雷电1、雷电2对雷电3/4&USB4兼容性小结

本文由本人原创,之前已经发布于B站和知乎。之前已经下定决心走软件正版化,一直在看飞来音提供的各种优惠,由于各种原因暂时没有下手。衷心希望老师的网站和网店越办越好。

前言​

说明:笔者手里用于测试的是一台雷电1设备(Focusrite Clarett 2Pre,采用2011 Q4发布的DSL2210控制器,属于半速雷电1)。但考虑到雷电1本身旧于雷电2,且二者相似程度较高(雷电2添加了上下行链路的聚合功能,并把包含在内的Displayport视频协议由1.1a小幅升级到1.2),故针对雷电1的测试结果理论上来说应当和雷电2的情况相仿
更新:笔者新入手的 RME Fireface UFX+(雷电接口)连接华硕Proart Z690 Creator Wifi(集成雷电4,固件NVM31)正常工作,但无法热插拔,与总结情况一致。关于这一雷电口,RME只提到“可以兼容雷电2和雷电3转雷电2转接头”,有可能也是雷电1
包括笔者(这样非常不正经的业余玩家)在内,很多音乐人肯定都有一直关注二手市场上使用雷电1/雷电2接口的声卡:
  • 本身音频设备的更迭并不算快,老设备的音质和功能并不一定显得落伍
  • 老设备的价格往往比新设备便宜得多,性价比很高
理论上有望兼容这些老设备的、存在于新平台上的接口无非只有三种:
  • 雷电3
  • 雷电4
  • USB4
哪怕是对那些相当了解消费级电子设备的人来说,相关的情况往往都是一团乱麻:
  • Mac平台:Intel CPU的白苹果均搭载的是雷电3接口;而Apple Silicon平台方面,有的Mac(M1/M2)所搭载的接口被苹果标注为雷电3/USB4,有的(M1 Pro/M1 Max/M2 Pro/M2 Max)则被标注为雷电4
  • Intel平台:根据英特尔的解释,雷电4只提供了对雷电3的向后兼容,雷电1/2不再受到支持;然而这真的是事情的全貌吗?
  • AMD平台:英特尔“开源”雷电标准后,USB4接口开始出现在部分AMD平台上;关于这些接口的兼容性,网上更是资料甚少
因为一次BIOS更新,碰到麻烦的笔者经过了一番坎坷的摸爬滚打,逐渐得以理清思路。

为便于大家理解,本文暂不会涉及过多的技术细节。相应的坎坷经历以及比较底层的技术细节(协议、主控等等),笔者可能会放到之后的文章中。

如果文章中有错误,欢迎指正。

Mac​

就现有的资料来看,所有装备雷电3/USB4/雷电4的Mac设备,不论采用Intel CPU(白苹果)或Apple Silicon,对于雷电1/2接口的老设备都是兼容的。在使用了苹果原装的雷电3对雷电2转换器+雷电2线的情况下,除了菊花链(Daisy Chain)的长度可能相比搭配雷电3/4设备更加受限,雷电线供电功能可能无法实现(或供电功率受限)以外,雷电1/2设备应该都可以在这些平台正常工作。

Intel(除白苹果)​

雷电4本身是英特尔所主导的标准规范。尽管根据英特尔的说明,雷电3标准保证对雷电1/2的向后兼容,雷电4标准已经移除了对雷电1/2的支持,但实际使用中,一些雷电1/2设备在连接雷电4平台的情况下仍然可以保证大部分功能的正常工作。

根据已知的的情况,有两点基本可以说板上钉钉:
  • 所有由英特尔提供硬件方案的雷电4设备,在使用了对应的固件和驱动的情况下,理论上均具备正常驱动雷电1/2设备的能力
  • 由于英特尔故意在固件和驱动中添加了限制(很可能接近黑名单制度),导致由英特尔提供方案的雷电4设备出现了大规模的不兼容情况
备注:Mac平台的雷电4接口非英特尔硬件方案,因而不适用于讨论范围

就现状而言,一言蔽之,绝大部分Windows平台/黑苹果平台的雷电4设备都不兼容雷电1/2设备;除非对自己的知识储备有一定信心,且详细了解过相关情况,否则非常不建议采用雷电4设备和雷电1/2设备的组合

Intel桌面平台(台式机)​

如果想保证平台雷电4平台对雷电1/2的兼容性,不论平台是否是黑苹果,雷电接口主控的固件版本不能高于NVM31。这一固件版本号目前已知可以在Windows系统下英特尔雷电控制中心里看到。
这同时也意味着,由于平台过新(根本没有对应的低固件版本),板载雷电4接口的Z790主板均不具备兼容雷电1/2设备的可能性。
雷电主控的固件被包括在了主板的BIOS文件中,当新的BIOS搭载更高版本号的雷电主控固件时,固件会随着BIOS更新而更新(比如华硕主板2204或以上的BIOS,均会把主板的NVM31或更低版本的固件更新到NVM34或者更新)。 而且必须要注意的是,由于英特尔方面的软件限制,雷电主控固件无法简单地通过降级BIOS来降级(只能升不能降)。如果希望降主板的雷电主控固件降级,理论上可行的方案包括:
  • 从旧版BIOS中提取雷电主控固件,并使用编程器硬刷入
  • 走售后途径,将主板返厂,让厂方操作
  • 通过与售后的沟通,(幸运地)索要到软件降级手段(比如笔者)
注:在一番邮件沟通后,笔者的华硕Proart Z690主板问华硕工程师要到了用于降级雷电固件的BIOS。更加神奇地是,在笔者浏览Ebay时,遇到了一位东欧卖家,因为更新了手中华硕ROG Z690 Hero主板的BIOS,导致雷电固件升级,无法链接自己手头的Steinberg(被雅马哈收购)AXR4T声卡(所以把声卡挂到了网上打算出售);笔者私聊到他提到了自己的经历,对方表示感谢,结果过了两三周后突然私聊告诉笔者,他同样问华硕要到了适用于自己主板雷电固件降级的BIOS!华硕你干得好啊!!!

就笔者个人的实例来看(不确定是否具有更广泛的适用性):
  • 雷电1/2设备在连接雷电4平台时会有不少小问题,如不能热插拔(必须在电脑开机前先打开雷电设备)、设备无法在设备管理器和雷电控制中心正常识别
  • 使用雷电3扩展坞daisy chain可以一定程度上改善兼容性,如设备管理器里可以正常识别、“安全弹出硬件”可正常显示
如果想在比较新的英特尔桌面平台上使用雷电1/2设备,最保险无忧的方法当然还是使用雷电3扩展卡。华硕、微星、技嘉、华擎均会发布适用于自家主板的雷电接口扩展卡,每一家的扩展卡均需要占用Pcie插槽,且都有与主板连接的专用接口(每家厂商的专用接口并不一致,所以购买雷电扩展卡无论如何应该保证品牌与主板品牌相同);每一家的雷电3扩展卡(Titan Ridge版本)和雷电4扩展卡一般会采用一致的专用接口,所以雷电3扩展卡应当可以在新平台上正常使用。
比较值得插一嘴的是,对于雷电2设备连接Windows平台,福克斯特和Universal Audio均提到:苹果官方原装的雷电3对雷电2转换器少部分情况下可能会出现兼容性问题;两家均推荐了Startech的转换器。在笔者的使用中,暂未碰到苹果原装转换器在Windows平台的兼容性问题。

Intel移动平台(笔记本、平板、部分迷你主机)​

10代及更早的移动端平台所搭载的雷电接口(均为英特尔官方分类中的雷电3接口)理论上来说都不会存在对雷电1/2接口的兼容性问题。

从11代开始,英特尔移动端平台均采用了雷电4接口。对于这些平台(最新至13代),笔者暂无确认到任何让他们兼容雷电1/2设备的办法

AMD平台​

从AMD 6000系平台开始(到现在的7000系平台),部分AMD平台开始搭载USB4接口,这些平台有可能,但不一定可以兼容雷电1/2设备

AMD平台上USB4(无雷电认证)的硬件方案(主控芯片)由祥硕而非由英特尔提供,而USB4认证要求不仅要松于雷电,也没有强制要求对雷电协议的兼容。但各家厂商一般都会尽可能保证自家AMD平台的USB4接口有对雷电3/4设备较好的兼容,至于雷电1/2,理论上只能赌运气。

笔者只有一则亲身的实测经历:一台惠普战X 2022(国外型号EliteBook 845 G9,采用R7 6850HS CPU,属AMD 6000系列平台)在采用了雷电3扩展坞daisy chain、热插拔的情况下,成功使得笔者的Focusrite Clarett 2Pre正常工作。

因为各家理论上来说都采用的是祥硕方案,而且英特尔方面无法实现的根本原因基本可以确定为黑名单制度,笔者目前对AMD USB4对雷电1/2设备的兼容持乐观态度,之后打算把手头的轻薄本换到AMD7040系列(大概是7840HS)。关于后续的兼容性测试,笔者也会尽可能第一时间通报。

如果想在AMD 7000系台式机上使用雷电1/2设备,最保险的方法仍然是采用雷电3扩展卡。华硕、微星、技嘉、华擎的X670/X670e/B650e/中高端B650主板一般都有官方的雷电4扩展卡支持,搭载了针对雷电扩展卡的专用接口,这些可以使用雷电4扩展卡的主板应当也可以正常使用雷电3。

注意:部分厂商的AMD平台直接照搬了Intel的雷电4硬件方案来实现USB4(如华硕Proart X670e Creator Wifi主板);这些平台的情况和Intel桌面平台相仿,需要保证雷电主控固件版本不高于NVM31才能兼容雷电1/2设备由于它们基本都太新,根本没有对应的旧版本固件,这些平台也就失去了兼容雷电1/2的可能性。
 
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我X299平台,Win10,雷电3接口2个,带2个雷电设备,一台Apollo雷电接口,一块基于雷电接口转接到PCIE卡的U2固态硬盘。
多年以来,用是能用,但是每次点亮机器,需要进系统后再重启一遍才能忍到设备,硬盘盘符才能出来,一直无解,这玩意还得Mac……
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多年以来,用是能用,但是每次点亮机器,需要进系统后再重启一遍才能忍到设备,硬盘盘符才能出来,一直无解,这玩意还得Mac……
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飞来音设备用的是雷电3还是2?有没有更新过雷电控制器的固件?另外技嘉x299 designare的板载雷电接口好像确实是有问题。
 

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设备用的是雷电3还是2?有没有更新过雷电控制器的固件?另外技嘉x299 designare的板载雷电接口好像确实是有问题。
ffjigft主板是ASUS,声卡是雷电2,用的苹果原装转接口,硬盘转接卡是雷电3转PCIE,再透过PCIE转U.2。
我只想知道,后来的PC用雷电可以不用重启就能随开机自启动识别到设备吗?
 

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主板是ASUS,声卡是雷电2,用的苹果原装转接口,硬盘转接卡是雷电3转PCIE,再透过PCIE转U.2。
我只想知道,后来的PC用雷电可以不用重启就能随开机自启动识别到设备吗?
飞来音其他机器我没测试太多。我有过一片技嘉z390 designare(板载双雷电3,jhl7540 titan ridge控制器),连接focusrite clarett 8prex(雷电1),使用苹果转接头,windows下完美热插拔,黑苹果(mojave)下不支持热插拔,但pc开机前开启声卡就可以使用。外网有人做出来了使得果子下可以完美热插拔的固件,但需要编程器硬刷,而且刷完后雷电口无法在windows下使用。

另外,雷电3时代里,貌似技嘉主板的雷电口适配是做得最好的。z390 designare,z490/590 vision d都是非常常见的黑果主板。