擁抱超高速 迎接USB 3.0新世代

2008年底定義完成，傳輸速度為USB2.0接口達(dá)10倍的USB 3.0(Super-Speed)，這項(xiàng)全世界最成功的接口延續(xù)了其一貫向下兼容的優(yōu)勢(shì)，USB3.0接口可以兼容于舊式USB 2.0與USB 1.1裝置，使用者可以將既有的USB裝置安插在最新的USB3.0接口，如此可以大幅加速USB 3.0的普及性，再加上高達(dá)5G的傳輸速度使得USB 3.0接口如虎添翼。USB3.0規(guī)格預(yù)期將會(huì)主導(dǎo)未來(lái)3年的消費(fèi)性電子傳輸媒介。
而在2009年第4季有相關(guān)USB3.0產(chǎn)品上市并廣受好評(píng)后，海內(nèi)外廠商更是前仆后繼投入相關(guān)開(kāi)發(fā)與研究。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)IDC的預(yù)估，2010年USB3.0芯片需求量為1,245萬(wàn)顆，2011年則有機(jī)會(huì)一舉躍升至1億顆，2015年的出貨量將達(dá)23億個(gè)，商機(jī)上看新臺(tái)幣千億元。

祥碩USB　3.0　BC　1.2產(chǎn)品應(yīng)用圖。

未經(jīng)過(guò)re-driver之眼圖。USB 3.0特點(diǎn)如下：
1. 超高速的傳輸，主控端─裝置端門(mén)當(dāng)戶(hù)對(duì)
USB 1.0/2.0/3.0的傳輸速率分別為：USB1.0/1.1 → 1.5Mbps/12Mbps(LS:Low Speed/FS:Full Speed)；USB 2.0 → 480Mbps(HS: High Speed)；USB 3.0 →5.0Gbps(SS: Super Speed)。理論上USB 3.0可比傳統(tǒng)的USB2.0快上10倍。但就實(shí)際應(yīng)用面而言，要達(dá)到超高速的理想境界，是由多重因素組合而成的。
不但USB 3.0主控端的性能要好，裝置端的速度也要加以匹配。以目前最流行的USB 3.0 toSATA3G其實(shí)并不足以應(yīng)用到USB 3.05Gbps的帶寬，所以若要達(dá)成真正的超高速，其裝置端最好選擇有支持SATA6Gps的橋接芯片才能發(fā)揮最佳的效果。
除此之外，由于USB對(duì)于展頻的限制十分嚴(yán)格，到了USB 3.0后更有甚之，所以許多的主板廠商雖然將USB3.0的芯片應(yīng)用在高階主板上，但卻也因?yàn)槠渌捎玫腢SB3.0主控端芯片沒(méi)有非同步模式，而需犧牲玩家的超頻樂(lè)趣，采用非同步設(shè)計(jì)的USB3.0芯片組將可解決此一困境，但由于設(shè)計(jì)有相當(dāng)難度，故提供的廠商十分有限。
2. 高供電 vs BC 1.2
越來(lái)越多消費(fèi)性產(chǎn)品采用USB匯流排電源，加上智能型手機(jī)大多采用基于USB的通用充電器接口后，可用于USB充電的裝置至少上億，作為電源的USB看來(lái)注定會(huì)變得更為普及，且對(duì)于充電的速度也會(huì)更加要求。因應(yīng)此一風(fēng)潮，USB3.0在電源管理的部分也做了許多的改善。在最大供電量的部分，由USB2.0的500mA提高了1.8倍(900mA)。藉由最大供電量的提升，搭配上2009年4月，全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)(GSMA)聯(lián)合OTMP(手機(jī)開(kāi)放組織聯(lián)盟)共約17家移動(dòng)通信商和制造商宣布實(shí)施的通用充電器標(biāo)準(zhǔn)，即所謂BatteryCharger規(guī)格的集成IC，消費(fèi)者充電的時(shí)間將可大幅縮短20%-1.3倍(根據(jù)搭載的手機(jī)性能而有所不同)。
USB3.0電源的現(xiàn)成可用性正改變消費(fèi)者對(duì)傳統(tǒng)AC電源的需求與使用模式，讓消費(fèi)者更便利，同時(shí)減少對(duì)AC充電器的需求，給我們更環(huán)保的綠生活。
3. 向下兼容
USB 3.0主控端芯片組除要能提供USB 3.0裝置足夠好的效能外，向下兼容成千上萬(wàn)的USB 2.0與USB1.1裝置對(duì)IC設(shè)計(jì)廠商而言也是個(gè)艱苦的功課。在設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)上，由于USB 3.0傳輸架構(gòu)與USB2.0并不相同，實(shí)體層PHY的設(shè)計(jì)，包含接收端的等化器、時(shí)脈資料回復(fù)器、解多工器，發(fā)射端的多工器、訊號(hào)強(qiáng)化器，以及各式偵測(cè)電路，這些電路都與制程息息相關(guān)，如果掌握度不夠，雖然在初期量產(chǎn)不會(huì)有問(wèn)題，但是長(zhǎng)期而言，不是被量產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量均一性不佳就是被提供IP的晶元代工廠綁住而無(wú)法有更合理的成本。
此外，如非自行開(kāi)發(fā)，很難在符合規(guī)格的基本要求之下，訂定出更為優(yōu)化與彈性的架構(gòu)，更由于向下兼容的需求，可程序化的調(diào)整為各類(lèi)模式，以充分配合產(chǎn)品需求與市場(chǎng)定位。在效能、面積與功耗三者之間，若非自行研發(fā)并搭配有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)人員很難取得平衡點(diǎn)。而在規(guī)格普及化勢(shì)必要經(jīng)過(guò)一番價(jià)格廝殺的壓力下，臺(tái)灣芯片組廠商也會(huì)有一場(chǎng)血戰(zhàn)。但可預(yù)期的是，有自行IP研發(fā)能力的廠家將居于上風(fēng)。
4. 高速訊號(hào)，高難度挑戰(zhàn)
由于USB3.0的速度與PCI-e相當(dāng)，所以廠商對(duì)于高速訊號(hào)的處理，不論是印刷電路板上訊號(hào)長(zhǎng)度的規(guī)范或是其電源(Power)與鋪地(GND)的限制都比以往要嚴(yán)格，但考量使用者的方便性，以往USB2.0通常會(huì)將連