USB 3.0是什么?
USB 3.0是最新的USB規范,該規范由Intel等大公司發起。目前,USB 2.0已經得到了PC廠商普遍認可,接口更成為了硬件廠商接口必備,看看家里常用的主板就清楚了。
隨著硬件設備的不斷發展進步,更高的傳輸速度和更大的帶寬越來越被人們所重視。每秒2、300M的傳輸速度將會越來越難以讓人們安于現狀了。2007 年,Intel在IDF上把SuperSpeed USB作為了一項重要的話題拿出來展示。到了2008年11月17日,USB 3.0標準才算是正式完成并公開發布。
USB 3.0接口尺寸標準
同時新的USB執行組織(USB Implementers Forum,USB-IF)也正式開始接管和運作該規范,公布了詳細的技術文檔,以便業界的硬件廠商們能夠依此來研發USB 3.0相關的產品。
USB 3.0簡要規范如下:
? ? ·提供了更高的每秒4.8Gb傳輸速度
? ? ·對需要更大電力支持的設備提供了更好的支撐,最大化了總線的電力供應
? ? ·增加了新的電源管理職能
? ? ·全雙工數據通信,提供了更快的傳輸速度
? ? ·向下兼容USB 2.0設備
比USB 2.0快多少?
USB 2.0為各式各樣的設備以及應用提供了充足的帶寬,但是,隨著高清視頻、TB(1000GB)級存儲設備、高達千萬像素數碼相機、大容量的手機以及便攜媒體播放器的出現,更高的帶寬和傳輸速度就成為了必須。
每秒480Mb的傳輸速度可能都已經不算快了,更何況目前沒有哪個USB 2.0設備能夠達到這個理論上的最高限速。在實際應用中,能夠達到每秒320Mb的平均速度就已經很不錯了。
同樣,其實USB 3.0同樣達不到4.8Gb的理論值,但,哪怕只能達到理論值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。
USB 3.0是如何做到這么快的?
USB 3.0之所以有“超速”的表現,完全得益于技術的改進。相比目前的USB 2.0接口,USB 3.0增加了更多并行模式的物理總線。
讀者朋友可以拿起你身邊的一根USB線,看看接口部分。在原有4線結構(電源,地線,2對數據)的基礎上,USB 3.0再增加了4條線路,用于接收和傳輸信號。因此不管是線纜內還是接口上,總共有8條線路。如下圖:
USB 3.0規范數據傳輸線纜內部結構
USB 3.0線纜實物照片
正是額外增加的4條(2對)線路提供了“SuperSpeed USB”所需帶寬的支持,得以實現“超速”。顯然在USB 2.0上的2條(1對)線路,是不夠用的。
此外,在信號傳輸的方法上仍然采用主機控制的方式,不過改為了異步傳輸。USB 3.0利用了雙向數據傳輸模式,而不再是USB 2.0時代的半雙工模式。簡單說,數據只需要著一個方向流動就可以了,簡化了等待引起的時間消耗。
其實USB 3.0并沒有采取什么我們鮮有聽聞的高深技術,卻在理論上提升了10倍的帶寬。也因此更具親和力和友好性,一旦SuperSpeed USB產品問世,可以讓更多的人輕松接受并且做出更出色的定制化產品。
USB 3.0還有哪些更先進的地方?
“SuperSpeed USB”改進遠不止在傳輸速率方面的提升。在USB 3.0中,設備和電腦主機之間如何更加融洽的配合,也被當作了一項重點研究的方向。在繼承USB 2.0核心架構的基礎上,如何利用雙總線模式的優勢,如何讓用戶能夠直接的體驗到USB 3.0比USB 2.0的先進,成為了重點:
·需要時能提供更多電力
USB 3.0能夠提供50%—80%更多的電力支持那些需要更多電能驅動的設備,而那些通過USB來充電的設備,則預示著能夠更快的完成充電。
新Powered-B接口由額外的2條線路組成,提供了高達1000毫安的電力支持。完全可以驅動無線USB適配器,而擺脫了傳統USB適配器靠線纜連接的必要。通常有線USB設備需要連接到集線器或者是電腦本身上,而高電能支持下,就不需要在有“線”存在了。
·不需要時就自動減少耗電
轉換到USB 3.0,功耗也是要考慮的很重要的一個問題,因此有效的電源管理就很必要,可以保證設備的空閑的時候減少電力消耗。
大量的數據流傳輸需要更快的性能支持,同時傳輸的時候,空閑時設備可以轉入到低功耗狀態。甚至可以空下來去接收其他的指令,完成其他動作。
其實,在USB 3.0中也并不是所有的東西都更新換代了,比如線纜的長度。當在某些應用中需要盡可能高的吞吐量的時候,往往線纜依舊會成為瓶頸。雖然在USB 3.0規范中,沒有明確指定USB線纜有多長,但是電纜材質和信號質量還是影響了傳輸的效果。因此在傳輸數百兆大數據流的時候,線纜長度最好不要超過3 米。
另外,一些支持“SuperSpeed USB”的硬件產品,例如集線器(hub)可能要比USB 2.0的貴很多,這就像是現在主動供電集線器和被動供電的一個道理。因為一個真正意義上的“SuperSpeed hub”應該具備2類接口,一個用來扮演真正“SuperSpeed hub”的角色,另外一個則要扮演普通高速hub的角色。
網絡上現在有一些非官方的言論談到了USB 3.0可以使用光纖,其實這正是USB規范組織正在考慮的問題,也許會在下一個修正版本中推出,也許會讓一些有能力的第三方公司來嘗試一下。
USB 3.0是最新的USB規范,該規范由Intel等大公司發起。目前,USB 2.0已經得到了PC廠商普遍認可,接口更成為了硬件廠商接口必備,看看家里常用的主板就清楚了。
隨著硬件設備的不斷發展進步,更高的傳輸速度和更大的帶寬越來越被人們所重視。每秒2、300M的傳輸速度將會越來越難以讓人們安于現狀了。2007 年,Intel在IDF上把SuperSpeed USB作為了一項重要的話題拿出來展示。到了2008年11月17日,USB 3.0標準才算是正式完成并公開發布。
USB 3.0接口尺寸標準
同時新的USB執行組織(USB Implementers Forum,USB-IF)也正式開始接管和運作該規范,公布了詳細的技術文檔,以便業界的硬件廠商們能夠依此來研發USB 3.0相關的產品。
USB 3.0簡要規范如下:
? ? ·提供了更高的每秒4.8Gb傳輸速度
? ? ·對需要更大電力支持的設備提供了更好的支撐,最大化了總線的電力供應
? ? ·增加了新的電源管理職能
? ? ·全雙工數據通信,提供了更快的傳輸速度
? ? ·向下兼容USB 2.0設備
比USB 2.0快多少?
USB 2.0為各式各樣的設備以及應用提供了充足的帶寬,但是,隨著高清視頻、TB(1000GB)級存儲設備、高達千萬像素數碼相機、大容量的手機以及便攜媒體播放器的出現,更高的帶寬和傳輸速度就成為了必須。
每秒480Mb的傳輸速度可能都已經不算快了,更何況目前沒有哪個USB 2.0設備能夠達到這個理論上的最高限速。在實際應用中,能夠達到每秒320Mb的平均速度就已經很不錯了。
同樣,其實USB 3.0同樣達不到4.8Gb的理論值,但,哪怕只能達到理論值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。
USB 3.0是如何做到這么快的?
USB 3.0之所以有“超速”的表現,完全得益于技術的改進。相比目前的USB 2.0接口,USB 3.0增加了更多并行模式的物理總線。
讀者朋友可以拿起你身邊的一根USB線,看看接口部分。在原有4線結構(電源,地線,2對數據)的基礎上,USB 3.0再增加了4條線路,用于接收和傳輸信號。因此不管是線纜內還是接口上,總共有8條線路。如下圖:
USB 3.0規范數據傳輸線纜內部結構
USB 3.0線纜實物照片
正是額外增加的4條(2對)線路提供了“SuperSpeed USB”所需帶寬的支持,得以實現“超速”。顯然在USB 2.0上的2條(1對)線路,是不夠用的。
此外,在信號傳輸的方法上仍然采用主機控制的方式,不過改為了異步傳輸。USB 3.0利用了雙向數據傳輸模式,而不再是USB 2.0時代的半雙工模式。簡單說,數據只需要著一個方向流動就可以了,簡化了等待引起的時間消耗。
其實USB 3.0并沒有采取什么我們鮮有聽聞的高深技術,卻在理論上提升了10倍的帶寬。也因此更具親和力和友好性,一旦SuperSpeed USB產品問世,可以讓更多的人輕松接受并且做出更出色的定制化產品。
USB 3.0還有哪些更先進的地方?
“SuperSpeed USB”改進遠不止在傳輸速率方面的提升。在USB 3.0中,設備和電腦主機之間如何更加融洽的配合,也被當作了一項重點研究的方向。在繼承USB 2.0核心架構的基礎上,如何利用雙總線模式的優勢,如何讓用戶能夠直接的體驗到USB 3.0比USB 2.0的先進,成為了重點:
·需要時能提供更多電力
USB 3.0能夠提供50%—80%更多的電力支持那些需要更多電能驅動的設備,而那些通過USB來充電的設備,則預示著能夠更快的完成充電。
新Powered-B接口由額外的2條線路組成,提供了高達1000毫安的電力支持。完全可以驅動無線USB適配器,而擺脫了傳統USB適配器靠線纜連接的必要。通常有線USB設備需要連接到集線器或者是電腦本身上,而高電能支持下,就不需要在有“線”存在了。
·不需要時就自動減少耗電
轉換到USB 3.0,功耗也是要考慮的很重要的一個問題,因此有效的電源管理就很必要,可以保證設備的空閑的時候減少電力消耗。
大量的數據流傳輸需要更快的性能支持,同時傳輸的時候,空閑時設備可以轉入到低功耗狀態。甚至可以空下來去接收其他的指令,完成其他動作。
其實,在USB 3.0中也并不是所有的東西都更新換代了,比如線纜的長度。當在某些應用中需要盡可能高的吞吐量的時候,往往線纜依舊會成為瓶頸。雖然在USB 3.0規范中,沒有明確指定USB線纜有多長,但是電纜材質和信號質量還是影響了傳輸的效果。因此在傳輸數百兆大數據流的時候,線纜長度最好不要超過3 米。
另外,一些支持“SuperSpeed USB”的硬件產品,例如集線器(hub)可能要比USB 2.0的貴很多,這就像是現在主動供電集線器和被動供電的一個道理。因為一個真正意義上的“SuperSpeed hub”應該具備2類接口,一個用來扮演真正“SuperSpeed hub”的角色,另外一個則要扮演普通高速hub的角色。
網絡上現在有一些非官方的言論談到了USB 3.0可以使用光纖,其實這正是USB規范組織正在考慮的問題,也許會在下一個修正版本中推出,也許會讓一些有能力的第三方公司來嘗試一下。
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