USB 3.2 Gen 1、Gen 2、Gen 2×2 和 USB4 一文讲清:你的移动固态硬盘实际能跑多快?

一块标称“2,000 MB/s”的移动固态硬盘,插在很多笔记本上连一半速度都跑不到,而硬盘本身并没有任何问题。瓶颈几乎都在硬盘和电脑之间的 USB 链路上:USB 的命名改过好几轮,同样形状的接口背后速度可能天差地别,而整条链路中最慢的一环决定了实际速度。搞清楚这些,是买对硬盘、也是给客户推荐对硬盘的最快方法。

一句话结论:USB 5Gbps(USB 3.2 Gen 1)端口实际最高约 400~450 MB/s,USB 10Gbps(Gen 2)约 1,000 MB/s,USB 20Gbps(Gen 2×2)约 2,000 MB/s,USB4 / 雷电 40Gbps 约 3,000~4,000 MB/s。按电脑端口实际能用的速度来选硬盘档位——对今天的大多数笔记本来说,就是 10Gbps(约 1,000 MB/s)的硬盘。

同一个标准,好几个名字

USB 开发者论坛(USB-IF)对同一速度改过不止一次名,所以同一块硬盘在不同规格表上可能有三种写法。从 2022 年起,官方建议在包装上直接用速度命名。

速度现行标识名技术名称旧名称
480 MbpsUSB 2.0USB 2.0 Hi-Speed—
5 GbpsUSB 5GbpsUSB 3.2 Gen 1USB 3.0、USB 3.1 Gen 1
10 GbpsUSB 10GbpsUSB 3.2 Gen 2USB 3.1 Gen 2
20 GbpsUSB 20GbpsUSB 3.2 Gen 2×2—
20 / 40 GbpsUSB 40GbpsUSB4(20 或 40 Gbps)—
80 GbpsUSB 80GbpsUSB4 2.0 版—

Gen 2×2 里的“×2”指同时使用两条 10Gbps 通道,只有 USB-C 接口才支持。它和 USB4 是两回事——USB4 也能达到 20 或 40Gbps,但用的是另一套协议。

从 Gbps 到实际 MB/s

链路速度用每秒千兆比特(Gbps)表示,硬盘速度用每秒兆字节(MB/s)表示。扣除编码和协议开销后,高速 NVMe 移动固态硬盘在理想情况下的实际速度大致如下:

链路实际顺序读写速度匹配的硬盘档位
USB 2.0约 35~40 MB/s只存文档的 U 盘
USB 5Gbps(Gen 1)约 400~450 MB/sSATA 方案移动固态(约 400~550 MB/s 档)
USB 10Gbps(Gen 2)约 1,000~1,050 MB/s主流 NVMe 移动固态(约 1,000 MB/s 档)
USB 20Gbps(Gen 2×2)约 2,000 MB/s高端移动固态(约 2,000 MB/s 档)
USB4 / 雷电 40Gbps约 3,000~4,000 MB/sUSB4 / 雷电 NVMe 硬盘盒

各代 USB 都向下兼容。2,000 MB/s 的硬盘插在 5Gbps 端口上也能用,只是只有约 400 MB/s。

USB-C 是接口形状,不代表速度

USB-C 只说明插头的形状,不说明背后的速度。USB-C 端口从 USB 2.0(入门手机和部分平板很常见)到 40Gbps 的 USB4 都有。请查电脑规格,或看端口旁的小标识:SS 10 或“10Gbps”字样、闪电形状的雷电标志,或 USB4 标志。

Gen 2×2 的陷阱

USB 20Gbps(Gen 2×2)速度很快,但支持它的电脑并不多,主要出现在部分台式机主板和扩展卡上,笔记本上很少。大多数笔记本以及 Mac 电脑会让 Gen 2×2 硬盘以 10Gbps 运行,也就是约 1,000 MB/s。USB4 和雷电端口一般也只能以 10Gbps 驱动 Gen 2×2 硬盘,因为 Gen 2×2 不在 USB4 的隧道传输范围内。为 2,000 MB/s 的硬盘多花钱之前,先确认使用它的电脑确实有真正的 20Gbps 端口。

数据线、扩展坞与集线器

  • 使用原装数据线。很多 USB-C 线,尤其是充电线,只支持 USB 2.0 数据传输。一根便宜的线就能让高速硬盘悄悄降到约 40 MB/s。
  • 高速传输线越短越好。20Gbps 和 40Gbps 链路对线长和线材质量都很敏感。
  • 集线器会分摊带宽。接在集线器或扩展坞上的硬盘要和显示器、网卡等设备抢带宽,而且很多集线器的下行口只有 5Gbps。
  • 台式机前面板接口往往比主板后面的接口慢。

还有哪些因素影响移动固态硬盘性能

  • 内部硬盘。高速移动固态内部是 NVMe 固态加 USB 转 NVMe 桥接主控,入门款用 SATA 方案。桥接主控必须支持包装上标的链路速度。
  • UASP 与 TRIM。UASP 协议比老式的 BOT 模式开销更低,TRIM 能让写入速度长期保持稳定,现代操作系统都支持。
  • 持续写入。和内置固态一样,大多数移动固态先写入高速 SLC 缓存,大视频文件拷贝到缓存写满后可能会降速,做视频的要看持续写入数据。
  • 发热。小巧密封的外壳在长时间传输时可能过热降速,金属外壳和导热垫有帮助。
  • 文件系统。exFAT 在 Windows 和 macOS 上都能用。任何硬盘拷贝大量小文件时,速度都会远低于标称值。

该选哪一档移动固态硬盘?

典型电脑 / 用途性价比最高的档位
老笔记本、USB-A 5Gbps 接口,备份和传文档约 400 MB/s 档(5Gbps)
当前大多数笔记本、MacBook,日常视频和照片处理约 1,000 MB/s 档(10Gbps)
确认有 20Gbps USB-C 接口的台式机,大型视频项目约 2,000 MB/s 档(20Gbps)
雷电或 USB4 工作站,直接在硬盘上剪辑USB4 / 雷电 NVMe 硬盘盒

UNITRENTH 提供约 400、1,000 和 2,000 MB/s 三档移动固态硬盘,方便采购商按客户电脑的实际端口来匹配速度。关于硬盘内部的方案,可参阅我们的 NVMe 与 SATA 选购指南。

常见问题

USB 3.2 Gen 1 和 USB 3.0 是一样的吗?

一样。USB 3.0、USB 3.1 Gen 1 和 USB 3.2 Gen 1 指的都是同一个 5Gbps 速度,现在包装上标为 USB 5Gbps。

为什么我的 2,000 MB/s 移动固态只能跑到约 1,000 MB/s?

很可能你的端口是 10Gbps(USB 3.2 Gen 2),或者是以 10Gbps 驱动 Gen 2×2 硬盘的 USB4/雷电端口。要达到约 2,000 MB/s,需要真正的 20Gbps USB 3.2 Gen 2×2 端口。

所有 USB-C 接口都支持高速传输吗?

不是。USB-C 只是接口形状。有些 USB-C 端口和很多数据线只支持 480Mbps 的 USB 2.0 数据传输。

USB 10Gbps 的硬盘能插在 USB 5Gbps 端口上用吗?

能。USB 向下兼容,硬盘可以正常使用,速度降到约 400~450 MB/s。

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