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USB 3.0
USB 3.0是什么?
USB 3.0是最新的USB规范,该规范由INTEL等大公司发起。目前,USB 2.0已经得到了PC厂商普遍认可,接口更成为了硬件厂商接口必备,看看家里常用的主板就清楚了。
随着硬件设备的不断发展进步,更高的传输速度和更大的带宽越来越被人们所重视。每秒2、300M的传输速度将会越来越难以让人们安于现状了。2007 年,INTEL在IDF上把SuperSpeed USB作为了一项重要的话题拿出来展示。到了2008年11月17日,USB 3.0标准才算是正式完成并公开发布。
USB 3.0接口尺寸标准
同时新的USB执行组织(USB Implementers Forum,USB-IF)也正式开始接管和运作该规范,公布了详细的技术文档,以便业界的硬件厂商们能够依此来研发USB 3.0相关的产品。
USB 3.0简要规范如下:
·提供了更高的每秒4.8Gb传输速度
·对需要更大电力支持的设备提供了更好的支撑,最大化了总线的电力供应
·增加了新的电源管理职能
·全双工数据通信,提供了更快的传输速度
·向下兼容USB 2.0设备
比USB 2.0快多少?
USB 2.0为各式各样的设备以及应用提供了充足的带宽,但是,随着高清视频、TB(1000GB)级存储设备、高达千万像素数码相机、大容量的手机以及便携媒体播放器的出现,更高的带宽和传输速度就成为了必须。
每秒480Mb的传输速度可能都已经不算快了,更何况目前没有哪个USB 2.0设备能够达到这个理论上的最高限速。在实际应用中,能够达到每秒320Mb的平均速度就已经很不错了。
同样,其实USB 3.0同样达不到4.8Gb的理论值,但,哪怕只能达到理论值的5成,那也是接近于USB 2.0的10倍了。
USB 3.0是如何做到这么快的?
USB 3.0之所以有"超速"的表现,完全得益于技术的改进。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总线。
读者朋友可以拿起你身边的一根USB线,看看接口部分。在原有4线结构(电源,地线,2对数据)的基础上,USB 3.0再增加了4条线路,用于接收和传输信号。因此不管是线缆内还是接口上,总共有8条线路。如下图:
USB 3.0规范数据传输线缆内部结构
USB 3.0线缆实物照片
正是额外增加的4条(2对)线路提供了"SuperSpeed USB"所需带宽的支持,得以实现"超速"。显然在USB 2.0上的2条(1对)线路,是不够用的。
此外,在信号传输的方法上仍然采用主机控制的方式,不过改为了异步传输。USB 3.0利用了双向数据传输模式,而不再是USB 2.0时代的半双工模式。简单说,数据只需要着一个方向流动就可以了,简化了等待引起的时间消耗。
其实USB 3.0并没有采取什么我们鲜有听闻的高深技术,却在理论上提升了10倍的带宽。也因此更具亲和力和友好性,一旦SuperSpeed USB产品问世,可以让更多的人轻松接受并且做出更出色的定制化产品。
USB 3.0还有哪些更先进的地方?
"SuperSpeed USB"改进远不止在传输速率方面的提升。在USB 3.0中,设备和电脑主机之间如何更加融洽的配合,也被当作了一项重点研究的方向。在继承USB 2.0核心架构的基础上,如何利用双总线模式的优势,如何让用户能够直接的体验到USB 3.0比USB 2.0的先进,成为了重点:
·需要时能提供更多电力
USB 3.0能够提供50%—80%更多的电力支持那些需要更多电能驱动的设备,而那些通过USB来充电的设备,则预示着能够更快的完成充电。
新Powered-B接口由额外的2条线路组成,提供了高达1000毫安的电力支持。完全可以驱动无线USB适配器,而摆脱了传统USB适配器靠线缆连接的必要。通常有线USB设备需要连接到集线器或者是电脑本身上,而高电能支持下,就不需要在有"线"存在了。
·不需要时就自动减少耗电
转换到USB 3.0,功耗也是要考虑的很重要的一个问题,因此有效的电源管理就很必要,可以保证设备的空闲的时候减少电力消耗。
大量的数据流传输需要更快的性能支持,同时传输的时候,空闲时设备可以转入到低功耗状态。甚至可以空下来去接收其他的指令,完成其他动作。
其实,在USB 3.0中也并不是所有的东西都更新换代了,比如线缆的长度。当在某些应用中需要尽可能高的吞吐量的时候,往往线缆依旧会成为瓶颈。虽然在USB 3.0规范中,没有明确指定USB线缆有多长,但是电缆材质和信号质量还是影响了传输的效果。因此在传输数百兆大数据流的时候,线缆长度最好不要超过3 米。
另外,一些支持"SuperSpeed USB"的硬件产品,例如集线器(hub)可能要比USB 2.0的贵很多,这就像是现在主动供电集线器和被动供电的一个道理。因为一个真正意义上的"SuperSpeed hub"应该具备2类接口,一个用来扮演真正"SuperSpeed hub"的角色,另外一个则要扮演普通高速hub的角色。
网络上现在有一些非官方的言论谈到了USB 3.0可以使用光纤,其实这正是USB规范组织正在考虑的问题,也许会在下一个修正版本中推出,也许会让一些有能力的第三方公司来尝试一下。
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