即使傳輸介面並非Computex重點,但許多新興應用的實現,還是得仰賴傳輸介面才能完成,比如佔盡今年Computex版面的虛擬實境。因此在一年一度的展會上,傳輸介面相關聯盟或開發商,也都端出最新的產品或規格,期可讓各種新興應用得以帶給消費者最佳的樂趣。而傳輸介面群起強攻最新應用市場的爭戰未停歇,不過,從標準協會或是廠商提出的新產品及新規範,可歸納出,未來USB Type-C將稱霸行動裝置市場,成為唯一傳輸介面。

USB-IF新規即將現身

通用序列匯流排(USB)進展至Type-C連接埠規格後,已迅速在個人電腦、筆記型電腦與智慧型行動裝置如智慧手機、平板電腦等攻城掠地。業界預估在蘋果與非蘋業者大力推動下,2016年USB Type-C市場滲透率可望達15~20%,預期2017年USB Type-C市場滲透率將呈現倍數成長。而為提升USB使用經驗,USB-IF已著手制訂新的USB規格,期可加速USB在各應用領域的普及度。

為提升USB Type-C更佳的傳輸體驗,USB-IF也正進行下一個標準版本的制定。賽普拉斯(Cypress)Datacom-USB事業部資深市場行銷總監Mark Fu說明,USB Type-C下一代規格將提升充電能力至9伏特,未來將有許多非個人電腦或是消費電子產品以外的應用會因USB具備9V特的供電能力而進一步被開發出來,如工業螢幕與車用娛樂系統...等。

此外,現階段的USB Type-C採用的電力傳輸(Power Delivery,PD)技術中,針對供電與受電端的切換時間較長,易引起螢幕閃爍等問題,新一代的規範也將解決此問題,以帶給消費者更好的使用經驗。

目前已有些筆記型電腦如蘋果(Apple)12.1吋MacBook、Google Chromebook Pixel…等,或是智慧型手機如樂視…等,皆僅留下一個USB Type-C連接埠,汽車與工業領域也正開始導入USB Type-C。消費者若要將資料傳輸到其他裝置儲存或播放,甚至要為裝置進行充電,僅需要加購一個內建HDMI、USB或VGA的小擴充座(Docking)即可。

雖然USB Type-C聲勢看漲,但仍有有線與無線介面技術蠢蠢欲動,試圖取代,如802.11ad。Fu表示,無論是Wi-Fi 802.11ad或WiGig,雖然採用60GHz頻段最高可達7Gbps,比USB 3.0還要快,但是該技術欠缺多工的能力,並仍有技術限制,因此無法真正取代USB Type-C。

從多工的角度來看,USB Type-C兼具資料封包傳輸、即時影音傳輸,以及供電三大功能,其中可讓裝置轉換為受電或供電端的功能是目前無線傳輸技術所欠缺的。Fu指出,即便現在有三大無線充電標準,包括Power Matters Alliance(PMA標準)、Wireless Power Consortium(Qi標準)和Alliance for Wireless Powe(A4WP標準)在市場上,但這些無線充電技術產品普及率還未到一定程度,消費者的行動裝置若是真的需要充電時,無法隨即、便利的找到無線充電的相關終端產品進行充電,因此還是利用纜線進行充電較方便且安全性較高。

Thunderbolt仍以其優勢爭奪王座

即使USB Type-C介面的普及度越來越高,Thunderbolt則以第三代標準Thunderbolt 3,以及為新興熱門應用提供更好的使用體驗來迎戰。

Thunderbolt 3標準於2015年底推出,目前已獲得許多電腦、硬碟、擴充底座(Docking Station)…等製造商的支持。英特爾(Intel)客戶運算事業群Thunderbolt行銷總監Jason Ziller指出,Thunderbolt 3支援更多介面標準,包括DisplayPort、PCI Express、USB,因此可以連接更多裝置。在傳輸速率上也提升至40Gbps,因此可以針對4K影像或近期相當熱門的虛擬實境(VR)及擴增實境(AR)對超高畫質影像的需求,提供毫無延遲的影像傳輸。

不僅如此,透過Thunderbolt 3,擴充基座僅需簡單用一條線就可以連接高速外接設備與兩個4K螢幕,同時快速為筆記型電腦充電;外接儲存硬碟能在10秒內傳完不只一部4K電影;而對4K影片和虛擬實境創作者來說,Thunderbolt 3可縮短工作時間和作業流程。

另一方面,Thunderbolt傳輸線已經不若以往‘高貴’,目前Thunderbolt傳輸線(銅纜)市場價格約為25美元,約等同於USB 3.1 Type-C傳輸線的價格,未來,隨著Thunderbolt普及度提高,傳輸纜線價格勢必可持續下探。

更重要的是,第7代Intel Core(酷睿)處理器已內建Thunderbolt 3,因此可期待有為數兩倍以上的電腦機種會搭載 Thunderbolt 3。Ziller強調,目前市面上已有超過 60 種個人電腦(PC)機種,如2-in-1、超薄筆電、電競筆電、行動工作站、All-in-One、主機板或迷你系統,皆已搭載Thunderbolt 3;周邊設備的數量也在大幅成長中,除了已經發表的20個Thunderbolt 3外接周邊設備外,並有65款產品即將上市。

面對Apple在去年發佈的最新款MacBook,僅保留一個USB Type-C連接埠,讓市場不禁猜測—蘋果是否將捨棄英特爾Thunderbolt?Ziller表示,蘋果2015年推出的MacBook改用USB Type-C連接埠原因是,當時新一代Thunderbolt標準—Thunderbolt 3尚未推出,然而蘋果產品計畫無法延宕,因此該公司轉而採用USB Type-C。隨著Thunderbolt 3標準的底定,預期蘋果未來的產品系列仍將回到保留Thunderbolt連接埠的設計。

Ziller並透露,兩家公司在Thunderbolt的合作仍相當密切,蘋果亦參與Thunderbolt 3標準的討論。因此面對市場對Thunderbolt市場發展的疑慮,英特爾仍然相信Thunderbolt,尤其是在新一代標準推出後,將獲得蘋果和更多電腦及相關周邊業者的青睞。

此外,Thunderbolt 3供電能力也增加至100瓦(W),並延續過去Thunderbolt可同步多工傳輸影音、資料封包與供電的特性。Ziller強調,上述Thunderbolt 3的特性,USB Type-C並無法完全做到,這也是蘋果或其他合作夥伴未全面改用USB Type-C的原因。

DisplayPort確保USB Type-C傳輸效能

為了確保採用DisplayPort技術進行即時影像傳輸的USB 3.1 Type-C,在傳輸影音資料時有更穩定的效能,視訊電子標準協會(VESA)在2014年9月提出DisplayPort替代模式(Alt Mode)標準規範後,針對標準未定案但相關產品皆已蓄勢待發的狀況,推出適用於USB Type-C裝置的DisplayPort Alt Mode早期認證計畫。

VESA合規計畫經理Jim Choate表示,USB 3.1規格使用DisplayPort傳輸即時影音資訊,因此透過DisplayPort Alt Mode規範,USB Type-C接頭和連接線將能提供完整的DisplayPort效能。加上USB 3.1既有的功能,USB Type-C接頭和連接線可同時支援4K以上的顯示器解析度、擁有SuperSpeed USB資料傳輸速率及100瓦充電功率。

雖然USB-IF定義了USB 3.1的測試規範,但DisplayPort技術測試認證的部份,則是由VESA負責,因此VESA在2014年發佈了DisplayPort Alt Mode規範。Choate說明,雖然USB-IF在USB 3.1測試認證規範中涵括DisplayPort,但與VESA的DisplayPort Alt Mode認證是各自獨立,僅有少部份重疊,而DisplayPort Alt Mode要求USB 3.1需有4個通道供DisplayPort傳輸影音,為了確保USB Type-C與內建DisplayPort產品能夠無縫互通,或者消費者使用USB Type-C內的DisplayPort播放影音資料時,能夠完全發揮DisplayPort的效能,因此業者的USB Type-C產品再經過DisplayPort Alt Mode認證,有其必要性。

是德科技(Keysight)資深專案經理劉宗琪補充,若廠商的USB 3.1 Type-C接頭只透過USB 3.1傳輸資料,則產品就需要通過USB 3.1認證;反之,USB 3.1 Type-C接頭要用DisplayPort傳輸影音資料,則需要經過DisplayPort Alt Mode認證。

USB-IF與VESA彼此頻繁互通,針對各自的USB與DisplayPort技術標準常互通有無,因此USB 3.1 Type-C接頭若是同時支援USB和DisplayPort標準,則兩項認證都必須執行。簡單來說,USB-IF控管USB Type-C原生架構;而VESA則是定義當USB Type-C接頭與DisplayPort技術間如何順利協同運作,提供消費者更佳的使用體驗。

至於DisplayPort Alt Mode早期認證計畫則是起因於DisplayPort Alt Mode規範仍需2個月後才會正式底定,但廠商的USB Type-C相關產品已準備進入市場,因此需要DisplayPort Alt Mode早期認證計畫來確定早期開發產品的互通性。並加速新產品的合規測試程序與上市時程。Choate指出,包括英特爾Skylake參考設計、戴爾(Dell)與惠普(HP)平板裝置與筆記型電腦、樂金(LG)和華碩(Asus)顯示器,以及Startech擴充底座皆已通過DisplayPort Alt Mode早期認證。

HDMI以新纜線認證規格鞏固地位

隨著支援4K超高畫質影像的顯示器、電視機等產品的問世,傳輸介面標準規範也開始能夠傳輸4K影像,不過為了能‘真正’傳輸4K影像,不僅是傳輸介面技術晶片需要經過認證,傳輸線也須能保證可傳輸4K影像,才能提供消費者最佳的4K影像觀賞體驗。有鑑於此,高畫質多媒體介面協會(HDMI Licensing)提出Premium HDMI認證計畫。

HDMI協會市場行銷與業務開發經理馬銘倫表示,傳輸4K影像時,電磁干擾(EMI)的影響會比較大,因此過去僅在來源(Source)與接收(Sink)端設置認證標準,未定義傳輸纜線品質的情況下,4K影像傳輸可能在來源端是4K畫質,但接收端可能因為纜線品質的問題導致接收端無法收到4K影像。如此一來,消費者對於終端產品4K影像畫質可能會出現質疑,因此傳輸線認證規範即相當重要。

根據市調單位統計,2019年支援4K影像播放的高畫質電視(HD TV)出貨量將達3億台,若是纜線傳輸可靠性有問題,將無法發揮HDMI 2.0版可傳輸4K、60Hz影像的效能。馬銘倫指出,Premium HDMI認證計畫推出後,目前已有20多家廠商通過認證,並向HDMI協會購買認證標籤,在市場上已可購得。

透過完全端到端的認證,HDMI協會希望帶給消費者真實全高畫質影像的體驗。馬銘倫認為,從裝置到纜線都能確保影像傳輸的品質,將可讓HDMI技術鞏固其在消費性電子市場的地位與滲透率。未來8K影像時代來臨,Premium HDMI認證計畫也能協助傳輸線製造商,進一步確保影像傳輸的品質。

Type-C產品雨後春筍

為迎接USB Type-C龐大的市場商機,各家廠商除賽普拉斯外,如芯科實驗室(Silicon Labs)、德州儀器(TI)…等也推出新產品。芯科實驗室亞太區資深微控制器(MCU)市場經理彭志昌表示,繼發佈符合USB-IF認證的PD協定堆疊微控制器,以及USB 3.1 Dongle、Hub控制器後,該公司為協助開發者降低在研發USB Type-C纜線及轉接器的複雜度,推出USB Type-C參考設計。

芯科實驗室的參考設計為USB轉DisplayPort專接器提供完整解決方案,開發人員可以較低的成本,快速設計USB Type-C纜線及轉接器。隨著晶片商USB Type-C相關產品不斷問世,USB Type-C可望加速普及。IHS即預測,2019年時,市場上將會部署約20億個具備USB Type-C功能的裝置。

無論各有線傳輸介面的發展態勢如何,USB Type-C的地位已逐漸不可動搖。Fu強調,各類傳輸介面中,無論是有線抑或是無線技術,彼此間並非取代的關係,而是相輔相承。惟在行動裝置追求輕薄外型的潮流下,相關業者為達到輕薄的目標,裝置對外連接埠大多只保留一個,而此被保留的連接埠,以USB Type-C的可能性最大。換句話說,未來USB Type-C將成為各裝置唯一的傳輸介面連接埠,稱得上一統介面江山。