Belkin 貝爾金 ThunderBolt 3 雷電3底座 開箱評測拆解

前言

如今筆記本的厚度越來越薄，廠商為了減少筆記本的厚度，很多傳統的介面都已經被砍掉，傳統的USB-A介面也難以倖免，這其中，以蘋果的MacBook Pro最為激進，整機只提供了TYPE-C（雷電3）介面。TYPE-C自從一登場就廣泛的受到大家的關注。Intel ThunderBolt 3也使用TYPE-C物理介面，提供40G物理帶寬，其中可以最大傳輸PCIE 3.0 x4 PCIE匯流排，2路DP 1.2視頻，USB 3.1 Gen2，以及100W供電能力，既能傳數據，又能供電，可謂非常強大。雖然ThunderBolt 3介面很美好，但是需要擴展塢的支持，貝爾金的雷電底座一直是Mac電腦的擴展神器，這次我們為大家帶來貝爾金雷電3底座的評測。

貝爾金雷電3底座官網鏈接

聊聊TYPE-C

ThunderBolt 3，USB 3.1，TYPE-C，USB-C這些名詞大家聽了很多了。但這些具體是什麼我們慢慢來說。

從介面標準來說USB目前常見的有以下的標準：USB2.0 480Mbps，USB3.0（USB3.1 Gen1） 5Gbps，USB3.1 Gen2 10Gbps。

每種類型介面對應了他們最大的速率。這裡要說明的是，USB-IF組織把我們原來一直使用的USB3.0，和10GB 的USB3.1，全部統稱為USB 3.1，使用Gen1和Gen2區分。

所以有的廠家說他們是USB 3.1的介面，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。

每一種USB標準都有多種介面標準，Type-A，Type-B，Type-C，以及迷你介面。其中Type-A就是我們最常見的USB介面。而這邊要討論的是Type-C。USB-C這次是跟隨著USB 3.1一起出來的新的規範。要介紹Type-C，我們先從USB2.0和USB3.0線定義說起。

大家都知道USB2.0一共4條線組成，2條負責電源Vcc和Gen，2條負責數據，D-和D+，傳輸差分信號。

USB3.0在USB2.0的基礎上，又增加了5條線，其中1條是信號接地，剩下4條是2組差分信號。2組差分信號線組成了USB3.0的5GB帶寬

到了USB3.1時代，TYPE-A的介面依然保留了3.0的規範，使用4條2組高速線實現10GB的帶寬。

有了上面這些概念，接下來我們來看看Type-C的定義比較好理解。

TYPE-C介面為了實現正反插，大家很明顯發現，這個介面是對稱的，我們一部分一部分來說。

最當中灰色部分，是D+和D-，是用於USB2.0的數據傳輸。一共2組，滿足正反插翻轉。

然後最邊上紫色的Gnd和邊上的紅色VBus，組成供電線路。大家可以看到Type-C介面供電線一共有4組，所以Type-C線生來就可以通過大電流。這一設計為Type-C介面高功率輸出提供了可能。

然後是綠色和藍色的高速線，一共有4組，也成對稱分布，不過這4組線可以分別使用。在USB3.1模式下，只使用其中2組，完成10GB的USB3.1帶寬。

最後也就是要講重點了，黃色的CC線。這是TYPE-C介面特有的。CC線是用於TYPE-C設備之間和線材之間通訊，使得TYPE-C介面提供USB3.1以外，還提供其他功能。我們下面慢慢講。

1、USB-PD

傳統USB介面，最大能提供10-15W的供電。這個供電能力無法滿足筆記本等設備的需求，這時候就需要大功率供電。而USB-PD協議就是為大功率供電而設計。USB-PD不但可以用於給筆記本電腦供電，也能用作手機的快充。在使用USB-PD供電時候，CC線就用作設備之間協商，所以USB-PD是TYPE-C介面的專屬。

供電提供的功率是電壓和電流相乘的結果，USB-PD最大提供20V，5A也就是100W的供電能力。

要提供大功率充電， 不單需要充電器支持，線材也很重要。

線纜上損耗的功率是電流乘以線纜阻抗的平方，線材上損耗的電壓是電流乘以線纜阻抗。所以線材的傳輸能力一般看線材阻抗，這個決定了線材最大允許通過電流大小。一般來說，3A是常規線材通過能力，需要達到USB-PD最大100W，20V 5A的供電能力，線材需要符合認證。而貝爾金雷電3底座配的線材是少有可以提供5A，100W供電能力的線材。

USB-IF協會規定，TYPE-C to TYPE-C USB3.0以上線材，必須要在線材上放置E-Mark晶元，晶元告知供電段，線材最大的供電能力。

而很多國內廠家的線材並沒有這個晶元，使用這類線材容易出現安全問題。

2、Alternate Mode

Type-C也支持DP in Type-C的傳輸方式，使得TYPE-C介面可以傳輸視頻信號。

DP 1.2線纜一共有4個通道，每個通道5.4GB，總帶寬21.6GB，正好對應Type-C線材提供的4組高速線。所以傳輸視頻成為可能。

當DP in Type-C模式時，有2種傳輸方式。

（1）Type-C轉DP，純視頻輸出

這時候USB-C的4組高速線可以同時用於DP傳輸，DP擁有完整帶寬21.6GB。這時候支持4K 60Hz，如果通過DP1.2轉HDMI2.0晶元，可以完美輸出HDMI2.0

（2）Type-C轉DP+USB，視頻USB同時輸出。

由於Type-C只有4組高速線，在數據視頻同時傳輸的時候，只能2組高速線用作USB，提供USB3.1 10GB帶寬。2組高速線用作DP通道，提供10.8GB視頻帶寬，這時候只能支持到4K 30Hz。60Hz無法支持。

也就是說，只要TYPE-C上傳輸USB協議，那麼視頻部分就無法支持完整4K 60Hz。所以USB-C底座都是無法使用完整4K 60Hz的。

緩和模式文檔連接

ThunderBolt 3

USB和TYPE-C講了這麼多，我們來說說ThunderBolt 3。

ThunderBolt 3使用了TYPE-C作為介面，並向下兼容上述TYPE-C的所有功能。不同的是，ThunderBolt 3並不像Alternate Mode，通過切換線材使用來共享數據傳輸。而是對數據重新打包傳輸。

簡單的來說，USB的Alternate Mode等於一輛車獨佔一條車道。ThunderBolt 3是多輛車共享車道。使得物理帶寬利用率更高。並且ThunderBolt在4組高速通道上提供更高帶寬。

ThunderBolt 3帶寬

ThunderBolt 3有2種速率標準，20GB和40GB。

20G模式下，直接使用TYPE-C的4組高速線進行數據傳輸。所以只要符合規格的TYPE-C USB3.1的線纜（USB 3.1使用2組線傳輸10G數據），也能當做20G ThunderBolt 3線纜使用。這樣降低了ThunderBolt的使用成本。40G模式下，短距離通過增加線纜屏蔽傳輸更多數據，長距離依靠線纜上晶元加強信號。所以40GB的線纜都是有特殊處理的，相對價格貴一些。

20G和40G是ThunderBolt的物理鏈路，在這個帶寬中可以封裝不同類型數據。

支持PCIE 3.0 x4，DP 1.2 x2

由於是數據重新封裝可以充分利用40GB的大帶寬。例如用戶在傳輸1080P信號時，只要很小的帶寬，剩下帶寬可以用於傳輸PCIE，而不是向TYPE-C Alternate Mode，視頻直接佔用一半帶寬。這種合理的分配帶寬，使得ThunderBolt3有更多可玩性。

ThunderBolt 3在視頻方面支持2路完整DP1.2，可以帶2台4K 60Hz顯示器，或者1台5K 60Hz顯示器。

數據方面，ThunderBolt3直接傳輸PCIE3.0 x4.可以提供足夠的數據帶寬。

ThunderBolt控制器向下兼容USB 3.1，USB3.1控制器內置在ThunderBolt內。在ThunderBolt模式下，不傳輸USB3.1數據。

USB3.1數據使用ThunderBolt控制器內的USB3.1控制器傳輸，當在ThunderBolt 3埠上鏈接USB設備時候，USB控制器自動啟動，使得ThunderBolt埠降級為USB 3.1埠。

Intel ThunderBolt控制器

這裡來說下Intel ThunderBolt控制器，這裡以JHL6540為例。Intel的ThunderBolt控制器提供2個TYPE-C ThunderBolt3介面，PCIE 3.0 x4介面和2路DP1.2介面。

控制器做HOST模式時候，把上聯DP和PCIE信號封裝進入ThunderBolt數據。

這裡要說明的是，要ThunderBolt支持2台顯示器，主機上ThunderBolt的DP線，必須鏈接2條，如果少連一條，就只能帶一台顯示器了。很多朋友用底座發現無法帶2台顯示器的，很多都這個原因。（Intel NUC，Dell XPS都是如此）

如果在ThunderBolt介面上鏈接USB設備，進入兼容模式，則有ThunderBolt內的USB3.1控制器提供USB服務。

控制器做Client模式時候。和Host模式正好反過來，使用其中一個ThunderBolt介面做上聯，分理出PCIE和DP信號分別從對應埠輸出。

Thunderbolt支持菊花連，所以第二個ThunderBolt埠可以連接下一個設備。不過當你在第二ThunderBolt埠鏈接USB設備時，會打開Client控制器內的USB3.1控制器。第二埠進入USB模式。當然也就無法使用菊花鏈了。所以很多顯卡塢，提供了USB介面後，就無法支持菊花連。

比起USB，ThunderBolt在帶寬效率和利用率上優勢外。還有就是ThunderBolt提供的是PCIE匯流排。PCIE匯流排和USB匯流排區別在下面會將。我們先來看看擴展塢。

產品解析

這是Belkin第三代ThunderBolt擴展塢，和前兩代保持了基本相同的外觀，性能提升非常多。

擴展塢的包裝盒，一貫Belkin綠白配色風格，在包裝上印刷上擴展塢的產品圖。

包裝背面詳細的描述了擴展塢的特性

打開包裝盒，首先看到的是擴展塢的本體。然後在擴展塢下方有一條Thunderbolt 3數據線。

取出中間瓦楞紙層，看到下方電源。

電源適配器，默認配備了3個國家的電源線規格。

擴展塢正面，保持了和前兩代的一樣的風格。

擴展塢背面。

擴展塢前部，提供一個USB3.0標準介面和一個3.5mm耳麥二合一埠，方便插入U盤和耳機。

擴展塢背部，從左到右依次，千兆網口，音頻輸出，2個USB3.0標準介面，2個Thunderbolt 3，DP 1.2視頻輸出，電源介面。

擴展塢底部，擴展塢的產品信息和Belkin的標識。

擴展塢的電源適配器，20V 8.5A的規格，170V輸出功率。擴展塢一共有2個Thunderbolt 3介面，每個介面都能輸出85W電力，所以擴展塢配備了這麼大的電源適配器來滿足Thunderbolt 3介面的電源輸出需要

隨機附贈的Thunderbolt 3 40G連接線。長度1米，可以很方便的擺放擴展塢和筆記本的位置。而且這條是支持100W電力傳輸的Thunderbolt 3線材，很多Thunderbolt 3的線材供電只支持到60W。

產品拆解

和二代擴展塢一樣，雷電3擴展塢也是使用一體成型鋁殼，拆解從側面開始。拆掉側面的擋板

擴展塢內部，有屏蔽罩覆蓋，Thunderbolt3介面上，有屏蔽罩。

外殼使用Unibody技術，一體成型

拆開屏蔽罩，可以看到底座內部的PCB板

從外殼中去除PCB版，可以看到擴展塢有2塊子版組成。

PCB版背面還有屏蔽罩。

整個PCB板正面，2塊子版使用類似PCIE x4介面連接。

PCB板背面

PCB板子背後介面部分。Thunderbolt介面，DP和電源口所在板子叫雷電板.

網口，USB3.0，3.5mm音頻所在介面叫介面板。

PCB板前部介面。

雷電板和介面板之間使用類似PCIE x4介面連接。

介面子版正面有3顆晶元，A1-A3

介面子版，背面由一顆晶元A4

雷電子版上的晶元B1-B3

A1、Fresco FL1100EX 4埠USB3.0控制器，上聯PCIE 2.0x1官網鏈接

A2、TI PCM2912A USB音頻解碼晶元，簡單的說就是USB音效卡。

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A3、Winbond 25Q32JV 32Mbite=4MByte NOR FLASH，提供給Intel千兆網卡作為BootROM和MAC地址存放晶元。

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A4、Intel WGI210AT，也就是和Intel單口伺服器網卡Intel Ethernet Server Adapter I210-T1同款晶元。官網鏈接

B1、Intel JHL6540，Intel Thunderbolt 3控制晶元。後面具體說這個晶元。

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B2、Parade PS181，DP轉雙模DP轉換晶元。

使得DP埠不但能提供提供DP信號，也能提供TMDS差分信號，這樣可以使用無晶元DP-HDMI轉接線，直接輸出HDMI信號。

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B3、TI TPS65983，USB-PD電源管理晶元。一共2顆，分別可以給2個Thunderbolt 3介面提供85W的供電能力。

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畫出框圖

ThunderBolt控制器DP信號直接負責DP埠，Belkin給DP埠加了主被動轉換晶元，使得擴展塢的DP有更好的兼容性。由於只提供了1個DP口子，第二DP信號會從第二個ThunderBolt埠繼續流出。

這時候可以使用TYPE-C轉DP獲得第二路DP信號，這樣底座可以帶起兩台4K 60Hz顯示器。

底座提供了4條PCIE，其中一條直接負責千兆網卡，另一條負責USB控制器，提供底座上3個USB介面。

音效卡通過USB控制器，走USB協議鏈接。

整個底座都未使用廉價晶元，做工優秀

1、MacBook Pro完美兼容

Belkin作為Apple全球御用外設品牌，出品的擴展塢和Apple的筆記本完美兼容。不需要關閉系統保護，和修改系統文件就能正常使用。

和MacBook Pro 完美連接

2、千兆網卡

這是我很強調PCIE的好處，Belkin也很厚道的使用PCIe匯流排的Intel I210伺服器級別的網卡晶元在底座中。很多人會不明白USB網卡和PCIE網卡的區別。這裡做個直觀對比。

在上海電信千兆寬頻下，做個測速，給大家看這2個網卡對你下載速度影響多少

USB擴展塢，選擇了某民族自豪品牌的筆記本擴展塢。

USB千兆網卡

Belkin 雷電底座PCIE千兆網卡。

可以看到在千兆高速率寬頻下，USB千兆網卡和PCIE千兆網卡出現了明顯的速度差。Belkin的底座更適合有大量網路數據交互的朋友。市面上大部分擴展塢都使用Realtek晶元的USB網卡，這類網卡都無法保證穩定高速的傳輸，

3、快速充電

Belkin底座支持USB-PD規範，最大單口提供80W電源。

其他品牌的底座，很多自身無法提供PD的電源，還需要筆記本原廠充電器在底座一進一出的方式充電。而且並未做大電流優化，無法提供大功率充電。

MacBook Pro 2016 15.4寸正確顯示充電功率。

大家發現底座的輸入電源要接近180W。說明這個底座可以2個ThunderBolt同時對外供出80W電力。我們就可以充MAC同時快充iPad或者Nintendo Switch等設備。

一般TYPE-C線最大支持3A電流傳輸，所以常常會被限制在60W充電甚至更低。所以需要快速充電，充電器和線材都有要求。

充MacBook Pro 2016 15.4寸實測

電壓19.7V

電流3.64A

實際功率71.708W。

充iPad Pro實測

從2016年iPad Pro 12.9寸開始，蘋果的iPad Pro支持PD方式的快充，剛剛發布的iPhone 8和iPhone X同樣支持。

充電線使用Apple官方USB-C to Lightning線材。

電壓15V

電流0.94A

實際功率14.1W

可以看到底座充電功率都完美適配Apple。這邊還測試過Nitendo Switch遊戲機，Google Pixel手機，同樣也能快充。

4、4K 60Hz輸出

前面也說了，由於Thunderbolt的高效傳輸，可以在傳輸USB網路數據下還能完整傳輸4K 60Hz。

這裡做個簡單測試，使用SONY 55X8500D作為測試，這是一款支持4K HDR的電視。看通過底座後，數據和4K HDR能否同時傳輸。

測試時，電視機通過Belkin USB-C to HDMI 2.0轉接頭連接底座。

這裡可以看到，電視機完美支持4K HDR 10bit 60Hz。

工作台

最後晒晒工作台，可以看到，電腦，顯示器等通過貝爾金雷電3底座有序的連接，桌面非常整潔

總結

貝爾金作為蘋果御用外設品牌，以推出精品蘋果配件而聞名，這款雷電3底座可謂是為MacBook Pro提供了完美的適配和兼容性，支持為MacBook Pro供電，支持連接兩台4K 60Hz顯示器，千兆網路，USB-PD快速充電，非常值得MacBook Pro用戶入手。

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