E-Marker芯片，USB数据线的“性能中枢”?

根据线缆行业的研究数据，在2019年搭载Type-C接口的设备出货量已达到20亿台，其中80%的笔记本电脑和台式电脑采用Type-C接口，50%的智能手机和平板电脑也使用Type-C接口。

我们都知道，USB Type-C接口天生就具备更高的数据传输、充电（基于USB PD 协议）和音频传输能力。但是由于不同线缆具有的功能有强弱之分，因此衍生出了许多具有不同规格的USB Type-C线缆。

以数据传输为例，USB Type-C可选USB2.0、USB3.0（USB3.1 Gen1，USB3.2 Gen1）、USB3.1 Gen2（USB3.2 Gen2）、USB3.2 Gen2×2（USB4 20）和USB4（雷电3/4）等多档速度标准，分别对应480Mbps、5Gbps、10Gbps、20Gbps和40Gbps。

以充电为例，USB Type-C线缆虽然都原生支持20V电压，但所支持的电流却存在3A和5A之别。

可以说，虽然Type-C接口在笔记本电脑、手机等移动设备上普及迅速，但也因此导致了它规格上的诸多乱象。直到2019年，USB协会为了更好地规范它们的功能，设定了一个全新的门槛，那就是E-Marker芯片。

E-Marker是Electronically Marked的缩写，是USB-IF协会用于最新USB连接器迭代Type-C的芯片。该芯片用于与连接的设备进行通信，以确保安全的数据和电力传输到源和接收器。E-Marker 提供的线缆特性，包括线缆长度、支持的最大电流和电压、USB信号类型、供应商和产品ID等等。所有支持5V或超过60W功率承载能力的 USB Type-C线缆都需要E-Marker。预计数据传输速率高于480 Mbps或高速USB 2.0的USB Type-C线缆也需要在连接器中嵌入E-Marker 芯片。有意思的是，超过480 Mbps的速率的通常都被归纳为USB 3.1领域，这也意味着USB-IF协会要求，除了极个别特例以外，几乎所有的USB 3.1线缆都需要配备E-Marker芯片。

那么E-Marker芯片为什么如此重要？它又能起到什么作用呢？在这之前我们先需要理解另外一个概念，那就是“枚举过程”。

每当USB设备连接到主机设备时，都会执行称为“枚举过程”的通信。它是主机和设备的“第一次接触” 。在枚举期间，主机设备通过描述符的传输相互通信，这些描述符通知主机已连接的设备类型、设备的电源要求以及如何传输数据。例如，当USB鼠标插入计算机时，在枚举过程中，该鼠标向计算机发送信息，告诉主机这是HID（人机界面设备），是总线供电的，是一个光学鼠标。然后计算机才能正确地与鼠标交互。所有这些通信对用户是不可见的，且都发生在几分之一秒内。

根据USB-IF协会的标准，如果用于为移动设备充电的线缆的电流等于或小于3A线，则使用3A线即可。而如果电源适配器的电流输出大于3A， 则需要使用嵌入E-Marker芯片的5A线传输电流。这是因为当连接USB Type-C设备时，也会发生枚举过程，就像上述提到的那样，但会稍微有些许不同。

比方说，MacBook Pro 16英寸的充电功率是96W ，也就是 20.5V/4.7A 。 如果插入带有E-Marker的 3A线 ，充电器将仅输出20V/3A的最大电流，因为它不识别E- Marker 芯片协议。而如果在使用最大60W的Apple 96W充电器时，数据线中没有E-Marker芯片，则充电器可能按照源设备和接受设备的要求，输出96W（20V/ 4.35A）的功率。那PD的传输协议就会出现错误，线缆本身只有3A的负载能力，却将96W的功率危险地输出到MacBook Pro上，其结果可能导致电线烧毁甚至设备损坏。

因此，在枚举过程之前，必须进行电力传输协商，包括源、接收器和线缆。而这一切能实现的基础就是源于线缆连接器内部的微芯片，即E-Marker芯片。凭借着E-Marker，线缆才能够告诉源和接收设备它能够做什么，然后源和接收设备进行相应的调整，最终完成合适的传输。

总的来说，E-Marker芯片是所有USB Type-C线缆的“性能中枢”，只有通过它的，才能确保连接的设备在安全可靠的水平上运行。