USB 3.0標準解析

所謂USB 3.0，就是新一代的USB接口，特點是傳輸速率非?？?，理論上能達到4.8Gbps，比現(xiàn)在的480Mbps的High Speed USB(簡稱為USB 2.0)快10倍，外形和現(xiàn)在的USB接口基本一致，能兼容USB 2.0和USB 1.1設備。

你厭倦了在拷貝一部高清視頻時要等待近20分鐘嗎?雖然和USB 1.1相比，USB 2.0的速度有了質的飛躍，但我們依然不滿足，所以……我們熟悉的USB傳輸速率又要加速向前沖了!

名叫USB 3.0的新一代接口比現(xiàn)在的USB 2.0快十倍，全面超越IEEE 1394和eSATA的速度足以讓它傲視所有“非主流”接口的移動設備，它會成為日后王者中的王者嗎?其他接口會因此而消失嗎?

USB 3.0：為什么會這么快?

在MP3、MP4、DC、DV、打印機、掃描儀、閃存、移動硬盤及主板等設備上，USB早已是最常見的標準傳輸接口。盡管主流USB 2.0標準的理論數(shù)據(jù)傳輸率達到了每秒480Mbps，但依然無法滿足用戶的需求，因為隨著數(shù)字媒體的日益普及，高清視頻、游戲程序、數(shù)碼照片的容量動輒幾GB，大容量閃存、MP4及“海量”移動硬盤等USB設備不斷增加，用戶隨時會遇到同時傳輸幾GB甚至幾十GB的大文件。如果依然沿用USB 2.0標準，它的速度真的太慢了。比如在向大容量的MP3里傳輸音樂時，往往需要花費幾分鐘時間，如果要向移動硬盤中傳輸更大容量的文件，有時需要花費幾十分鐘，以25GB容量的高清視頻傳輸為例，USB 2.0需要10多分鐘，而只要設備支持的話，USB 3.0理論上只需70秒左右。

時間是如此的寶貴，很多用戶不喜歡在傳輸文件時等待很長的時間，等待總是讓人心煩的，快速同步即時傳輸已經(jīng)成為必要的性能需求。為此，Intel聯(lián)合NEC、NXP半導體、惠普、微軟、德州儀器等巨頭推出了USB 3.0標準，USB 3.0采用一種新的物理層——其中用兩個信道把數(shù)據(jù)傳輸和確認過程分離，因而達到了4.8Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。為了取代USB 2.0所采用的輪流檢測和廣播機制，USB 3.0將采用一種封包路由技術，并且僅允許終端設備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才進行傳輸。新的鏈接標準還將讓每一個組件支持多種數(shù)據(jù)流，并且每一個數(shù)據(jù)流都能夠維持獨立的優(yōu)先級，該功能可在視訊傳輸過程中用來終止造成抖動的干擾，數(shù)據(jù)流的傳輸機制也使固有的指令隊列成為可能，因而使USB3.0接口的數(shù)據(jù)傳輸更為優(yōu)化。

低成本：簡單易實現(xiàn)、兼容性依然強大

與USB 1.1升級到USB 2.0一樣，USB 3.0仍然采用USB 2.0相同的架構，向下兼容先前的即插即用USB版本，不管是USB 2.0還是USB 1.1設備，都能夠與USB 3.0接口的設備相兼容。從接口結構來看，USB 2.0線纜使用了4條線的封裝設計，所以USB 2.0接口使用了4個金屬觸點，它們分別為+5V取電、數(shù)據(jù)-、數(shù)據(jù)+、GND接地。然而USB 3.0并非廣播總線，它在包頭中采用發(fā)送列表區(qū)段來進行發(fā)包，上行接口提供分散式的USB 3.0互聯(lián)，下行接口支持USB 2.0設備，從而用簡單的方法實現(xiàn)高速傳輸和兼容性并舉的雙重好處。

因而從USB 3.0接口來看，它除了具備USB 2.0接口的4個金屬觸點外，在內部增添了5個較小的新觸點。同時，除了使用了銅作為傳輸介質之外，USB 3.0的接口和線纜還可以支持光纖傳輸功能，光纖輸出的傳輸速度大家是有目共睹的。據(jù)了解，使用光纖連接之后，USB 3.0的速度可以達到USB 2.0的20倍甚至30倍。無疑，USB 3.0標準的最終目的并不僅局限于4.8Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，而是希望未來進一步突破這個極限速度，隨著光纖導線的全面應用，USB 3.0將得到更高的傳輸速度，未來在主流產(chǎn)品上的擴展應用將進一步展現(xiàn)。比如實現(xiàn)USB高速組網(wǎng)或廣播電視節(jié)目信號在PC上的傳輸。

USB 3.0接口的針腳定義

供電充足：精簡“大設備”連接線

我們知道，很多USB設備在使用時，并不需要獨立使用供電電源，插入主板USB接口即可直接使用，這是因為USB接口具備了電流輸出功能，然而遺憾的是，由于USB 2.0接口技術上的限制，它最大只能提供500mA電流輸出，這只能滿足那些低功耗USB移動設備使用(如MP3、閃存、鼠標、鍵盤等)，對于功耗高一些的USB設備，比如移動硬盤、USB刻錄機、USB電視盒等，500mA電流無法滿足設備在高負荷下內部電機的正常運轉，所以如果僅使用一個USB接口，在功耗大的時候使用時會出現(xiàn)各種故障，比如移動硬盤由于供電不足造成無法正常傳輸大容量文件，外置USB刻錄機無法進行正?？啼?。

為此，高功耗USB設備往往需要使用輔助電源才能正常工作，比如增加一個輔助的 USB線來專門供電，或者獨立使用供電電源。這樣不僅增加了成本，更麻煩的是因為增加了供電線纜或電源適配器，USB設備的便捷性和易用性大打折扣。 USB 3.0標準的出現(xiàn)可以解決因USB 2.0供電不足帶來的問題。據(jù)目前官方透露的資料來看，下一代USB 3.0接口將有望達到1A以上的供電電流，而且USB 3.0接口經(jīng)過了優(yōu)化設計(如采用銅導線)，它的傳輸效率更快，還具備了自身能耗降低功能，即使是像USB電視卡、USB刻錄機、大容量移動硬盤這類高功耗USB設備，也可以直接連接到USB 3.0接口上使用，而不用擔心供電不足了，USB設備的便捷性和易用性也大大提高了。

USB 3.0線纜的接頭

巨頭推廣：加快USB 3.0普及步伐

USB是目前PC、數(shù)碼電子產(chǎn)品上，應用得最廣泛、普及程度最高的傳輸接口。USB標準經(jīng)過了多年的發(fā)展，已經(jīng)被廣大消費者認可，現(xiàn)在大家隨身拿出一款數(shù)碼產(chǎn)品，任何一臺電腦，都可以輕易找到USB接口。加上USB 3.0擁有在傳輸速度、擴展能力上的眾多優(yōu)勢，數(shù)字時代需要高速的性能和可靠的互聯(lián)來實現(xiàn)日常生活中龐大數(shù)據(jù)量的傳輸，USB 3.0可以很好地應對這一挑戰(zhàn)，它必然會成為電腦、電腦外設和數(shù)碼設備上主流傳輸接口。

按照以往的經(jīng)驗，USB 3.0由Intel、NEC、NXP半導體、惠普、微軟、德州儀器等巨頭共同推廣，不管是技術實力、推廣效果，還是第三方芯片商的支持力度，USB 3.0未來的普及已經(jīng)不是問題。據(jù)了解，完整的USB 3.0規(guī)格已經(jīng)開發(fā)完畢，USB 3.0的控制芯片初步將采用離散硅的形式，USB 3.0芯片有望于2008年上半年推出，也就是說，預計2008年上半年的時候，USB設備會陸續(xù)在市場出現(xiàn)，新一代主板芯片組也將開始集成USB3.0接口，USB 3.0預計在2009年開始陸續(xù)普及，讓我們拭目以待。[!--empirenews.page--]

技術小貼士：USB接口廣泛應用于各種IT產(chǎn)品上，但PC、筆記本、消費數(shù)碼等產(chǎn)品的發(fā)展趨勢卻是無線，比如藍牙技術能夠在10米的范圍內實現(xiàn)單點對多點的無線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達1Mbps，盡管它現(xiàn)在的傳輸速率相比USB 3.0差距巨大，但仍有發(fā)展的空間，由于功耗低、應用簡單等特點，很多手機、筆記本等設備廣泛采用了藍牙接口，有了高傳輸率的無線設備，相信誰也不希望隨身攜帶一根線纜，進行連接后才能使用。而Wi-Fi更是以遠距離無線傳輸?shù)膬?yōu)勢，逐漸成為手機、MP4、筆記本甚至DV機、打印機等設備上的傳輸接口。雖然現(xiàn)在 USB占主導地位，但從長遠看來，只有無線USB技術才能使USB坐穩(wěn)頭把交椅。

幾大商業(yè)巨頭聯(lián)合發(fā)布USB 3.0標準

疑問：IEEE 1394、eSATA就此下課?

從USB 1.1的12Mbps升級到USB 2.0的480Mbps，提升幅度達到了40倍，而從USB 2.0標準升級到USB 3.0標準僅為10倍，但這10倍速度的提升卻有著很大的應用意義，既然USB 3.0的數(shù)據(jù)傳輸率達到了4.8Gbps，要遠遠高于其他傳輸標準，比如IEEE 1394的數(shù)據(jù)傳輸通常為400Mbps～3.2Gbps之間，而號稱“USB移動硬盤終結者”的新一代eSATA標準也僅有3Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，那么，是否IEEE 1394、eSATA就要面臨“下課”的結局呢?

實際上并非如此，因為IEEE 1394、eSATA有著自己的應用定位，IEEE 1394標準，它的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為3.2Gbps，在速度上落后于USB 3.0，但提供了點對點傳輸功能，這樣不用依賴PC即可實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，同時支持同步和異步傳輸模式，可以連接63個設備，可以同時傳輸數(shù)字視頻及數(shù)字音頻信號，并且在采集和回錄過程中沒有信號損失，使得IEEE 1394接口更加適合多媒體設備(如DV機、采集卡)，這些都是USB 3.0標準無可比擬的。總體來看IEEE 1394接口的應用更專業(yè)、更自由，不過正是由于這些專業(yè)性以及廠商的推廣力度不夠，IEEE 1394設備的普及度不高，通常是一個設備同時擁有IEEE 1394接口和USB接口。

對于eSATA標準，它實際上是SATA接口的擴展，也稱為外置式SATA接口，支持即插即用，但在功能上有很大的局限性，首先不支持供電功能，而且必須配合主板上的eSATA接口使用，這意味著無法擺脫PC的使用限制，一般只適合移動硬盤、便捷DVD光驅及電視盒等設備使用，對于時下流行的消費數(shù)碼電子設備，就顯得無用武之地了，因而在USB 3.0標準推出之后，eSATA是面臨競爭壓力最大的傳輸標準。但仍然要注意，由于eSATA源自主板上的SATA芯片，所以具備了引導啟動功能，也就是說，電腦連接eSATA硬盤或eSATA光驅可以啟動系統(tǒng)，而這是USB硬盤、USB光驅實現(xiàn)起來比較麻煩的，這對于系統(tǒng)維護、服務器在DOS數(shù)據(jù)下進行數(shù)據(jù)交換及其重要，不過對于普通大眾來說，eSATA的地位和發(fā)展或許就此終結。

DV上的1394和USB接口