2008年USB 3.0推出时,承诺其速度最高可达USB 2.0的10倍。虽然理论上的数据确实如此,但更快未必意味着更好。从480Mbps跃升至5Gbps带来了新的信令机制、新的供电规则以及新的电气特性,这些都是当初USB 2.0规范无需应对的问题。

在某些实际应用场景中,USB 3.0接口实际上可能比更慢的老前辈们引发更多问题。这就是为什么你可能有时更希望拥有一个老旧的USB 2.0接口,也是主板和设备厂商至今仍保留那么一两个USB 2.0接口的原因——可不仅仅是偷工减料。
需要明确的是,我并不是想论证“USB 3.0很糟糕”这种逆天言论。对于高速存储、采集卡、扩展坞等设备而言,USB 3.0至关重要。但如果你好奇为何计算机主板上依然配备USB 2.0接口,或者为何有些设备不推荐高速的USB 3.0,那么以下便是其中的缘由。
对无线设备的干扰:2.4G Wi-Fi的天敌
这是USB 3.0最臭名昭著的问题,而且不幸的是,这根植于USB的物理层面,几乎无法破解。USB 3.0使用5Gbps的差分信号传输,其宽范围的高频谐波会辐射到2.4GHz频段。而这正是蓝牙、许多Wi-Fi网络,以及各种低功耗射频协议所依赖的频段。
当USB 3.0设备处于活动状态时(尤其是对信号屏蔽不那么好的设备),它实际上会淹没附近的2.4GHz信号。英特尔关于此问题的白皮书就明确强调了当键盘、鼠标和Wi-Fi适配器放置在活动的USB 3.0设备附近时,可能会变得无法使用。这也是为什么许多Wi-Fi路由器明明配备了USB 3.0接口,当你试图开启时却对你进行警告:

而USB 2.0在480Mbps的速率下,其发射的干扰要低几个数量级,并且完全不在2.4GHz频段内。因此,如果你遇到无线信号障碍,切换回USB 2.0接口通常能立竿见影地解决问题。
更高的功耗与更多的热量:供电和散热告急
理论上,USB 3.0将供电要求从500mA提高到900mA,听起来像是一项升级。但实际上,更高的电流能力伴随着一些新问题,这对于无风扇笔记本电脑、迷你电脑等低功耗设备来说尤为明显。
首先,即使在闲置状态下,USB 3.0控制器也会消耗更多电力。维持SuperSpeed(高速)信号传输所需的物理层芯片(PHY)比USB 2.0的复杂得多,仅为保持连接就需要消耗更多能量。这在台式机上或许无关紧要,但在笔记本电脑和其他移动设备上,影响就非常明显了。

更多的电力意味着更多的热量。被动散热的笔记本电脑通常将USB控制器放置在本就散热受限的区域。工作中的USB 3.0设备会升高表面温度,加热系统组件,并增加降频的可能性。而在进行持续高速传输,例如外接SSD和U盘时,这种情况会进一步加剧,你也经常摸到USB 3.0 U盘热得烫手吧。
相比之下,USB 2.0接口的功耗微乎其微。如果你希望提高电池续航或降低发热量,对于某些工作负载,USB 2.0是更明智的选择。
更严格的信号完整性要求:你的数据线必须短得多
USB 3.0对数据线质量的敏感度远高于USB 2.0,这在日常使用中可能引发诸多问题。更高的数据传输速率不仅要求更好的屏蔽,还意味着更严格的制造公差和更短的长度,以确保信号在数据线中传输的强度。虽然市面上也存在超长的数据线,但信号衰减几乎是无可避免的。

廉价或过长的USB 3.0数据线常常无法维持稳定连接,或者干脆会下降到USB 2.0的速度。此外,即使是连接器或屏蔽层上的微小瑕疵,都可能导致连接不稳定。
与此同时,USB 2.0的容错能力极强。即使是质量低劣或较长的数据线也能正常工作,因为其较低的信号速率使得轻微的阻抗问题不会对信号造成影响。
如果你所处的环境中使用大量廉价数据线,或者需要较长的连接距离,USB 2.0的可靠性优势就开始凸显了。速度稍慢一点,起码比无法正常连接要好。
与旧设备的兼容性问题:老USB 2.0更可靠
虽然理论上USB 3.0向下兼容,但在实际应用中情况可能要复杂得多。USB 3.0控制器本质上是两个并行运行的控制器:一个USB 3.0 SuperSpeed控制器和一个独立的USB 2.0控制器。这种复杂的架构意味着旧设备可能会表现出某些“不可预测”的行为。例如,某些旧设备可能无法被识别,可能会遇到连接不稳定、速度问题或供电问题……所有这些都会给用户带来糟糕的体验。

所有这些问题的出现,都是因为USB 3.0控制器更为复杂,老式外设、旧打印机和一些长时间运转的工业设备通常在USB 2.0接口上工作得更可靠。如果你有一个旧外设并希望确保它能正常工作,那么将其插入USB 2.0接口,尤其是它在USB 3.0接口上出现问题时,往往立竿见影。
更复杂的驱动程序:USB 2.0就是更简单
无论是在硬件还是驱动程序上,USB 3.0控制器都要复杂得多。它们支持更多的协议、更多的电源规格、更多的传输模式以及更多的设备类别,这既是好事也是坏事。你可能会遇到诸如驱动程序冲突、电源状态转换错误、更高的延迟以及芯片组间的不兼容性等大量问题,具体什么原因可就不好判断了。

特别是采用老芯片组、运行老版操作系统的电脑,它们对USB 2.0的支持几乎像钢筋混凝土一样可靠,因为其协议栈非常成熟且被研究得非常透彻。相比之下,USB 3.0仍然会受到芯片组、BIOS以及操作系统支持不足的影响,可能会出现更多的驱动程序错误、更高的冲突概率以及更多的故障点。对于老设备,USB 2.0的简单性却成为一个优势,尽管因此会失去许多功能。
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