为什么 USB-A 口一开始不设计成正反插?_环球播报

2023-05-15 18:15:10来源:哔哩哔哩


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相信很多用户在使用 USB-A 口的时候都会遇到,一次盲插插不进去,调整方向后角度不对还是插不进去,于是又调整方向还是插不进去。实在无法只能仔细确认方向后才能正确插进去。这个广泛性的插入错误被戏称为 USB 悖论。这时候再看看身边的 USB-C 或者 Lightning 接口,不得不疑惑,为什么 USB-A 这样一个如此普及的通用性接口不设计成可以正反插呢?

首先还是听一下 USB-A 口的发明者 Ajay Bhatt 自己是如何解释这一问题的。他在若干年后的采访中承认 USB 最大的问题就是它的接口是无法正反插的。他说:“即使在今天,当你看到 USB 时,如果我们当初让它具有可翻转性,现在的一切就会容易得多。我们本来可以像 FireWire 那样把重点放在更高的数据速率上。它们在100MB,而我们在12MB。但这是一个复杂的问题。我认为,即使回顾过去,谦虚地开始也是正确的选择。它使我们能够专注于更多种类的产品的适配,而随着时间的推移,我们能够逐步地提高它的性能。”

他同时解释说,要使接口可以正反插,就需要两倍的电线数量和更多的电路。所有这些都需要花钱,而且会把更高的价格转嫁给消费者。

“如果你为一项未经证实的技术预付了大量成本,那么它可能不会成功。这就是我们的恐惧。开始时,你必须真正注重成本。事后看来,你可以说它本来可以做得更好,但与我们当时使用串行接口和并行接口的情况相比,USB 要好得多。因为我们当时使用的每个接口都更复杂,都有电缆和多条电线,而且不能即插即用。”

今天的我们很容易忽略,USB 是一个诞生于 1994,已经拥有 30 年寿命的古老的接口。它的全称是通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)。在计算机诞生的早期,外接式设备的传输接口各不相同,如打印机只能接并行端口、调制解调器只能接 RS232、鼠标键盘只能接 PS/2 等。繁杂的接口系统,加上必须安装驱动程序并重启才能使用的限制,都会造成用户的困扰。因此,创造出一个统一且支持易插拔的外接式传输接口,便成为无可避免的趋势。USB 最初制定的主要目的是尽可能统一接口标准,包括数据传输速率、热插拔、正反插都并非它首先要考虑的。

还有一个容易被我们忽略的事是,今天的我们当然知道 USB 会成功普及,但当时的发明者和 USB 组织并不确定它们的发明能否取得最终的胜利,所以与其采用激进的策略,力求一步到位而增加过分的成本,加剧厂商采用新接口的风险,不如稳扎稳打,先把最基础的功能以尽可能低的成本实现,帮助终端厂商过渡到新的接口,扩大自身的影响力,再去谋求更强大的性能。

与同时代的 VGA、PS/2、RS232 等接口相比,USB 放弃了针式设计,换成了我们今天常见的触点式设计。另外它还有个不同,在防呆方式上它并没有在接口形态上做出非常明显的方向区别。早期的许多接口,大多是采用梯形设计,确保只有一个方向能够插入。即使是 PS/2,看似采用了圆形设计,但实际上也只有一个方向可以插入,并不能做到 360 度任意插拔。这是因为早期的设备连接,如果操作不慎非常容易造成主板的损坏,所以工程师们就以接口形态来限制插入方式,以防止错误的发生。

我们知道 USB-A 也只能以一个方向插入,但它却是一个矩形接口,但看外表不看触点是无法直接判断应该以哪个方向插入的。以今天的眼光来看这甚至不如比它更老的针式接口,毕竟它们可以从形态上判断插入方向。但其实我们仍然忽略了一点,那就是在上个世纪,频繁地插拔设备并不是一个普遍的现象,大部分设备都是一次插入基本就不再移动了。

所以当时在机箱的正面其实也并没有 USB 接口,它和其他接口都是放置在机箱的背面。今天的消费者应该也有这样的经历,即使是接口形态上有方向之别,但在看不见的情况下,单纯凭手去摸,实际上还是无法判断具体的插入方向的。要么把机箱抬出来看,要么还是多次插拔试一试,总能插进去。那么在 1994 年,USB 组织是很难想象有一天 USB 设备是如此频繁的可插拔,USB 接口也被做到了机箱的正面,所以他们当时是并没有预见性去考虑频繁插拔的问题的。既然都是放在机箱后面,无论如何都要用人眼去看来判断方向,那么是否在接口形态上做出方向上的不同,似乎也是无关紧要的。

总的来看,USB-A 口一开始不设计正反插明显是受限于当时的历史进程,而在 20 年后,Lightning 和 USB-C 口在 USB 的广泛普及下,终于弥补了 USB 一开始的缺憾,也让我们进入了一个更友好的正反插的时代。我们想当然地以为这样的时代是理所应当,但这其实是前人一步一步摸索而来的。

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