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蘋果“吊打”USB 的介面,竟輸給了一美元的授權費?

今年 5 月,歐洲議會將對 USB-C 作為電子裝置統一介面的法案進行全體投票,包括 iPhone 在內的所有智慧手機,以及各家平板電腦、相機、遊戲機等,只要在歐盟境內銷售,都必須採用 USB-C 介面。

在蘋果的主力產品線之中,iPhone 是蘋果 Lightning 專用介面的頭號老頑固。它們離通用介面,或許只剩下最後一場投票?

蘋果“吊打”USB 的介面,竟輸給了一美元的授權費?

實際上,

世上未有 USB 之前,蘋果就在著手打造“USB”了,也就是“火線”FireWire。

它的效能比 USB 強得多,還成為了與 USB 並行的業界標準。

為什麼蘋果打造的這套標準,卻最終被業界遺忘了呢?

在 USB 之前發明 USB

在紀錄片《通用魔術》中,被尊為“iPod 之父”的法德爾曾自豪地向採訪者表示,“我們在 USB 之前就在發明‘USB’了。”

法德爾所言不虛。

蘋果“自研 USB”之路始於 1986 年的 Apple II GS,搭載蘋果桌面匯流排(Apple Desktop Bridge,簡稱 ADB)。

ADB 的速率僅有 10Kbps,相當緩慢,主要應對連線鍵盤滑鼠等剛需。

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隨著電腦功能的豐富,ADB 已經不能滿足市場需求。蘋果開始著手開發 ADB 的繼任者,不僅用於連線鍵盤滑鼠,還要負責傳輸音訊訊號等。

1988 年,蘋果從國民半導體(National Semiconductor,又稱國家半導體)招募了 Michael Johas Teener,擔任新一代介面的專案主管。不光是蘋果,計算機領域的一些巨頭,以及電氣與電子工程師協會(IEEE)都在期待一個更為先進的通用介面。

這些期望讓 FireWire 的工程師們倍感壓力。在最初的設計版本中,FireWire 的速率為 12Mbps,也就是 1。5MB 每秒(1Byte=8bit)。蘋果對這個結果相當不滿意,因為公司的設想是至少 50Mbps。IBM 等行業夥伴的要求更高,他們想要 FireWire 作為 SCSI 的替代品,要求速率要達到 100Mbps。

一個外接介面,做著做著就升級到了內部匯流排的標準。

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50 針的 SCSI 插頭

為此 Teener 的團隊找到了意法半導體,後者掌握著一門技術,可以輕鬆讓線纜的頻寬翻倍。他們還偷師了一把任天堂 Game Boy 的 Game Link 連線線,二者設計頗為相似。

等到最終確立時,FireWire 的設計規範總共來到了 300 多頁,可以在長達 4.5 米的電纜上實現 400Mbps(50MB/s) 的速度。

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1995 年,IEEE 批准了該項規範,即 IEEE 1394,並得到大規模採用。IEEE 1394 在不同品牌有著不同的名字,蘋果稱其為 FireWire,索尼稱其為 i。LINK,德州儀器則叫它 Lynx。

比 USB 快得多了!

最初設計開始,FireWire 就是瞄準取代 SCSI 去的,也就是說它的速率要達到硬碟的級別。

1995 年的 FireWire 初版支援 100、200 或 400 Mbps 半雙工的速率,對應實際速率為 98.304 、196.608、393.216 Mbps,放在 90 年代是相當先進的。

拿經典的 1999 年 Power Mac G3“藍白機”來說,它搭載兩個 400Mbps 的 FireWire 介面,內部硬碟匯流排採用 266 Mbps 的 Ultra ATA——還不如身為外部介面的 FireWire!

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與 FireWire 規範釋出的同一年,USB 開發者論壇(USB-IF)成立,七大創始成員為康柏、DEC、IBM、英特爾、微軟、NEC 和北電(Norte)。1996 年,USB 1。0 規範釋出,距離蘋果 FireWire 專案啟動已經過去了 9 年。

姍姍來遲的 USB,速度落後 FireWire 幾個次元。

USB 1。0 提供兩種速率,1。5 Mbps 的低速版本和和 12 Mbps 的全速版本,與 FireWire 相去甚遠。直到 1998 年的 USB 1。1 釋出之前,市場上都很少 USB 介面的裝置。

2000 年,USB 2。0 版本釋出,理論最大速率飆升至 480Mbps(53MB/s),終於趕超了初代 FireWire。但僅過了兩年,FireWire 的第二個重大版本就正式推出,名為 FireWire 800,又叫 IEEE 1394b-2002,速率翻倍達到 786。4Mbps,再次甩開 USB 一個身位。

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FireWire 不僅有著速度優勢,其工作方式也要比 USB 先進得多。

FireWire 支援裝置以菊花鏈(Daisy Chain)方式相互連線,一個介面就可以帶動數十臺裝置,其中任意一臺裝置都可以控制網路,這是 USB 所不具備的。FireWire 還支援同時在兩個方向上傳輸資料(全雙工),USB 1。1 和 2。0 一次只能在一個方向上傳輸資料(半雙工)。

因其強大的速率和功能,FireWire 得到了專業市場的重視,索尼當時推出了一系列 DV 攝影機,就採用了 FireWire 介面。蘋果從 1999 年的 Power Mac G3 藍白機開始為 Mac 配備原生 FireWire 介面,此前的 Mac 電腦需要使用 PCI 轉接卡才能使用 FireWire。

壓倒行業的一美元

有這麼強的 FireWire,為什麼市場最終還是選擇了 USB 呢?

第一個原因就是貴。

FireWire 造價高昂,不只是電腦本身,外接裝置也需要搭載控制器晶片,使得成本居高不下。

不過 FireWire 最貴的地方,是蘋果獅子開大口的授權費。20 世紀末的蘋果還在艱難求生,喬布斯從 IBM 的專利模式中看到了商機,開始對 FireWire 收取授權費,每個介面一美元。這對行業是一記重擊,廠商們因此轉向了更便宜的 USB。

最氣憤的莫過於英特爾。英特爾 CTO 當時就授權費一事與蘋果展開談判,蘋果不為所動,英特爾一怒之下撤回了對 FireWire 的支援,轉向 USB。一個月之後蘋果如夢初醒,將授權費降低到 25 美分,並承諾收益歸於全體專利持有者。但此時的英特爾已經打定決心,沒有再回頭。

第二個原因就是 USB 良好的相容性。

從 USB 1。0 到 3。x,每一代介面都向下相容,只要裝置介面匹配就可以使用。FireWire 雖然也提供了相容設計,但在 FireWire 400 與 FireWire 800 之間需要轉接器,為使用者帶來了額外的成本。對於普通使用者來說,速度是虛的,加錢上轉接器的成本,是實實在在的。

蘋果“吊打”USB 的介面,竟輸給了一美元的授權費?

還有一點不容忽視,即 FireWire 誕生於蘋果最為混亂的年代,蘋果即便主導了 FireWire 的研發,在量產使用上卻不怎麼上心。

第一臺原生配備 FireWire 介面的 Mac 直到 1999 年才出現,這時 FireWire 已經推出四年了。更先進的 FireWire 1600 和 3200 釋出之後,蘋果直接無視,沒有在任何 Mac 上使用。

蘋果自己都不喜歡用,FireWire 的失寵就是必然的了。2008 年,喬布斯宣佈 FireWire 的“死亡”;2012 年,最後一代搭載 FireWire 的 Mac 釋出,USB 成為了行業的選擇。

結語

FireWire 是一個蘋果式的故事。對於消費者,對於行業來說,它很好但也很貴。

從結局來看,FireWire 的貴壓過了所有的好。

效能更差,但價格便宜、相容性好的 USB 贏得了大眾市場,並隨著一代又一代的進化,承接起了 FireWire 的歷史任務,於是我們就有了 Thunderbolt。拋棄 FireWire 的 Mac,也已紛紛用上支援 USB4 的 USB-C 介面,也就是雷靂 4、雷電 4。

蘋果“吊打”USB 的介面,竟輸給了一美元的授權費?

與熱心的 Mac 相反,iPhone 就像一個老頑固,不僅固守 Lightning,連傳輸速度都還是 USB 2。0 的水平,多多少少有些對不起“Pro”的形象。好在,今年的 iPhone 14 會有所變化,不過不是換介面,而是提升速度。

iPhone 的通用介面之路,何時能實現呢?