为什么USB 3.1仅使用四个可用数据线中的两个？

在查看USB-C的规格时，我注意到有四个用于数据传输的SuperSpeed差分对，如https://en.wikipedia.org/wiki/USB-C#Specifications中所示。Wikipedia文章还说，在USB 3.1模式下仅使用了其中两对，我觉得很奇怪。

在最近问到的这个问题（为什么铜线上的Thunderbolt 3比USB 3.1快吗？）中，Ali Chen回答说，基于USB-C的Thunderbolt 3都使用了这两对，而USB 3.1却没有。我知道可以在任何高质量的USB-C电缆上运行Thunderbolt 3 ，因此它们必须具有所有必需的电线。为什么标准USB Type C上的USB 3.1不能同时使用这两对，以使数据传输倍增？

USB 3.1 Gen 2（SuperSpeed +，10 Gbps）设计用于既可使用现有 USB 3.0电缆（带有5个额外触点的电缆），也可使用 USB C型电缆。

由于现有的USB 3.0电缆（带有A型和B型连接器的电缆以及micro A和B型）仅包含一个超高速对（Tx对和Rx对），因此USB 3.1 Gen 2仅能使用一对一对，仍然可以通过现有的USB 3.0电缆工作。因此，即使通过带有Type C连接器的电缆运行USB 3.1 Gen 2，它也仅使用一对超高速线对。这也使得一端具有C型连接器的USB 3.0 / 3.1电缆，另一端具有较早的USB 3.0风格的Type A，B，micro A或micro B连接器成为可能。

现在您可能会问一个后续问题：“为什么USB实施者论坛（USB-IF，USB标准协会）没有定义USB协议的速度甚至快于10Gbps的方式，而这两种方式都使用了超高速C型连接器中的线对？” 这是一个有效的问题，但我不愿意推测。当然，它与以前的USB PHY设计会有更大的不同，因为它将有两个单独的发送和接收数据流，这些数据流必须进行协调。实际上，这将是一种并行接口，而USB通常在名义上是串行的。

您提出问题的方式暴露了一些我想在此解决的潜在误解：

我知道可以通过任何高质量的USB-C电缆运行Thunderbolt 3

那不是真的。有许多不兼容Thunderbolt 3的高质量USB C型兼容电缆。如果您使用无源电缆，则Thunderbolt 3的电缆长度限制为≤0.5m。要比该长度更长（例如2m），您需要更昂贵的有源电缆（电缆中装有特殊的IC芯片以协助信号处理）。

为什么标准USB-C不同时使用这两对

USB-C不是协议。USB Type C是连接器和电缆规格的名称。这不是在这些连接器和电缆上使用的协议的名称。通过C型电缆执行USB协议时，您正在使用USB 3.1 Gen 2（10Gbps“ SuperSpeed +”）或更早版本的USB。

USB 3.1使用一个通道（Tx对和Rx对），因为它是USB标准，所以只能使用一个Rx + Tx。所有原始USB连接器（A，B，microAB）仅具有一对SS（超高速）触点，并且整个USB硬件体系结构仅集中于一个单通道设计。

要并行使用更多通道，硬件数据管道中应包含其他架构元素，以了解如何处理通道同步以及与各个链路层管理，缓冲区信用交换和错误恢复，链路训练以及各个通道电气优化相关的其他问题。完成所有这些操作后，它将变成“ Thunderbolt”。或类似MIPI的东西。

Type-C连接器是CONNECTOR的新标准，它具有比单独USB更广泛的适用性。对C型的需求很大程度上是由系统设计驱动的，以适合便携式电子设备的较小尺寸。从某种意义上说，它与USB无关，并且您要求重新使用所有可用的超高速通道来更改标准USB体系结构是毫无根据的。