大家好，今天我們講一下電腦上各種接口和外設熱插拔的問題。

先講個小疑惑，有一段時間汐元那個藏著很多小姐姐的U盤一插入電腦就會彈出這樣的窗口：

但如果點掃描并修復，通常又掃描不出什么問題。后來經IT之家同事提醒，發現彈出這樣的窗口，可能和平時直接拔U盤有關。

▲就是這么粗暴

對于U盤來說，大部分情況下，其實不選擇“掃描并修復”也沒什么問題。但是這個事情應該正視。

雖說U盤這種設備目前都是支持熱插拔的，但 熱插拔≠直接用手插拔！

我們先看看到底什么是熱插拔？

從定義上來看，熱插拔就是計算機允許用戶在不切斷電源、不關閉系統的情況下即時接入和取出設備，從而增加計算機擴展外設的靈活性。

仔細看，定義上沒有一個字告訴我們熱拔插就是可以用手直接拔直接插，所以，想要拔U盤時，正確的做法還是老老實實先點擊系統中的“安全彈出設備”。

雖然很多時候我們直接用手拔出也沒發生什么，但就像汐元開頭說的，提示“掃描并修復”就是直接拔導致的一種小問題。嚴重的時候，有可能導致數據丟失等問題。

可能有IT之家小伙伴會好奇，那么為什么鍵盤鼠標這樣的外設可以直接用手拔插，U盤就建議大家彈出了呢？

那是因為，U盤這樣的存儲設備是有緩存空間的，例如文件傳輸到U盤上，會先寫到高速的緩存中，再存到閃存芯片中，所以有時候 系統提示文件已經傳完了，但可能U盤其實還在讀寫。

這個時候直接拔出，就有可能破壞文件系統。

當然，這里的緩存也是可以在系統中取消的，具體方法后續IT之家也可以寫一個小教程。

但即使去掉了緩存功能，也不建議大家直接拔，因為你也很難保證電腦上有沒有什么流氓軟件在后臺訪問你的U盤。

而鍵盤鼠標這樣的設備只是輸入輸出指令，不存在這種情況，所以直接拔插沒啥問題。

講了這么多，相信大家也想更進一步了解熱插拔到底是怎么回事。

從實現的角度來講，熱插拔其實是一個 軟硬件結合的過程。

總線，可以理解為計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線。可以分為片總線，內總線和外部總線。

其中外部總線是指系統總線，即CPU與存儲器、I/O系統之間的連線，外部設備和它直接相關。

90年代中期的586處理器系統總線都增加了外部總線的擴展，這是即插即用的基礎。

在接口電路設計方面，如圖，當外部設備插入系統時，會有一個很大的瞬時電流向輸入電容充電，這可能導致電路損壞。

熱插拔電路設計的目的就是 把這個瞬時電流控制在合適的水平。

操作的方法主要有三種：

第一種是在接口上引入長、短交錯的引腳，長引腳上加入預充電電阻。這是我們經常看到的方法。

插入時，長引腳首先接觸到電源，通過預充電電阻為外設的電容充電，同時限制電流；接著短引腳接觸電源，分擔預充電電阻的負載，為接入的板卡提供一個低阻通道。

拔出時，長引腳最后和電源分離，通過預充電電阻為板卡負載電容放電。

第二種方法比較復雜，主要是通過負溫度系數熱敏電阻和一個外部特定的晶體管（MOS管）來控制瞬時電流。

MOS管是一種電壓控制器件，可以在電路中起到控制電流的作用。

最后一種是最好的解決方案：引入專業的熱插拔芯片，提供過壓和欠壓保護、過載時利用恒流源實現有源電流限制等功能，甚至還有控制電流上升速率、監控電流強度等功能。

至于軟件層面，則主要是負責處理用戶插拔設備的請求，確認設備是否被占用等。

接下來，我們不妨看看具體設備在熱插拔的時候應該注意什么。

1、USB設備

關于USB類設備，其實開頭汐元已經講了好多。

當1994年USB傳輸協議推出時，科技巨頭們就已經考慮到USB接口對熱插拔功能的支持了，到現在的雷電3接口，都支持熱插拔。

以非常常見的USB Type-A接口為例，可以看到它用到了上面所說的長短交錯引腳的控制方法實現熱插拔。4根引腳中外側的兩根長引腳用于供電，內側兩根用于數據傳輸。

這里安利一下，關于USB接口的更多內容，歡迎大家前往IT之家《 一文盡懂USB 4 》一文中查閱~

對于USB設備來說，熱插拔應該注意哪些其實在文章開頭汐元也說得差不多了。像U盤、移動硬盤，包括MP3、手機等存儲設備的特殊性，我們最好要確認拔出設備時設備沒有被占用，因此建議大家使用系統中的彈出功能，否則有可能會造成數據丟失、甚至對設備造成損壞。

這里要提一下，目前來說，手機上的SIM卡和SD卡理論上也是可以熱插拔的，以SIM卡為例，卡座上會有專門的卡檢測引腳，SIM卡插入或拔出時，會根據電平高低變化來觸發中斷，軟件層面這時候就會根據中斷的狀態來判斷是插卡還是拔卡，然后做出相應的動作。

現實場景中我們在手機上直接插拔SIM卡和SD卡，一般也不會發生一些事故。當然，如果你很謹慎，也可關機后進行插拔。

2、硬盤類

SATA硬盤方面，從2002年開始的SATA2.0協議就已經允許熱插拔，多年前在售的硬盤和主板，應該都是SATA2.0或以上的了，所以實現熱插拔是沒有問題的。

對于機械硬盤和SATA硬盤而言，接口也有和USB類似的長短引腳設計，并且其中有數據線路和電源線路。

在帶電狀態下插拔硬盤，會產生一個很強的瞬時電流，硬盤的電源線路對這個瞬時電流的寬容能力較強，危險來自硬盤的數據線路，帶電的時候插拔，數據線路上會產生很強的瞬間電流和壓降，很可能導致硬盤損壞。

所以要記住的一點是，熱插拔硬盤時，通常我們會有一個順序：

插入時，先插電源線路，再插入數據線路，拔開時，則是先拔開數據線路，然后再拔開電源線路。

汐元從IT之家同事手上奪來一個硬盤給大家演示一下：

在軟件層面，對于Windows系統而言，熱插時，把硬盤插好后，通常我們需要在系統的設備管理器里選擇“掃描檢測硬件驅動”，而拔出時，則可以在“設備管理器”中選擇需要拔掉的硬盤，點擊“卸載”，然后再將硬盤拔掉。

至于主板BIOS的問題，目前大部分情況下其實都是默認開啟硬盤熱插拔（HotPlug）功能的。萬一沒有，則可以在BIOS中開啟“ACHI”模式，然后在副項目中開啟“熱插拔”功能。

還有就是，對于M.2接口的硬盤， 通常不適合熱插拔，畢竟這類硬盤需要在主板上固定，固定和解除固定的時候最好是要斷電的。

當然，也不排除可能有人騷操作，表示不用固定……

硬盤不比普通的USB產品，對于硬盤的熱插拔，建議大家還是按照上述要點來進行，否則操作不當數據損失，那就尷尬了。

3、HDMI等視頻接口

HDMI接口從誕生之初就是考慮到熱插拔的，以最常見的HDMI A型口為例，其接口的第19針用于熱插拔檢測（HPD），也有說是第1針的，總之就是倒梯形右上角的那一針。

同時HDMI也有防靜電設計。

但是，由于不同HDMI線材的內部工藝不同、質量不同，連接的高清設備不同，這些我們不好控制，所以，HDMI線建議大家最好還是不要熱插拔。

和HDMI類似的DP接口，同樣也是支持熱插拔，但基于和HDMI相似的考慮，我們也不建議熱插拔。

至于較老的VGA和DVI接口，理論上它們是不支持熱插拔的，很多VGA和DVI線材的接口有螺絲固定，其實就是為了防止大家熱插拔。

其實上述視頻接口的熱插拔功能也還有爭議，有IT之家小伙伴可能會說，平時我熱插拔也沒出什么事嘛！但是，其實也有因為熱插拔導致設備主板燒壞的案例，畢竟視頻接口數據傳輸量大， 不怕一萬就怕萬一，大家還是不要熱插拔的好。

總結

關于熱插拔的問題，今天汐元就和大家談到這。

總結來說，其實就是一個詞：謹慎。

USB設備最好在軟件系統層面確認沒有占用的時候熱插拔，硬盤接口、視頻接口，按照各自的特性和要點來。

最忌諱的是不管三七二十一，直接用手拔插的行為，IT之家友情提醒，這不是正確的姿勢哦~萬一主板或者設備承受不了，發生了意外，那就悲劇了~