前言
如今笔记本的厚度越来越薄，厂商为了减少笔记本的厚度，很多传统的接口都已经被砍掉，传统的USB-A接口也难以幸免，这其中，以苹果的MacBook Pro最为激进，整机只提供了TYPE-C（雷电3）接口。TYPE-C自从一登场就广泛的受到大家的关注。Intel ThunderBolt 3也使用TYPE-C物理接口，提供40G物理带宽，其中可以最大传输PCIE 3.0 x4 PCIE总线，2路DP 1.2视频，USB 3.1 Gen2，以及100W供电能力，既能传数据，又能供电，可谓非常强大。虽然ThunderBolt 3接口很美好，但是需要扩展坞的支持，贝尔金的雷电底座一直是Mac电脑的扩展神器，这次我们为大家带来贝尔金雷电3底座的评测。
贝尔金雷电3底座官网链接
聊聊TYPE-C
ThunderBolt 3，USB 3.1，TYPE-C，USB-C这些名词大家听了很多了。但这些具体是什么我们慢慢来说。
从接口标准来说USB目前常见的有以下的标准：USB2.0 480Mbps，USB3.0（USB3.1 Gen1） 5Gbps，USB3.1 Gen2 10Gbps。
每种类型接口对应了他们最大的速率。这里要说明的是，USB-IF组织把我们原来一直使用的USB3.0，和10GB 的USB3.1，全部统称为USB 3.1，使用Gen1和Gen2区分。
所以有的厂家说他们是USB 3.1的接口，可能是USB 3.1 Gen1，依然是5GB的速率。一定要USB 3.1 Gen2才有10GB的速度。
每一种USB标准都有多种接口标准，Type-A，Type-B，Type-C，以及迷你接口。其中Type-A就是我们最常见的USB接口。而这边要讨论的是Type-C。USB-C这次是跟随着USB 3.1一起出来的新的规范。要介绍Type-C，我们先从USB2.0和USB3.0线定义说起。
大家都知道USB2.0一共4条线组成，2条负责电源Vcc和Gen，2条负责数据，D-和D+，传输差分信号。
USB3.0在USB2.0的基础上，又增加了5条线，其中1条是信号接地，剩下4条是2组差分信号。2组差分信号线组成了USB3.0的5GB带宽
到了USB3.1时代，TYPE-A的接口依然保留了3.0的规范，使用4条2组高速线实现10GB的带宽。
有了上面这些概念，接下来我们来看看Type-C的定义比较好理解。
TYPE-C接口为了实现正反插，大家很明显发现，这个接口是对称的，我们一部分一部分来说。
最当中灰色部分，是D+和D-，是用于USB2.0的数据传输。一共2组，满足正反插翻转。
然后最边上紫色的Gnd和边上的红色VBus，组成供电线路。大家可以看到Type-C接口供电线一共有4组，所以Type-C线生来就可以通过大电流。这一设计为Type-C接口高功率输出提供了可能。
然后是绿色和蓝色的高速线，一共有4组，也成对称分布，不过这4组线可以分别使用。在USB3.1模式下，只使用其中2组，完成10GB的USB3.1带宽。
最后也就是要讲重点了，黄色的CC线。这是TYPE-C接口特有的。CC线是用于TYPE-C设备之间和线材之间通讯，使得TYPE-C接口提供USB3.1以外，还提供其他功能。我们下面慢慢讲。
1、USB-PD
传统USB接口，最大能提供10-15W的供电。这个供电能力无法满足笔记本等设备的需求，这时候就需要大功率供电。而USB-PD协议就是为大功率供电而设计。USB-PD不但可以用于给笔记本电脑供电，也能用作手机的快充。在使用USB-PD供电时候，CC线就用作设备之间协商，所以USB-PD是TYPE-C接口的专属。
供电提供的功率是电压和电流相乘的结果，USB-PD最大提供20V，5A也就是100W的供电能力。
要提供大功率充电， 不单需要充电器支持，线材也很重要。
线缆上损耗的功率是电流乘以线缆阻抗的平方，线材上损耗的电压是电流乘以线缆阻抗。所以线材的传输能力一般看线材阻抗，这个决定了线材最大允许通过电流大小。一般来说，3A是常规线材通过能力，需要达到USB-PD最大100W，20V 5A的供电能力，线材需要符合认证。而贝尔金雷电3底座配的线材是少有可以提供5A，100W供电能力的线材。
USB-IF协会规定，TYPE-C to TYPE-C USB3.0以上线材，必须要在线材上放置E-Mark芯片，芯片告知供电段，线材最大的供电能力。
而很多国内厂家的线材并没有这个芯片，使用这类线材容易出现安全问题。
2、Alternate Mode
Type-C也支持DP in Type-C的传输方式，使得TYPE-C接口可以传输视频信号。
DP 1.2线缆一共有4个通道，每个通道5.4GB，总带宽21.6GB，正好对应Type-C线材提供的4组高速线。所以传输视频成为可能。
当DP in Type-C模式时，有2种传输方式。
（1）Type-C转DP，纯视频输出
这时候USB-C的4组高速线可以同时用于DP传输，DP拥有完整带宽21.6GB。这时候支持4K 60Hz，如果通过DP1.2转HDMI2.0芯片，可以完美输出HDMI2.0
（2）Type-C转DP+USB，视频USB同时输出。
由于Type-C只有4组高速线，在数据视频同时传输的时候，只能2组高速线用作USB，提供USB3.1 10GB带宽。2组高速线用作DP通道，提供10.8GB视频带宽，这时候只能支持到4K 30Hz。60Hz无法支持。
也就是说，只要TYPE-C上传输USB协议，那么视频部分就无法支持完整4K 60Hz。所以USB-C底座都是无法使用完整4K 60Hz的。
缓和模式文档连接
ThunderBolt 3
USB和TYPE-C讲了这么多，我们来说说ThunderBolt 3。
ThunderBolt 3使用了TYPE-C作为接口，并向下兼容上述TYPE-C的所有功能。不同的是，ThunderBolt 3并不像Alternate Mode，通过切换线材使用来共享数据传输。而是对数据重新打包传输。
简单的来说，USB的Alternate Mode等于一辆车独占一条车道。ThunderBolt 3是多辆车共享车道。使得物理带宽利用率更高。并且ThunderBolt在4组高速通道上提供更高带宽。
ThunderBolt 3带宽
ThunderBolt 3有2种速率标准，20GB和40GB。
20G模式下，直接使用TYPE-C的4组高速线进行数据传输。所以只要符合规格的TYPE-C USB3.1的线缆（USB 3.1使用2组线传输10G数据），也能当做20G ThunderBolt 3线缆使用。这样降低了ThunderBolt的使用成本。40G模式下，短距离通过增加线缆屏蔽传输更多数据，长距离依靠线缆上芯片加强信号。所以40GB的线缆都是有特殊处理的，相对价格贵一些。
20G和40G是ThunderBolt的物理链路，在这个带宽中可以封装不同类型数据。
支持PCIE 3.0 x4，DP 1.2 x2
由于是数据重新封装可以充分利用40GB的大带宽。例如用户在传输1080P信号时，只要很小的带宽，剩下带宽可以用于传输PCIE，而不是向TYPE-C Alternate Mode，视频直接占用一半带宽。这种合理的分配带宽，使得ThunderBolt3有更多可玩性。
ThunderBolt 3在视频方面支持2路完整DP1.2，可以带2台4K 60Hz显示器，或者1台5K 60Hz显示器。
数据方面，ThunderBolt3直接传输PCIE3.0 x4.可以提供足够的数据带宽。
ThunderBolt控制器向下兼容USB 3.1，USB3.1控制器内置在ThunderBolt内。在ThunderBolt模式下，不传输USB3.1数据。
USB3.1数据使用ThunderBolt控制器内的USB3.1控制器传输，当在ThunderBolt 3端口上链接USB设备时候，USB控制器自动启动，使得ThunderBolt端口降级为USB 3.1端口。
Intel ThunderBolt控制器
这里来说下Intel ThunderBolt控制器，这里以JHL6540为例。Intel的ThunderBolt控制器提供2个TYPE-C ThunderBolt3接口，PCIE 3.0 x4接口和2路DP1.2接口。
控制器做HOST模式时候，把上联DP和PCIE信号封装进入ThunderBolt数据。
这里要说明的是，要ThunderBolt支持2台显示器，主机上ThunderBolt的DP线，必须链接2条，如果少连一条，就只能带一台显示器了。很多朋友用底座发现无法带2台显示器的，很多都这个原因。（Intel NUC，Dell XPS都是如此）
如果在ThunderBolt接口上链接USB设备，进入兼容模式，则有ThunderBolt内的USB3.1控制器提供USB服务。
控制器做Client模式时候。和Host模式正好反过来，使用其中一个ThunderBolt接口做上联，分理出PCIE和DP信号分别从对应端口输出。
Thunderbolt支持菊花连，所以第二个ThunderBolt端口可以连接下一个设备。不过当你在第二ThunderBolt端口链接USB设备时，会打开Client控制器内的USB3.1控制器。第二端口进入USB模式。当然也就无法使用菊花链了。所以很多显卡坞，提供了USB接口后，就无法支持菊花连。
比起USB，ThunderBolt在带宽效率和利用率上优势外。还有就是ThunderBolt提供的是PCIE总线。PCIE总线和USB总线区别在下面会将。我们先来看看扩展坞。
产品解析
这是Belkin第三代ThunderBolt扩展坞，和前两代保持了基本相同的外观，性能提升非常多。
扩展坞的包装盒，一贯Belkin绿白配色风格，在包装上印刷上扩展坞的产品图。
包装背面详细的描述了扩展坞的特性
打开包装盒，首先看到的是扩展坞的本体。然后在扩展坞下方有一条Thunderbolt 3数据线。
取出中间瓦楞纸层，看到下方电源。
电源适配器，默认配备了3个国家的电源线规格。
扩展坞正面，保持了和前两代的一样的风格。
扩展坞背面。
扩展坞前部，提供一个USB3.0标准接口和一个3.5mm耳麦二合一端口，方便插入U盘和耳机。
扩展坞背部，从左到右依次，千兆网口，音频输出，2个USB3.0标准接口，2个Thunderbolt 3，DP 1.2视频输出，电源接口。
扩展坞底部，扩展坞的产品信息和Belkin的标识。
扩展坞的电源适配器，20V 8.5A的规格，170V输出功率。扩展坞一共有2个Thunderbolt 3接口，每个接口都能输出85W电力，所以扩展坞配备了这么大的电源适配器来满足Thunderbolt 3接口的电源输出需要
随机附赠的Thunderbolt 3 40G连接线。长度1米，可以很方便的摆放扩展坞和笔记本的位置。而且这条是支持100W电力传输的Thunderbolt 3线材，很多Thunderbolt 3的线材供电只支持到60W。
产品拆解
和二代扩展坞一样，雷电3扩展坞也是使用一体成型铝壳，拆解从侧面开始。拆掉侧面的挡板
扩展坞内部，有屏蔽罩覆盖，Thunderbolt3接口上，有屏蔽罩。
外壳使用Unibody技术，一体成型
拆开屏蔽罩，可以看到底座内部的PCB板
从外壳中去除PCB版，可以看到扩展坞有2块子版组成。
PCB版背面还有屏蔽罩。
整个PCB板正面，2块子版使用类似PCIE x4接口连接。
PCB板背面
PCB板子背后接口部分。Thunderbolt接口，DP和电源口所在板子叫雷电板.
网口，USB3.0，3.5mm音频所在接口叫接口板。
PCB板前部接口。
雷电板和接口板之间使用类似PCIE x4接口连接。
接口子版正面有3颗芯片，A1-A3
接口子版，背面由一颗芯片A4
雷电子版上的芯片B1-B3
A1、Fresco FL1100EX 4端口USB3.0控制器，上联PCIE 2.0x1官网链接
A2、TI PCM2912A USB音频解码芯片，简单的说就是USB声卡。
官网链接
A3、Winbond 25Q32JV 32Mbite=4MByte NOR FLASH，提供给Intel千兆网卡作为BootROM和MAC地址存放芯片。
A4、Intel WGI210AT，也就是和Intel单口服务器网卡Intel Ethernet Server Adapter I210-T1同款芯片。官网链接
B1、Intel JHL6540，Intel Thunderbolt 3控制芯片。后面具体说这个芯片。
B2、Parade PS181，DP转双模DP转换芯片。
使得DP端口不但能提供提供DP信号，也能提供TMDS差分信号，这样可以使用无芯片DP-HDMI转接线，直接输出HDMI信号。
B3、TI TPS65983，USB-PD电源管理芯片。一共2颗，分别可以给2个Thunderbolt 3接口提供85W的供电能力。
画出框图
ThunderBolt控制器DP信号直接负责DP端口，Belkin给DP端口加了主被动转换芯片，使得扩展坞的DP有更好的兼容性。由于只提供了1个DP口子，第二DP信号会从第二个ThunderBolt端口继续流出。
这时候可以使用TYPE-C转DP获得第二路DP信号，这样底座可以带起两台4K 60Hz显示器。
底座提供了4条PCIE，其中一条直接负责千兆网卡，另一条负责USB控制器，提供底座上3个USB接口。
声卡通过USB控制器，走USB协议链接。
整个底座都未使用廉价芯片，做工优秀
1、MacBook Pro完美兼容
Belkin作为Apple全球御用外设品牌，出品的扩展坞和Apple的笔记本完美兼容。不需要关闭系统保护，和修改系统文件就能正常使用。
和MacBook Pro 完美连接
2、千兆网卡
这是我很强调PCIE的好处，Belkin也很厚道的使用PCIe总线的Intel I210服务器级别的网卡芯片在底座中。很多人会不明白USB网卡和PCIE网卡的区别。这里做个直观对比。
在上海电信千兆宽带下，做个测速，给大家看这2个网卡对你下载速度影响多少
USB扩展坞，选择了某民族自豪品牌的笔记本扩展坞。
USB千兆网卡
Belkin 雷电底座PCIE千兆网卡。
可以看到在千兆高速率宽带下，USB千兆网卡和PCIE千兆网卡出现了明显的速度差。Belkin的底座更适合有大量网络数据交互的朋友。市面上大部分扩展坞都使用Realtek芯片的USB网卡，这类网卡都无法保证稳定高速的传输，
3、快速充电
Belkin底座支持USB-PD规范，最大单口提供80W电源。
其他品牌的底座，很多自身无法提供PD的电源，还需要笔记本原厂充电器在底座一进一出的方式充电。而且并未做大电流优化，无法提供大功率充电。
MacBook Pro 2016 15.4寸正确显示充电功率。
大家发现底座的输入电源要接近180W。说明这个底座可以2个ThunderBolt同时对外供出80W电力。我们就可以充MAC同时快充iPad或者Nintendo Switch等设备。
一般TYPE-C线最大支持3A电流传输，所以常常会被限制在60W充电甚至更低。所以需要快速充电，充电器和线材都有要求。
充MacBook Pro 2016 15.4寸实测
电压19.7V
电流3.64A
实际功率71.708W。
充iPad Pro实测
从2016年iPad Pro 12.9寸开始，苹果的iPad Pro支持PD方式的快充，刚刚发布的iPhone 8和iPhone X同样支持。
充电线使用Apple官方USB-C to Lightning线材。
电压15V
电流0.94A
实际功率14.1W
可以看到底座充电功率都完美适配Apple。这边还测试过Nitendo Switch游戏机，Google Pixel手机，同样也能快充。
4、4K 60Hz输出
前面也说了，由于Thunderbolt的高效传输，可以在传输USB网络数据下还能完整传输4K 60Hz。
这里做个简单测试，使用SONY 55X8500D作为测试，这是一款支持4K HDR的电视。看通过底座后，数据和4K HDR能否同时传输。
测试时，电视机通过Belkin USB-C to HDMI 2.0转接头连接底座。
这里可以看到，电视机完美支持4K HDR 10bit 60Hz。
工作台
最后晒晒工作台，可以看到，电脑，显示器等通过贝尔金雷电3底座有序的连接，桌面非常整洁
总结
贝尔金作为苹果御用外设品牌，以推出精品苹果配件而闻名，这款雷电3底座可谓是为MacBook Pro提供了完美的适配和兼容性，支持为MacBook Pro供电，支持连接两台4K 60Hz显示器，千兆网络，USB-PD快速充电，非常值得MacBook Pro用户入手。
发表于 2017-10-10 05:06:17
发表于 2020-1-10 11:26:10