USB Type-c 雷电3等各接口传输协议带宽速度比较

很多人接触存储类的电子产品多年，手上势必会囤积大量老旧的设备舍不得丢，想要和新设备兼容使用。这就涉及到这些新老设备共同使用的时候，数据传输到底是哪一边拖了后腿，做到心中有数。而且，手上的设备过不了多久就会变成老旧设备，如何为未来升级预留空间，也值得弄清楚一些USB type-c 雷电3等各接口传输协议带宽速度的区别。

USB

USB版本 理论最大传输速率 速率称号 最大输出电流 推出时间
USB1.0 1.5Mbps(192KB/s) 低速(Low-Speed) 5V/500mA 1996年1月
USB1.1 12Mbps(1.5MB/s) 全速(Full-Speed) 5V/500mA 1998年9月
USB2.0 480Mbps(60MB/s) 高速(High-Speed) 5V/500mA 2000年4月
USB3.0（USB 3.1 Gen 1） 5Gbps(500MB/s) 超高速(Super-Speed) 5V/900mA 2008年11月/2013年12月
USB3.1 Gen 2 10Gbps(1280MB/s) 超高速+(Super-speed+) 20V/5A 2013年12月

Type-c

Type-C只是在名义上统一了接口，让数据线可以正反两插更符合人工学了。其次，Type-C理论上支持先进的传输协议。

Type-C的速度看USB传输协议

雷电3

雷电接口是由Intel开发制定的，苹果有参与，接口为mini DP，此前因为雷电仅苹果设备上使用，再加上会用雷电mini DP接口的外设的价格都非常高，所以推广难度很大，直到Intel看见USB Type C逐渐普及之后，就宣布将雷电3的原接口mini DP改为USB Type C。

因此，USB Type C只是雷电3的依附接口类型，外形看起来一样，但是雷电3可以实现Type C的绝大多数功能，并且传输效率更高，而为了区分雷电3接口，该接口会在附近使用一个“闪电”标志。

因此，现在的雷电3接口，可以看成是原有的雷电3抛弃mini DP接口改用USB Type C接口后，再配合USB 3.1标准而出现的产物，而这个接口的性能极其强大，传输速度高达双向40Gbps，这也就意味着有足够的带宽来外接各类扩展坞，比如高性能独立显卡。你可以想象一下，买了一台不带独显的轻薄本，仅一个雷电3接口就能外接GTX1080Ti的感觉。

SATA

硬盘baiSATA 1.0 的实际读写速率是150MB/s，带宽1.5Gb/s。

硬盘duSATA 2.0的实zhi际读写速率是300MB/s，带宽3Gb/s。

硬盘SATA 3.0的实际读写速率是600MB/s，带宽6Gb/s。

目前基本就是SATA2（出现在老主板、新笔记本的光驱位）和SATA3两个常见的，对应3Gbps和6Gbps的理论带宽，也就是375MB/s和750MB/s的速度。而且基于SATA协议，有两位要用来做数据校检，实际上是300MB/s和600MB/s的理论带宽。所以，分清是不是SATA2就行了，比如笔记本光驱位加固态，如果是SATA2，就没必要买太好的SSD了。

NGFF/M.2

M.2接口是Intel推出的一种替代mSATA的新的接口规范，也就是我们以前经常提到的NGFF，即Next Generation Form Factor。M.2的接口也有两种不同的规格，分别是“socket2”和”socket3”

看似都是M.2接口，但其支持的协议不同，对其速度的影响可以说是千差万别，M.2接口目前支持两种通道总线，一个是SATA总线，一个是PCI-E总线。当然，SATA通道由于理论带宽的限制（6Gb/s）,极限传输速度也只能到600MB/s，但PCI-E通道就不一样了，带宽可以达到10Gb/s，所以看似都为M.2接口，但走的“道儿”不一样，速度自然也就有了差别。

M.2接口的SSD分为两种，一种是Socket 2，一种是Socket 3，Socket 2支持SATA和PCI-E 3.0×2通道，Socket 3支持PCI-E 3.0×4通道，以每条PCI-E 3.0的带宽是8Gbps来计算，可以得出：即使是半速的PCI-E 3.0×2也比SATA 3.0接口6Gbps的理论带宽快1.6倍。

PCIE

PCI Express 版本 编码方案 传输速率 吞吐量
×1 ×4 ×8 ×16
1.0 8b/10b 2.5GT/s 250MB/s 1GB/s 2GB/s 4GB/s
2.0 8b/10b 5GT/s 500MB/s 2GB/s 4GB/s 8GB/s
3.0 128b/130b 8GT/s 984.6MB/s 3.938GB/s 7.877GB/s 15.754GB/s
4.0 128b/130b 16GT/s 1.969GB/s 7.877GB/s 15.754GB/s 31.508GB/s
5.0 128b/130b 32 or 25GT/s 3.9 or 3.08GB/s 15.8 or 12.3GB/s 31.5 or 24.6GB/s 63.0 or 49.2GB/s

关于接口和传输协议的一些概念

传输速率为每秒传输量GT/s，而不是每秒位数Gbps，因为传输量包括不提供额外吞吐量的开销位； 比如 PCIe 1.x和PCIe 2.x使用8b/10b编码方案，导致占用了20% （= 2/10）的原始信道带宽。

GT/s —— Giga transation per second （千兆传输/秒），即每一秒内传输的次数。重点在于描述物理层通信协议的速率属性，可以不和链路宽度等关联。

Gbps —— Giga Bits Per Second （千兆位/秒）。GT/s 与Gbps 之间不存在成比例的换算关系。

PCIe 吞吐量（可用带宽）计算方法：

吞吐量 = 传输速率 * 编码方案

例如：PCI-e2.0 协议支持 5.0 GT/s，即每一条Lane 上支持每秒钟内传输 5G个Bit；但这并不意味着 PCIe 2.0协议的每一条Lane支持 5Gbps 的速率。

为什么这么说呢？因为PCIe 2.0 的物理层协议中使用的是 8b/10b 的编码方案。 即每传输8个Bit，需要发送10个Bit；这多出的2个Bit并不是对上层有意义的信息。

那么， PCIe 2.0协议的每一条Lane支持 5 * 8/10 = 4 Gbps = 500 MB/s 的速率。

以一个PCIe 2.0 x8的通道为例，x8的可用带宽为 4 * 8 = 32 Gbps = 4 GB/s。

同理，

PCI-e3.0 协议支持 8.0 GT/s, 即每一条Lane 上支持每秒钟内传输 8G个Bit。

而PCIe 3.0 的物理层协议中使用的是 128b/130b 的编码方案。 即每传输128个Bit，需要发送130个Bit。

那么， PCIe 3.0协议的每一条Lane支持 8 * 128/130 = 7.877 Gbps = 984.6 MB/s 的速率。

一个PCIe 3.0 x16的通道，x16 的可用带宽为 7.877 * 16 = 126.031 Gbps = 15.754 GB/s。

由这些可计算出上表中的各项数据。

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