資料線也有「心臟」？USB Type-C線纜中的E-Marker晶片有啥用？

我們都知道，USB Type-C介面天生就具備資料傳輸、充電（基於USB PD協議）和音訊視訊傳輸能力。但是，上述功能都有強弱之別，並因此衍生出了無數種規格的USB Type-C線纜。

USB Type-C功能的差異

以資料傳輸為例，USB Type-C可選USB2.0、USB3.0（USB3.1 Gen1，USB3.2 Gen1）、USB3.1 Gen2（USB3.2 Gen2）、USB3.2 Gen2×2（USB4 20）和USB4（雷電3/4）等多檔速度標準，分別對應480Mbps、5Gbps、10Gbps、20Gbps和40Gbps。

以充電為例，USB Type-C線纜雖然都原生支援20V電壓，但所支援的電流卻存在3A和5A之別。同理，USB Type-C線纜的視訊傳輸能力也是可選項目。

筆者粗略的統計了一下，按照不同功能等級搭配出來的USB Type-C線纜就有13種之多，其中僅支援3A電流不支援資料傳輸和視訊輸出的線纜成本最低，我們可以將其理解為「乞丐版」），支援雷電的線纜規格最高售價最貴，而它也是所有USB Type-C線纜中的「皇帝」。根據上表的資料，從C~M規格的線纜都有一個共性，那就是需要一顆名為「E-Marker」的晶片，那E-Marker到底是什麼？

檔次高低全看E-Marker

USB Type-C應該是史上最亂的線纜，為了規範它們的功能和電氣效能，USB-IF設定了一個硬體門檻：1、想支援5A大電流；2、想支援USB3.0或更高的傳輸速度；3、想支援視訊輸出功能，都需要E-Marker晶片的加持。

E-Marker的全稱為「Electronically Marked Cable」，我們可以將其理解為USB Type-C線纜的電子身份標籤，通過這顆晶片可以讀取該線纜的各種屬性，包括電源傳輸能力、資料傳輸能力、視訊傳輸能力和ID等資訊。基於此，輸出端（如充電頭、筆記本）才能根據輸出端連線的裝置（如手機或顯示器）調整匹配的電壓/電流或音視訊訊號。

表2中的A、B線纜之所以不需要E-Marker，是因為它們僅需要通過3A電流，無需考慮視訊輸出能力，USB2.0的傳輸速度對線纜也沒有特別的要求。而C~M規格都繞不開1~3中的至少一項，所以都需要搭配E-Marker晶片用於輸入/輸出端裝置的識別。

需要注意的是，E-Marker晶片自身也存在檔次之別。有些僅支援視訊輸出、有些僅支援USB 3.1 Gen1或USB3.1 Gen2、還有些僅支援5A電流傳輸，這類僅支援一項特殊功能的E-Marker晶片都屬於較低端的存在。中高階E-Marker晶片則擁有更高的整合度，可以支援1~3中的任意2項或全部功能，而支援所有特殊功能的線纜又可以稱為「全功能型」。

線上纜銷售詳情介面中，通常都會註明它所支援的各項功能和參數資訊

但正如前文所述，資料傳輸速度存在5Gbps、10Gbps、20Gbps和40Gbps，視訊輸出也有支援單4K@60Hz以及雙4K@60Hz或8K@60Hz（雷電），因此全功能型的USB Type-C線纜也有強弱之分，規格越高價格自然也就越貴。

E-Marker晶片怎麼看

雖然USB Type-C線纜前後共有2個介面，一般情況下只需在其中1個介面內嵌入E-Marker晶片即可，但也有極少數線纜會在兩頭介面上配備2顆E-Marker晶片，雙晶片的好處是能讓充電器讀取晶片的成功率更高，保證穩定的大功率傳輸，當線纜長度達到2米或者更長時效能更好。

貝爾金雷電3線纜，本圖來自充電頭網

E-Marker晶片未來的發展方向是更小的封裝，因為它的尺寸越大會增加線纜插頭部分的複雜度與成本。

該線纜的E-Marker晶片封裝尺寸就有些偏大，本圖來自充電頭網

在過去的很長一段時間，E-Marker晶片都需要引進。好訊息是，如今內地生產E-Marker晶片正在崛起，並被用在了更多品牌的USB Type-C線纜身上。其中的代表有慧能泰（Hynetek）旗下的HUSB330、HUSB332以及威海優微科技旗下的UDP300，它們都通過了USB-IF協會認證，支援最大20V/5A電力傳輸，HUSB332還支援雷電3 40Gbps高速資料通訊。

慧能泰HUSB330 E-Marker晶片，本圖來自充電頭網

根據E-Marker晶片型號，我們可以在網上查詢關於它的詳細資料

隨著第11代酷睿處理器的釋出，代表著USB4標準開始正式商用。早在2020年10月中旬，易衝半導體推出了內地首顆，全球第5顆通過USB-IF USB4認證的E-Marker晶片CPS8821，對USB4技術的普及和發展具有里程碑的意義。隨著E-Marker晶片國產化程序的加速，中高階USB Type-C線纜的售價也將進一步走低。

需要注意的是，E-Marker晶片只是決定USB Type-C線纜功能和效能的要素之一，想支援更高的傳輸速度和視訊輸出能力還需要搭配更好的線纜內部用料。因此，很多線纜內建的E-Marker明明支援10Gbps，但卻被用在了僅支援USB2.0和5A充電的低端線纜之上。有關線纜用料的說明，我們會在後面的章節中加以詳述。

如何檢測E-Marker效能

一般情況下，我們通過USB Type-C線纜的外觀無法透視它的功能，很多網店更是缺少在售線纜的參數資訊說明。在不拆解的情況下，我們如何才能快速辨別一根線纜的實際效能呢？

ChargerLAB旗下的測試工具系列品牌POWER-Z就可以實現對USB Type-C線纜的測試分析。以POWER-Z KT001為例，該產品可以通過直插充電器或頂部的Micro USB介面供電，通過撥輪進行快充觸發，並切換到「E-Mark Info Reader」模式後，再將任意USB Type-C線纜插入底部的USB Type-C介面就能通過螢幕讀取E-Marker晶片記錄的資訊了。如果線纜內部沒有E-Marker晶片，插入線纜後POWER-Z KT001螢幕內則不會顯示線纜的相關資訊。

筆者手頭的POWER-Z KT001上市時間較早，對雷電線纜的資料部分沒有定義（最高只能識別10Gbps），但最新上市的部分POWER-Z測試儀卻已經可以正確讀取雷電線的40Gbps效能資訊了。如果你是技術控，或是想測試一下家裡的USB Type-C線纜到底是什麼等級，有沒有被商家騙，可以考慮買一個POWER-Z測試儀親自試試。