสดงผล 4K, อุปกรณ์บันทึกภาพ
USB 3.2 Gen 2x220 Gbpsสายดูอัลเลน; ต้องใช้ e-marker สำหรับ 5 Aพื้นที่จัดเก็บความเร็วสูง, ด็อคหลายฟังก์ชัน
USB4 (Gen 3x2)40 Gbpsสายที่สร้างตามสเปก USB4, e-marker, อิมพีแดนซ์ที่ปรับจูนแล้วeGPU, จอแสดงผล 8K, ด็อค, อุปกรณ์ที่เข้ากันได้กับ Thunderbolt

โปรดสังเกตความไม่สมมาตร: สาย USB 2.0 ยังสามารถชาร์จด้วยกำลังไฟสูงได้ หากสร้างอย่างถูกต้อง— ความเร็วและกำลังไฟเป็นสเปกแยกจากกัน สายหนึ่งสามารถรองรับ 240 W และเพียง 480 Mbps หรือ 40 Gbps และเพียง 100 W ต้องระบุตัวเลขทั้งสองบนใบสั่งซื้อ

E-Marker: ชิปที่กำหนดว่าคุณจะได้รับกำลังไฟเท่าใดจริง ๆ

ภายในคอนเนกเตอร์ของสาย USB-C ที่สร้างอย่างถูกต้องมีชิปขนาดเล็ก — สายที่ติดเครื่องหมายอิเล็กทรอนิกส์, หรือ e-marker ชิปจะรายงานสองสิ่งให้อุปกรณ์ที่ปลายแต่ละด้านทราบ: พิกัดกระแสของสายและความสามารถด้านข้อมูล

สิ่งนี้สำคัญเนื่องจาก USB-C จะตั้งค่าเริ่มต้นที่ 3 A เมื่อสายไม่ระบุตัวเอง ที่ 20 V นั่นคือ 60 W เกินกว่านั้น — ระดับ 100 W — กำหนดให้สายต้องโฆษณา 5 A, ซึ่งนั่นคือจุดประสงค์ของ e-marker แม่นยำตามนั้น สายที่ขายว่า "100W" หรือ "240W" โดยไม่มี e-marker จะถูกเจรจาลงเหลือ 60 W หรือปฏิเสธการชาร์จโดยสิ้นเชิง นี่คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการคืนสินค้าแบบ "สายใช้งานไม่ได้" ในหมวดนี้

ภาพมุมใกล้ของคอนเนกเตอร์สาย USB-C ที่พิมพ์กำกับ 240W และ 20Gbps
เครื่องหมาย 240 W / 20 Gbps เป็นเพียงคำกล่าวอ้าง ไม่ใช่ความสามารถ— e-marker และเกจลวดเป็นตัวตัดสิน

EPR 240 W (USB PD 3.1): สิ่งที่ต้องเป็นจริงที่ปลายทั้งสองด้าน

USB Power Delivery 3.1 เพิ่ม Extended Power Range (EPR). ในขณะที่สเปกเดิมหยุดที่ 20 V EPR เพิ่มระดับแรงดันคงที่ 28 V, 36 V และ 48 V ที่สูงสุด 5 A — ถึงระดับ 240 W ที่ 48 V × 5 A

เพื่อให้ลิงก์ 240 W เกิดขึ้นจริง ทั้งสามสิ่งนี้ต้องเป็นจริง:

  • สาย ถูกจัดระดับ EPR, ติดเครื่องหมาย e-marked, และชิปของมันโฆษณาความสามารถ 50 V / 5 A
  • ที่ชาร์จ รองรับ PD 3.1 EPR และสามารถจ่ายแรงดันที่สูงกว่าได้
  • ตัวอุปกรณ์ — แล็ปท็อป, ด็อค หรือจอภาพ — ร้องขอ EPR และสามารถรับได้

หากขาดสิ่งใดสิ่งหนึ่งในสามอย่างนี้ ลิงก์จะลดแรงดันลงอย่างเงียบ ๆ และอุปกรณ์จะชาร์จช้า นี่คือเหตุผลที่ "เราซื้อสาย 240 W แต่ชาร์จที่ 65 W" เป็นเรื่องธรรมดามาก: สายดี แต่ปลายอีกด้านไม่สามารถรองรับ EPR ได้

ทำไมสาย 240 W ที่ยาวจึงสร้างได้ยากจริง ๆ

กำลังไฟผ่านสายเป็นปัญหาความต้านทาน ที่ 5 A แรงดันตกและการสร้างความร้อนในตัวเองต่างแปรผันตามความต้านทานของตัวนำ ซึ่งเพิ่มขึ้นตามความยาวและลดลงตามพื้นที่หน้าตัด สาย 240 W ที่ใช้งานได้จริงใช้เกจความต้านทานต่ำสำหรับคู่สายไฟ และยิ่งสายยาว ทองแดงยิ่งต้องหนาขึ้น ซึ่งทำให้สายแข็งขึ้น หนักขึ้น และแพงขึ้น

ข้อมูลความเร็วสูงมีปัญหาตรงกันข้าม: ยิ่งลิงก์เร็วเท่าใด สายแบบ passive ยิ่งต้องสั้นลงเท่านั้น สาย USB4 แบบ passive ที่แบกรับ 40 Gbps โดยทั่วไปถูกจำกัดให้ต่ำกว่าหนึ่งเมตรมาก เกินกว่านั้นคุณต้องใช้สายแบบ active (re-timed แบบอิเล็กทรอนิกส์) ดังนั้นสายแบบ passive "2 ม., 240 W, 40 Gbps" ที่ราคาต่ำมากจึงเป็นสัญญาณเตือน ไม่ใช่ของถูก— หนึ่งในสามตัวเลขนั้นมักจะมองโลกในแง่ดีเกินไป

ห้าสิ่งที่ต้องตรวจสอบก่อนวางคำสั่งซื้อ

  1. พิกัดกำลังไฟพร้อมตัวเลขกระแส "240 W" เพียงอย่างเดียวไม่มีความหมาย; ขอการรองรับ 48 V / 5 A EPR และค่า e-marker
  2. มี e-marker อยู่ ยืนยันว่าติดตั้งชิปแล้วและพิกัดที่โฆษณาตรงกับฉลาก สิ่งนี้ตรวจสอบได้ที่การตรวจสอบขาเข้า
  3. การรับรองที่คุณตรวจสอบได้ การรับรอง USB-IF มี TID ที่ค้นหาได้; สำหรับผลิตภัณฑ์ที่เข้ากันได้กับ Thunderbolt ขอการรับรองจาก Intel โลโก้บนตัวเรือนไม่ใช่การรับรอง
  4. ระดับข้อมูลระบุแยกต่างหาก กำลังไฟและความเร็วเป็นอิสระจากกัน— ระบุทั้งสอง และระบุความยาวที่คุณต้องการจริง ๆ
  5. ตัวนำและโครงสร้าง ขอหมายเลข AWG ของคู่สายไฟ, โครงสร้างการชีลด์ และวัสดุปลอกหุ้ม ไนลอนถักดูพรีเมียมแต่ไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับความจุกระแส
สาย USB-C ต่อ USB-C แบบถักพร้อมเปลือกคอนเนกเตอร์อะลูมิเนียม
ปลอกหุ้มและการตกแต่งเป็นเรื่องภายนอก; e-marker, เกจ และการรับรองคือตัวตัดสินประสิทธิภาพ

วิธีที่เราสร้างและทดสอบชุดสายเคเบิล USB-C

ฐานการผลิต Shenzhen ของเราสร้างชุดสาย USB-C จากแบบวาด, รูปภาพ หรือตัวอย่างทางกายภาพ: เราออกแบบและทำเครื่องมือภายในองค์กร ผลิตตัวอย่างในราวเจ็ดวัน จากนั้นเดินสายการผลิตพร้อมการตรวจสอบในไลน์และขั้นสุดท้าย โครงสร้างครอบคลุม USB 2.0 จนถึง USB4, PD 3.0 ถึง 100 W และ PD 3.1 EPR ถึง 240 W พร้อมตำแหน่ง e-marker, การชีลด์ และตัวเลือกปลอกหุ้มตามสเปกของคุณ

ตัวเลือกทั้งหมดอยู่ที่ หน้าคอนเนกเตอร์และชุดสายเคเบิลแบบกำหนดเอง, และแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์มีอยู่ใน ส่วนดาวน์โหลด.

สาย USB-C ต่อ USB-C แบบถักสำหรับชาร์จและข้อมูลพร้อมคอนเนกเตอร์สีกันเมทัล
ชุดสาย USB-C ต่อ USB-C สร้างตามสเปกกำลังไฟและข้อมูลของคุณ
ห้องปฏิบัติการทดสอบคอนเนกเตอร์พร้อมเครื่องมือวัด
การทดสอบไฟฟ้าและกลไกภายในองค์กรก่อนจัดส่ง

บทความเสริมสองบท: 16-pin เทียบกับสายเคเบิล 24-pin USB-C เกี่ยวกับเหตุผลที่หัวปลั๊ก Type-C ยังคงเป็นแบบชาร์จอย่างเดียวได้ และ คำสั่งชาร์จเจอร์กลางของสหภาพยุโรป เกี่ยวกับสิ่งที่ USB-C บังคับเปลี่ยนสำหรับผู้ซื้อ

หากคุณกำลังจัดหาสาย 240 W หรือ USB4 และต้องการคำตอบตรงไปตรงมาเกี่ยวกับสิ่งที่เป็นไปได้ที่ความยาวและราคาเป้าหมายของคุณ ส่งสเปกให้เรา — อินเทอร์เฟซ, กำลังไฟ, อัตราข้อมูล, ความยาว และปริมาณก็เพียงพอที่จะเริ่มต้นได้ คุณยังสามารถติดต่อวิศวกรของเราได้ที่ wangyazhong@hengchangtech.com.

คำถามที่พบบ่อย

USB4 เทียบกับ USB-C — ต่างกันอย่างไร?
USB-C คือตัวเชื่อมต่อ (หัวปลั๊กรูปไข่ 24-pin) ส่วน USB4 คือโปรโตคอลข้อมูลที่ทำงานบนตัวเชื่อมต่อนั้น โดยถึง 40 Gbps ในโหมด Gen 3x2 ทั่วไป ไม่ใช่ทางเลือกแทนกัน: USB4 ต้องใช้ตัวเชื่อมต่อแบบ USB-C แต่ไม่ใช่ว่าสายเคเบิลหรือพอร์ต USB-C ทุกอันจะเป็น USB4 — สายเคเบิลต้องผลิตตามสเปก USB4 โดยมี e-marker และอิมพีแดนซ์ที่ปรับจูนแล้ว
สายเคเบิล USB-C ส่ง 240W ได้หรือไม่?
ได้ก็ต่อเมื่อถูกผลิตมาเพื่อสิ่งนั้น: ระดับ EPR มีเครื่องหมาย e-mark พร้อมชิปที่ประกาศค่า 50 V/5 A และเชื่อมต่อกับชาร์จเจอร์ EPR และอุปกรณ์ที่รองรับ EPR หากขาดอย่างใดอย่างหนึ่งในสาม การเชื่อมต่อจะลดแรงดันลงอย่างเงียบ ๆ — นี่คือเหตุผลที่สาย «240W» มักชาร์จที่ 60 W หรือ 65 W
ฉันต้องใช้ e-marker สำหรับ 240W หรือไม่?
ใช่ เมื่อสายเคเบิลไม่ระบุตัวตนของตัวเอง USB-C จะใช้ค่าเริ่มต้นเป็น 3 A ซึ่งคือ 60 W ที่ 20 V เพื่อให้ถึงระดับ 100 W ขึ้นไป สายเคเบิลต้องประกาศค่า 5 A และนั่นคือสิ่งที่ชิป e-marker ทำพอดี สายเคเบิลที่ขายเป็น 100 W หรือ 240 W โดยไม่มี e-marker จะถูกเจรจาลดลงเหลือ 60 W — หรือปฏิเสธการชาร์จเลย

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

ส่งสเปกของคุณ — รับใบเสนอราคาภายใน 24 ชั่วโมง

คอนเนกเตอร์, โหมด, การขัดผิว, ความยาว และปริมาณก็เพียงพอที่จะเริ่มต้นได้ วิศวกรของเราตอบคำถามด้านเทคนิคภายในหนึ่งวันทำการ