Type C 是一個大一統的接口標準,這是所有 3C 產品行業的所有巨頭,第一次就一個通用接口達成一致,也是一個接口第一次融入如此之多的豐富功能;這個全新的接口將會深刻的改變許多游戲規則和版圖,很多之前活的有滋有味的非主流技術將會或已經被碾壓致死,例如 intel 和蘋果一直在裝逼的 Thunderbolt,再比如 OPPO 裝逼已久的 VOOC。 q1 q2 而完全體的 Type C 是什么樣的呢?在我看來,最重要的是 3 樣東西:USB 3.1 標準,PD 充電協議,重新定義的數據線。 「USB 3.1」 請大家注意,USB 標準組織目前沒有 USB 3.0 這個說法,我們所謂的 USB 3.0,就是帶寬 5G 的那個玩意,現在叫做 USB 3.1 Gen 1;而真*USB 3.1——帶寬直接到 10G 的,叫做 USB 3.1 Gen 2,目前來看大家都還在 USB 3.1 Gen 1 階段。 q3 在 Type C 接口之前,我們想用 USB 3.1,要么就是碩大無比的 USB –A/B 口,要么就是丑陋無比的在 Micro-USB 旁邊附加一個接口,反正都是注定要進入歷史垃圾堆的玩意。 q4 q5 當然,設計添加了并不代表廠商就會加,目前國產用了 Type C 的幾家,小米、樂視、魅族的數據線和手機接口都沒有加入 TX / RX,所以還是 USB 2.0 的速度;只有 ZUK 的數據線和手機底部接口是完整支持 USB 3.1 Gen 1 的,所以你用上面三家的數據線插 ZUK Z1 的話,從電腦拷貝數據也只有 2.0 的速度,同理 ZUK 數據線配其他 Type C 的手機,數據傳輸速度也不會有變化。(當然 ZUK 手機簡直慘烈) q6 不過隨著移動網絡的發達,USB 接口的作用被無限弱化,一般來說用戶連接電腦的次數越來越少,USB 3.1 的緊迫性就顯得沒有那么重要了。 另外一方面,USB 3.1 工作在 2.5Ghz 的頻率,會對附近的射頻信號造成干擾,例如 2.4Ghz 的 WIFI 和 LTE Band 41 等頻段,而且無法解決!!因為 USB 數據線是直接接入手機主板的,你必須保證這玩意連接到芯片,傳統的 EMI 電磁兼容方法幾乎完全失效,就好像你在吞咽東西的時候不可能呼吸一樣。 不過結合第一點,USB 3.1 能用到的次數實在太少了,用戶一邊高速傳輸數據一邊高速上網的場景更少,而且因為 USB 3.1 的高帶寬,數據一會就傳完了,所以實際影響相當有限。 當然,在 2016 年,可以明確的告訴你們,大家都會升級手機接口和數據線,加入對 USB 3.1 Gen 1 的支持。誰在 2016 年還出不支持 USB 3.1 的 Type C,那就是自絕于人民,自絕于祖國! 「PD 充電協議」 PD 協議 USB 組織喊了很多年了,至今都沒有落到實處,因為首先這玩意一開始并不完整,不如高通 QC 2.0/3.0 和 mtk PEP 系列對細節那么完善,很多識別和電壓轉換步驟都是半成品,據說蘋果新 Macbook 和谷歌 Chrome Book 的 PD 識別都不一樣….. 當然我沒錢試這兩個玩意…… q7 q8 另外,NEXUS 5X/6P 的 5V=3A 我覺得并不像是 PD 協議,而是 Type C 自帶的一個 3A 充電標準,也不知道是不是測量儀器的問題,我測出來最高只有 5V 2A 左右。 同時,PD 的出現,又給了工信部一個機會。2015 年年末的時候,工信部泰爾實驗室突然拉了一幫手機廠商和 IC 廠商,在北京召開了一次旨在制定快速充電國家標準的會議。 雖然因為利益分歧過大,導致大家都沒談攏,但是關鍵點的認同還是有的: A.? ?? ???確定國家標準基于 PD 協議,分為高壓、低壓兩種,通過細化定義進行固定。 B.? ?? ???確定了一旦標準實施,「電量從額定容量的 0% 增至 80% 期間,電池平均充電功率大于15W 或平均電流大于 1.5C 的充電模式。」才能稱為快速充電。如此一來,市面上絕大多數號稱支持快充的辣雞都面臨違規,特別是部分猖狂號稱 5V=2A 快充的。 C. 吔屎啦高通! q9 正如同多年前工信部制定 USB 充電標準一樣,這次如果手機快速充電標準制定國家標準,其意義相當深遠。因為USB PD 協議最終版還在制定中,USB 組織也在觀望世界上其他組織的看法;一旦國標順利進行,必將如同 TDD-LTE 一般寫下濃墨重彩的一筆。 同時快充國標相對來說要求還是比較高的,有利于凈化市場中各種亂七八糟號稱快充結果都不快的局面,并逼迫廠商提升產品素質,雖然泰爾只是想多搞點檢測費…… 「重新定義數據線」 手機數據線現在魚龍混雜,太多太多的劣質產品統治了市場,而且就算是廠商自己帶的數據線也沒好到哪里去。比如著名的世界 500 強——華為,在 Mate 7 之前隨機數據線都是按照 1A 的標準生產的,這樣的數據線電阻很大損耗極高,甚至可能出現長期大功率充電過熱導致的種種安全問題。 而 USB Type C C 協議修訂了數據線規范,一舉將手機數據線從 2A 提到了 3A / 5A 兩個級別,其中 5A 線材強制加入 E-Mark 電子標記芯片,從源頭上保證安全。從設計角度來講,光是電流承載方面,Type C 就爆了蘋果lightning 不知道多少個太陽系。 q10 如此之高的電流承載能力,也為最高 20V=5A 共計 100W 的傳輸能力做好了基礎,也為 OPPO VOOC 打上了螳臂擋車的 Flag。 5A 的線材一般都是全新的 Type C to Type C,也就是所謂的雙 C 口。雙 C 口的好處就是充分利用了 Type C 雙向通信的設計特點,不用區分正反更不用區分大小端口;而且因為針腳的增多,可靠性也有了很大的提升。 q11 而且因為雙向通信,一個 Type C 母座可以衍生出無窮的擴展接口:VGA/Displayport/USB-A/3.5㎜音頻口……筆記本可以跟 New Macbook 一樣做的超輕薄,機身只留一個 Type C;手機更是可以從 MHL 這些破玩意中間解脫出來,只要做好 Type C 就能擁有電腦一樣的擴展性。 那么如何簡單判斷 Type C C 線材的好壞呢?可以直接看數據線 Type C C 那端塑料包覆的長度,因為要達到 3A 以上電流通過能力,正常的廠商都會在 Type C C 端口后增加一些保護措施,這就使得其整體端頭長度大大超過老款的 Micro USB;反之,塑料包覆段越短,說明用料越渣,保護措施不到位,電流承載能力越弱。 q12 ▲以上分別是某廠商 USB 2.0 的數據線(呵呵),49 元的 ZUK USB 3.1 數據線 (額定 3A),以及 200+RMB 一根的貝爾金 USB 3.1 數據線 (應該能到 5A)。 當然,因為如此之高的設計規格,對線材設計的要求到達了空前復雜的新高度,典型的反面例子就是一加 2 的數據線,參見這篇文章《管中窺豹可見一斑——從一加 2 閹割快充看一加的無恥》?一加 2 的數據線在特定情況下可能造成燒毀~~ 「VOOC,時代的悲劇」 q13 VOOC 已經被 OPPO 吹了很久了,甚至被其宣傳所神話,今天就來扒開外衣,看看它的窮途末路。 一般來說手機沒電的時候,電池電壓是在 3V 左右,隨著電量上升電壓不斷升高;傳統充電就是 5V 電壓到 USB 端口,然后手機里面的降壓線路跟著電池電壓,給個高點的充電電壓,比如電池 3.4V 就轉換成 3.6V 的充電電壓。 而高通 QC 2.0 / 3.0 和 MTK PEP 1. 0 / 2.0 技術,就是加強了手機里面的降壓線路:充電器給到 USB 端口的是 9V 乃至 12V,然后手機降壓線路再降到 5V 以下給電池充電;這樣一來可以避免觸碰到數據線 2A 的「電流紅線」,降低充電損耗,最大限度的降低改變現狀的成本,同時大幅度提高充電功率。 q14 而 VOOC 是走的另外一個路子:在 Micro USB 端口自己添加了兩個引腳,通過這兩個引腳傳輸更多的電力。普通的 Micro USB 端口到 2A 以上可能會出問題,OPPO 加強數據線材質,同時把原來應該放在主板上的降壓線路直接弄到了充電器上;這樣一來,OPPO 手機和充電器識別之后,就是充電器直接連接到電池保護板,不再經過手機主板的轉換了。 而且多出來的兩個針腳還可以起到識別的作用,接入 VOOC 自己的充電器和數據線才會直沖,普通的 Micro USB 就上 5V 2A,這是個相當機智的設計。 所以 OPPO 一開始可以做到很高的功率,那時候 QC 2.0 為代表的高壓充電還在摸索階段,VOOC 沒有那么多識別、轉換的麻煩事,只要增加電流就可以了;同時因為充電器直連電池,所以手機發熱量更小。 但是,總是有個但是~~VOOC 這套技術并不是 OPPO 原創,而是聯想做出了工程樣機,找到賽爾康做的方案,當然基于聯想一貫的腦殘本質,很快不了了之~~結果后面據說有些人入職 OPPO,于是就找賽爾康完善了這套技術。 但是 OPPO 畢竟是個專供腦殘群體的品牌,內部對技術也不甚了解,一開始甚至提出了 5V 10A 這樣一個不切實際的目標,賽爾康表示狗帶……然后降到 5V 7A,還是倒地不起……最后妥協,FIND 7 上了 4.5A。 q15 所以 FIND 7 的充電器碩大無比,因為本來就是個趕工的產物;結果后面充電器做小了,OPPO 又嫌成本高,規格又倒退了 5V 4A……對比 24W 比比皆是的高壓方案,VOOC 在速度上已經沒什么優勢了。 q16 再說電池,當時做 FIND 7 的時候,國產電池廠商還沒做好電芯的準備,只有索尼有長期技術積累;但是面對 20W 左右的輸入功率,索尼電芯也跪了,據路邊社消息,前幾批的 FIND 7 電池只有大約 300 次循環壽命,相比主流的 500 次,呵呵~~ 而且 OPPO 特別喜歡在電量百分比上造假,很多機型在還有 300ma 電流的時候就報 100%,而正常的手機在這個時候還是 97% 左右,為了電池壽命做的涓流還需要 20 分鐘到半小時……VOOC 充電快,確實也離不開 OPPO 軟件部門的「大力優化」! 好吧,這些都是 VOOC 的過去;我們談談未來,為什么 Type C 會對 VOOC 造成阻礙。 首先是成本,Type C 直接定義了最高 5A 的數據線,對于 OPPO 來說就是搞了很多年的數據線一下子成了別人的貨架產品,而且雙 C 口數據線在可靠性上明顯高于 OPPO 在 Micro B 口上挖出來的那兩個線;如果 OPPO 不用 C 口,那會背棄時代潮流,如果用了,毫無疑問多年積累直接飛灰。 同時得益于 QC 2.0 和 MTK PEP 在 2015 年的崛起,相應的各種 IC 及配套元器件雨后春筍般瘋長,比較好的 24W 快充頭可能 2015 年還要 30 元左右,到了 2016 年量產成本直接到了 20 元甚至更低;然而 OPPO 因為自己的封閉性享受不到這個福利,不得不面對充電功率不如人,但是價格卻比別人貴的奇怪局面。 其次是技術,直沖本身并沒有什么太高的技術門檻,QC 3.0 的起始電壓定義到了 3.6V,PD 協議據說也要加入直沖模式;對于這些方案來說,想高壓就高壓,想低壓就低壓~高壓提高功率,低壓提高效率,只要算法搞得好,要什么效果都是輕而易舉。 然而 OPPO 這幾年都在拼了命的宣傳高壓方案怎么怎么辣雞,自己的直沖怎么怎么 NB;這也就意味著對自己的技術選擇造成了很大的阻礙。(下面那個圖一開始還畫錯了,各家宣傳名詞和技術對應完全搞混,被我打臉之后重新畫了) q17 如上所述,即使 Type C 直接定義了最高 5A 的數據線,如果 OPPO 堅持走低壓路線,最高也只能 25W 左右,始終無法對第一代產品實現突破,更別提對 QC 3.0 和 PEP 2.0 形成優勢了。 Type C 不是不能做 VOOC,而是 Type C 本來就是對 VOOC 大部分重要技術的一次更新換代,只不過這個成本只能由 OPPO 獨自咽下。 8V-5V 之間的降壓技術已經很成熟,在這個區間轉換效率可以達到 90%~95% 甚至更高,只要配合 3A 的數據線就可以輕易達成 24W 左右的功率,成本更低~~如果電池行業得到突破,只要電壓稍微提升一點,功率就可以得到比較明顯的提升。 總結一下:VOOC 需要充電器、數據線、直充線路、電池的配合,而在大環境的變動之下,OPPO 的充電器和數據線供應鏈面臨著價格比人貴,效果卻不如人的怪圈;而隨著 Type C 和電池技術的發展,直沖技術變得毫無門檻,大量成熟的貨架產品讓重金研發的 VOOC 徹底變成一個被時代碾壓的笑話。 OPPO 用 Type C,就意味著數據線等技術的積累變得毫無卵用,VOOC 泯然眾人矣;如果不用 Type C,很多新功能和特性就沒辦法配備在手機上,而且別人也不會停止進步。 這就是一個封閉生態鏈產品的尷尬,其實蘋果 Lightning 也存在著這樣的問題,但是蘋果龐大的利益鏈條和影響力并不是 OPPO 能比的,強行續命 Lightning 毫無壓力,這就是差距。 「QC 3.0 和 PEP 2.0」 QC 3.0 和 PEP 2.0 是對上一代高壓快充標準的升級,雙方沒有再對最高功率做大的升級,而是不約而同的將重點放在了提升效率上。 2015 年快充達到或者接近 24W 的幾款機型:魅族 PRO 5/樂視 1s/聯想 P1 實測是 12V 1.8A,MOTO X Style 是 9V 2.2A;高電壓一定程度上可以減少線路損耗,但是 12V 在降壓線路上損耗過高,雖然前三款都采用了全金屬機身,良好的散熱減輕了損耗發熱的問題,但是既然能降低為什么不降低呢? 至于 MOTO X Style,高達 2.2A 的電流對線路提出了很高的要求,所以 MOTO 自帶的充電器沒有 USB 大口,而是強制搞了個一體式。同時 X Style 最頭痛的毛病是索要的電流過高,導致很多快充移動電源直接過保護;目前除了魅族快充版移動電源之外,包括樂視、anker 等支持快充輸出的移動電源都沒有辦法給 X Style 充電。 q18 而配合 Type C 的標準,QC 3.0 和 PEP 2.0 分別對電壓做了調低,并提出了精確電壓管理的概念:電壓都會控制在 9V 以下,利用 3A 數據線提高電流,提升降壓路線的效率;其次不會是握手檢測后,直接 5V 跳 9V 跳 12V,然后固定該電壓一路沖到死,而是結合電池溫度、實時轉換效率、電池電量等因素,以 0.2V(QC)/0.5V(PE) 做精確動態調整,提升整體效率。 q19 在精確管理的同時,還有個「恒功率」的概念——如從 8V=3A 調節到 6V=4A,功率不變電壓降低,這些都是 QC 3.0 和 PEP 2.0 帶來的新特性。當然高通和 MTK 的分歧還是有的,比如高通認為 0.2V 充電更精細,MTK 覺得 0.5V 步進就夠了,手機電池就那么大,太精細有什么卵用? 「結語」 不管是 VOOC 的落幕還是 QC 3.0/PEP 2.0 的新特性,都離不開 Type C 標準帶來的全新變革;這也讓我們體會到一個全世界通用的接口進行革命的時候,會對所有使用它的產業造成多大的影響。 也許 USB 3.1/PD 協議乃至未來的整合 Displayport 對普通用戶來說都太過遙遠,但是 Type C 對數據線的重新定義,將會深刻的改變電腦與手機。 瘋狂到難以置信的擴展度,最高 5A 的電流承載能力,最高 10G 的帶寬,雙向通信與充電;還要什么自行車?USB 終于可以變成真*「通用串行接口」了。 (前言:此文撰寫于2016年1月,科普部分依然很有參考意義,部分言論不代表充電頭網立場。) 相關閱讀: 誰才是未來?QC/MTK PE/USB PD三大快充技術對比
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