早期个人电脑设备的连接器通常体积很大。许多设备使用 D-Sub 连接器，键盘和鼠标使用 DIN 连接器，后来又使用 mini-DIN 连接器。即使是相对较新的 DVI 连接器也体积庞大，必须依靠侧面螺丝固定。

相比之下，今天我们使用的 HDMI、USB 和 DisplayPort 等连接器要小得多。每种连接器都有自己的变化，但一般都很小、易于使用，并且不需要螺丝。是什么变化让这一切成为可能（或者为什么以前没有这样做）？

（DVI 连接器尤其令人困惑，因为它传输的信号与 HDMI 相同，因此通信技术并没有得到改进。USB 也已经存在，其连接器更小、更方便。从一开始就应该可以制造出类似于 HDMI 的连接器）

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  • 4
    更高的芯片频率使高带宽串行连接成为可能（并且是必需的），因此连接器可以有更少的引脚。此外，便携式设备市场逐渐变得足够大，可以制造专用连接器。在此之前，大多数计算机连接器都是现有的行业标准连接器，就像您提到的那样。


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  • 10
    考虑到 Micro-USB 插座的典型使用寿命，我宁愿问相反的问题……


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    某些型号的DVI 连接器传输的信号与 HDMI 相同。但请参见 2 通道 DVI 或数字+模拟 DVI。


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  • 6
    讽刺的是，“D-Sub”中的“sub”是“超小型”的缩写。 ：“当 D-sub 被引入时，它是计算机系统上使用的最小的连接器之一。”


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  • 1
    完全是传闻，但 DVI 和旧连接器不需要螺丝来固定，它只是确保它们在意外拉出时能留在里面。在大学里，我朋友的 PC 是 5 台电脑中唯一一台在被盗时没有被盗的 – 显示器通过 VGA 线挂在桌子上，它被拿起然后留下了。窃贼不想花时间拧开两端，所以就把它留下了。


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6 个回答
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TL;DR：进展

  • 最重要的是：音量
  • 第二：减少变异
  • 第三：双方需要达成一致
  • 最后：技术变革
  • 哦，还有：音量

1970 年，一台电脑卖出 100 台就很成功了。到 1980 年，单一型号的电脑卖出 20,000 台就很成功了。如今，一款笔记本电脑卖出 100 万台就很失败了。虽然 1980 年的市场规模已经超过每年 100 万台，但每个制造商都有自己的接口，尤其是视频接口——如果不是集成的，或者根本不存在的话。

Sub-D 连接器无需任何工具，仅需人工即可焊接。无论是 PCB 还是电缆。适用于任何产量，尤其是低起始产量。同时，当产量增加时，它可以用机器制造（等）。直到 20 世纪 80 年代中期，所有微型计算机制造商都处于起步阶段。

只要每个制造商都使用不同的连接器，那么“小型”连接器就没有用处。直到 20 世纪 90 年代，1987 年推出的 VGA 才成为（大多数 *1）公认的标准。没有广泛接受的接口标准，就不可能有标准连接器。对于组件而言，这意味着只有允许变化的标准连接器（如 D-Sub）才能吸引足够的客户来压低价格，使其比任何小批量生产的精美小巧但特别的连接器更具吸引力。

接下来，只有双方同意，才能添加新的、更小的连接器，计算机和打印机/调制解调器/键盘/屏幕/等。在封闭的情况下很容易，就像 Apple 展示的他们的一些机器 (*2) 一样，但在开放的环境中几乎是不可能的，在开放的环境中，制造商必须提供与尽可能多的不同计算机或外围设备兼容的接口。

只有当 PC 平台占据了压倒性的市场份额，使得大多数外设制造商默认使用其接口时，这种情况才有所改变。然而，为了让这些看似定义明确的标准接口在所有设备上真正发挥相同的作用，人们进行了 10 多年的斗争 (*3)。

安装。它的针脚不仅整齐地适合 20 世纪 80 年代 PCB 技术的 2.54 毫米网格，而且还能使其具有稳定的机械安装。较小的连接器意味着比 2.54 毫米更密集的针脚排列，这与现有技术 (*4) 不相符。要安装连接器，需要一个子 PCB 来将连接分解为 2.54 毫米标准。只有引入才能安装如此小的设备，但到了 1986 年，当大多数 PC 接口已经定义时，SMT 仍处于前沿，仅用于不到 10% 的所有 PC 制造。

花了整整十年的时间才在整个行业推广 SMT，从而能够在不显著增加成本的情况下使用更小的连接器。正是在那个时候，人们开始考虑和引入更小的连接器。很棒，不是吗 🙂

哦，还有一个，一个胜过所有其他的，但当只看技术时很容易被忽略的：

为什么需要更小的连接器？

我的意思是，为什么有人需要比 D-Sub 更小的连接器？PC 安装一次就完事了。也许 3-4 年后升级，增加内存或更好的屏幕，但仅此而已。重要的是所有连接器都保持在原位，而不是它们有多大。它们反正都在后面，即使是硬件爱好者也不会每隔一天就重新插拔他们的设备。

现代笔记本电脑（即超薄型 *5）、平板电脑和手机有不同的要求。它们经常被拔下电源插头并移动，用于不同的配置，同时提供更小的边框。在这里，易于插入和较小的尺寸很有帮助 (*6)。

但它们是 20 世纪 90 年代的产物。在此之前，电脑上并不需要 USB 或 HDMI 等细线连接器。

细节：

早期用于连接个人计算机的设备的连接器往往非常笨重。

是吗？我宁愿说，与以前相比，它们在紧凑性方面堪称奇迹。D-Sub 中的 D 代表 D 形，而 Sub 则表示超小型– 因为它在 1952 年推出时被认为是极小的。

D-Sub 和 Mini-DIN 是当时的微型连接器。

早期计算机刚开始出现时，它们既没有投资，也没有数量来创建新的连接器，它们使用现有的连接器，而 D-Sub 是它们通用的标准选择。更不用说那些早期的微型计算机本身就很笨重。

相比之下，今天我们使用的 HDMI、USB 和 DisplayPort 等连接器要小得多。每种连接器都有自己的变化，但通常都很小、易于使用，并且不需要螺丝。

那么，这个“各有各的变化”就是第二个主要区别：

每个“新”连接器都是单一用途的连接器。

D-Sub 和 (Mini-)DIN (*7) 是通用连接器，没有指定用途，但可用于连接。它们是通用连接器，用于设计时尚未定义的情况 – 并且易于适应。适应性使 D-Sub 和 Mini-DIN 成为各种用途的主要选择，PC 就是最好的例子：

  • DB-25 用于并行
  • DA-15 用于操纵杆
  • DE-15 用于 VGA 和
  • DE-9 用于串行

所有这些都使用相同的技术、工具和供应链，但用例却大不相同 (*8)。

所有“新”类型都是特殊类型的，仅供一次性使用，具有固定的布局、固定的信号并且不打算进行定制。

什么变化使得这成为可能（或者为什么没有早点这样做）？

首先

（DVI 连接器尤其令人困惑，因为它传输与 HDMI 相同的信号，因此这并不意味着那里的通信技术有所改进。

并非如此，因为 DVI 也（可以）传输模拟、VGA 类型的视频信号。这很重要，因为 DVI 是一种桥梁技术，可实现模拟传输 VGA 和相同数字传输 (*9) 之间的平稳过渡。同一张视频卡可用于驱动模拟或数字屏幕，而任一屏幕也可以使用同一条电缆，与所用的传输方式无关。

USB 也已经很流行了，它的连接器更小、更方便。从一开始就应该可以制作类似于 HDMI 的连接器）

当然，但它们需要一次性对基础设施（计算机、显卡屏幕和电缆）进行更多更改，这是一项前期高风险投资，任何多元化行业都不愿意冒这个险。USB 只是作为一种具有新用例的新设备，作为附加设备提供，而不是替代品——只要记住，即使 USB HID 已经很成熟，PC 仍然同时搭载 PS/2 超过十年。

小型 USB 连接器的缓慢切换确实完美地说明了为现有接口建立新连接器有多么困难。尽管 Mini 于 2000 年推出，micro 于 2007 年推出 (*10)，但 2024 年的新电脑甚至平板电脑仍带有 1994 年的 USB-A 插座。只有 2014 年的 USB-C 确实取得了一些进展……推出 10 年后。

DVI 有同样的问题，因此通过创建尽可能多的兼容性来解决这个问题。DVI

  • 适合通孔安装，
  • 适合现有的连接器安装，
  • 具有相同的机械稳定性，
  • （可以）避免意外断开连接，
  • 生产中不需要新的处理，
  • 可在与VGA相同的环境中使用。

所有要点都很重要，可实现 VGA 和 DVI 之间的平稳过渡。DVI 完全没有增益，没有损失 (*11)。

HDMI 依次

  • 需要 SMD 安装，
  • 需要新的安装
  • 机械稳定性较差
  • 对意外断开的抵抗力低
  • 仅可在中等条件下使用。

事实上，如果 HDMI 不是作为电视的消费标准（基于 DVI 标准）制定的，那么它就不会在计算机上得到广泛使用。消费电子产品不仅对可靠性的要求不那么严格，而且最重要的是销售量极高，因此所有零件都非常便宜。因此 HDMI

  • 兼容 DVI，
  • 允许 DVI 卡和 HDMI 显示器之间直接连接，
  • 允许（在一定程度上）使用 HDMI 源进行 DVI 显示器，
  • 降低生产成本。

对于 PC 制造商而言，这意味着 DVI 转 HDMI 电缆是实现更多显示解决方案（即电视）所需的全部设备，而显示器制造商则可以使其显示器同时适用于两个领域。兼容意味着空间有限的设备制造商可以使用 HDMI 连接器，同时仍连接到 DVI 屏幕。随着 HDMI 显示器的普及（即作为电视出售），所有 PC 制造商添加 HDMI 而不是 DVI 都是合理的。所有这些都“足够好”以满足普通办公室安装的需求。因此，下一个平稳过渡发生了。

底线：这是一个进步的故事，类似于从第一次世界大战前的笨重汽车到今天的低调汽车 (*12)。

*1 – 非 PC，如工作站（想想 Next）或 Apple 直到 2000 年代仍在使用自己的设计。Apple 甚至有自己的 DVI 版本，ADC，本质上是相同的，但连接器不同，需要 150 美元的电缆才能连接 🙂

*2 – 想想 ADB 或某些 powerbook 使用的方形 SCSI 连接器。当然，这会增加这些设备以及其他任何想要连接的人的价格。

*3 – 有些人可能仍然记得 20 世纪 90 年代 PC 的并行端口这个看似简单的“标准”端口给我们带来的麻烦。

*4 – 有些人可能还记得，20 世纪 80 年代末，日本公司推动采用 2 毫米网格，以增加 THT 密度和引脚数量。

*5 – IBM 便携式 PC、Osborn 或 Compaq 与台式 PC 一样大，有足够的空间容纳 D_sub。从早期的东芝到 1990 年代末 2000 年代初的所有笔记本电脑都是如此。只有在那之后，全尺寸 PC 才能放入小于几厘米的机箱中。

*6 – 这也是 USB-C 取代笨重的 HDMI 连接器的原因 :))

*7 – 为了方便起见，Mini-DIN 已经是 DIN 连接器的缩小版。

*8 – 此时，重要的是要记住，PC 使用的默认分配似乎是 IBM 为 PC 制定的特定定义。其他计算机对相同连接器和/或其他连接器变体有其他用途。

*9——这也是数字协议仍然与视频时序相关的原因。

*10—还有人记得那些超速怪物吗？

*11 – 请注意，和是 Apple 为其笔记本电脑制作的定制连接器，而不是任何标准开发。

*12-这是SUV时代之前的情况。

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  • 4
    太棒了！你赢了！:)


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  • 1
    您说 D-sub 连接器可以“无需任何工具”进行焊接，但我想您至少需要一把烙铁！


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  • 2
    @gidds 不是。首先，当时 Apple 是一家完全利基制造商，仅在美国有业务，而 PC 开发已经由亚洲推动（Apple 电脑几乎不存在）。更重要的是，PC 早在 1996 年就已采用 USB，当时英特尔 440FX 芯片组用于 PentiumPro 和 Pentium II CPU。Apple 在其 G3 iMac 中加入了 USB，这比这早了整整两年。这更像是一种削减成本的措施。“真正的”Mac 以 FireWire 作为主要串行接口。唯一被迫购买所有新产品（包括集线器和 2 个 USB）的 iMac 用户并不多。


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  • 1
    @gidds 第二大？也许吧，考虑到品牌和非常特殊的地区和用户圈，但不是全部。在 20 世纪 90 年代末，苹果在全球的市场份额不到 5% – 其余 95% 是个人电脑。5% 对于一个品牌来说已经很多了（即使 Compaq 也不到 15%），但与有影响力的架构和市场相比相去甚远。个人电脑采用串行和并行构建也意味着那些在 iMac 上卖得很好的设备在个人电脑上毫无用处。在这里，键盘和鼠标首次销售 – 与苹果使用的键盘和鼠标明显不同。


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  • 4
    @AlexanderThe1st SUB-D 大约在 50 年代就出现了。早在 PC 还未成为一种理念之前。它们是作为工业连接器制造的。PC 行业最初只是使用市场上已有的产品。所以他们使用了那些工业级连接器。HD15 和 DVI 只是共享相同的传统（因为如果人们有一个没有损坏的可运行系统，他们就不想发明一切新东西）。


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DSUB 和 DIN 电缆体积较大，因为它们需要用户自行维修。

你可以用简单的工具修理它们，也可以自己接线。你只需要一把螺丝刀和烙铁。

这是必要的，因为没有共同的标准。不同的品牌对某些功能需要不同的引脚排列。有时甚至同一制造商的类似产品的不同型号也需要不同的引脚排列。

宽间距连接器包括：

  1. 手动接线更简单。如果现代细间距连接器中的电线断了，则必须丢弃整条电缆。使用较旧的宽间距连接器，您可以自己动手制作定制电缆。
  2. 能够承载更大的电流。USB-C 是个例外，但它需要复杂的电路来协调和限制电流，以免引发火灾。
  3. 更耐用。它们可以承受更多的插入和拔出次数，以及更多的意外力。USB 电缆经常会断裂，如果它们是标准化的，那没关系。在 1990 年代之前，您可能需要等待原始计算机制造商进行更换。
  4. 采用低精度设备、小批量生产且无需 6-sigma 质量控制，可实现更高质量。

出于同样的原因，现代原型设备往往体积庞大，并使用笨重的连接器，包括 D-sub 型。

除了间距之外，有些还使用了并行总线。user3528438 已经解决了一些旧接口使用比现代接口多得多的引脚的原因。但这是互惠互利的；S-video 有 4 个引脚，PS/2 有 6 个引脚，而现代 HDMI 有 19 个引脚，USB-C 有 24 个引脚。不过，在所有情况下，以前的间距肯定更宽。

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  • 这是唯一提到电流的答案——旧电脑效率低下，电流更大。electronics.stackexchange.com/a/35464/133673 VGA 最小电流为 300 mA，而 DVI 和 HDMI 最小电流仅为 55 mA。电流越大意味着横截面积越大，针脚越大，表面接触面积越大，这会占用空间。


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因为他们已经在那里了。

您可以从电子供应商处购买 D 型或 DIN 连接器，然后将它们集成到您正在设计的计算机中。这大概可以让您专注于重要的事情。

USB 等都是未来的发明。同时，卖电脑也能赚钱。

D 型连接器已广泛用于“PC”领域以外的计算机设备。例如，调制解调器（独立的盒子，而不是插入计算机背板的电路板）可能具有 D 型连接器。

DIN 连接器在家庭音响设备中很常见。

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  • 1
    没错。PC 公司不生产自己的组件：他们使用可以购买的组件。D 型超小型连接器在当时很小。


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  • 并且同样地，实际上也没有任何更小的东西。


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原因1：早期的通讯协议比较原始，需要很多控制信号，但都没有复用到数据引脚，也没有实现为命令集。RS-232、LPT、IDE、SCSI、VGA 都属于此类。

原因 2：早期的高带宽通信协议需要许多数据引脚才能真正达到其性能目标。这自然增加了引脚数，也增加了接地引脚的数量以保持数据完整性。当代高速通信端口本质上都是串行的，可以用更少的引脚达到高带宽，例如 SATA 与 IDE、USB 与 LPT 以及 PCI-E 与 PCI(-X)。

原因 3：早期连接器依赖于提供更多信号以实现更多功能。通过扩展信号命令集来扩展连接器的功能被认为是不可能的。因此，母连接器通常提供所有可能和可用的功能，而公连接器可能仅连接其中的几个。iPod、Zune 和早期的 2G 哑手机都属于这种类型。它们都将模拟音频、串行通信和电源内置在一个连接器中，但大多数用户只使用电源引脚。25 针 RS232 也适用于大多数用例，因此 9 针版本使用得更广泛。

原因 4：早期，通信端口的设计者看得很远过去（为了向后兼容）和未来（为了可扩展性）。DVI 就是一个很好的例子：它具有模拟信号的规定，因此与带有 VGA 端口的模拟显示器兼容。它还具有双链路数字传输的规定，以便在需要时将带宽翻倍。HDMI 是一个相反的例子，它消除了这些规定，依靠有源适配器 (DAC) 转换为模拟/VGA，并依靠更高的时钟速度来获得未来的更多带宽（如 PCI-E）。现代智能手机现在也消除了模拟音频的规定，依靠有源适配器/DAC 进行模拟音频输出。从根本上说，在实际使用这些设备几十年后，我们对自己需要什么和不需要什么有了更好的了解。

原因 5：我们更擅长制造连接器，因此连接器体积更小。USB Type C 就是一个很好的例子。它有许多引脚，运行速度极快，但连接器却非常小。USB-C 的引脚数不比 HDMI、SATA 或 USB mini-B（SuperSpeed）少，但实际上比它们都要小。

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  • 我其实是在谈论连接器的尺寸。我知道并行连接等会用到更多的电线，但为什么不能使用更小的连接器呢？HDMI 和 DisplayPort 的针脚比 DIN5 或 DSub9 要多得多，但它们的尺寸却要小得多。


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  • 1
    相当完整的列表，但您可能希望添加更宽松的 FCC（或任何控制无线电发射的国家委员会）规定。


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这是一个古老的“先有鸡还是先有蛋”的问题。

简而言之，变化的是对必须以更快的速度传输数据的更小的连接器的需求，以及使其足够便宜以实现的能力，而且由于用于更快数据传输的连接器更便宜，它促进了更快数据传输的发展，因为它可以通过连接器传递。

最有可能的因素当然是成本和经济/市场，这个推理有点循环。

最初的计算机使用连接器制造商可以用他们的机器和工具制造的连接器，因此使用的任何连接器都必须是现有的、价格低廉、可供购买且能够充分传递所需信号。如果您想要一个定制连接器，那也没问题，但受限于制造商目前所能制造的产品，而且如果您仅出于某些特殊目的而需要它，那么它仍然很昂贵。

连接器通常由标准定义，例如，为什么 DB-25 用于 RS-232 接口或 DIN 用于 MIDI。与 Commodore 产品一样，如果您已经将某些连接器用于某些用途，例如用于磁盘和打印机的串行总线，那么为什么要更改它并使其不兼容。

当计算机制造的所有可能领域的技术都取得进步时，您突然有了新的数据传输需求，并发现您需要更好的连接器来更快地传输数据，而且更方便，但幸运的是，连接器制造商也能够制造更好、更适合更高速度的连接器，这样您就可以使用它们，还可以定义新的连接器以及制造商可以制造什么，并将这些连接器固定在标准中。这些标准还允许定义最适合该标准的自定义连接器，然后当每个人都开始使用它时，它将比自己动手的解决方案更便宜，因此每个人都是赢家。

例如，USB 和 DVI 就是这种情况。USB 最初作为电气接口和协议存在，但在第一批主板配备 USB 芯片组之前，在有人真正需要该接口之前，连接器仍然不需要。例如，许多奔腾主板都有 USB 控制器，但只是主板上的针头，因为没有人（用户）拥有任何 USB 设备，或操作系统带有 USB 驱动程序，或不使用 USB，甚至不知道 USB 是什么，也不知道 USB 怎么会成为计算机上的某个端口。后来，当技术稍微成熟时，就有了可用的标准连接器，您可以将其放在 ATX 主板上，并在主板的 IO 区域为其留一个孔。

DVI 也是一样。您需要一个好的连接器用于多种用途，而不仅仅是供消费者使用。它确实需要得到工业和所有其他细分市场的支持，才能被接受为适合在需要的地方机械使用。您不能依赖后来发明的 HDMI，它显然是一种适合家庭和轻型办公室使用的廉价消费连接器，连接器最终会脱落并需要重新插入，并且您可以将 HDMI 插入笔记本电脑的次数有限，直到剩余针脚与插座插入曲线降至临界水平以下。DVI 是一种拟议标准，用于用基于串行链路的标准替换旧的数字面板连接器。这些较旧的连接器包括 OpenLDI、LDI、FPD-Link 和其他连接器，它们仅使用 LVDS 链路作为基础，因此有更多的电线，并且它们不适用于像 DVI 这样的长连接。

另外，您说 DVI 传输的信号与 HDMI 相同，这并不完全正确。它们很相似，HDMI 基于 DVI，HDMI 设备需要向后兼容 DVI。它们相似之处在于它们都是使用相同基本 TMDS 数据编码协议的 CML 电气接口，但 DVI 和 HDMI 不仅仅是不同的连接器，它们也是不同的协议，其中 HDMI 兼容源可以识别 HDMI 兼容接收器并传达各种元数据，例如“嘿，显示器，现在有 1080p 格式的 10 位 YCbCr 数据，这里还有 8 通道 96 kHz PCM 的伴奏音频”，这使其成为消费电视接口。DVI 仅限于 8 位 RGB 视频。HDMI 还定义了可以在设备之间使用 HDCP，而 DVI 最初不支持。HDMI 标准还规定必须使用 HDMI 连接器，并且它必须支持 HDMI 协议，而 DVI 标准只允许 DVI 协议，因为它对 HDMI 一无所知。