采用USB 3.0優(yōu)化系統(tǒng)性能和用戶體驗(yàn)

　　通用串行總線，即人們熟知的USB，是一種最初于1996年發(fā)布的外設(shè)連接標(biāo)準(zhǔn)。USB 1.0 包含低速和全速兩個(gè)速度等級，分別支持1.5Mbps和12Mbps的數(shù)據(jù)速率。USB 1.0的目標(biāo)是統(tǒng)一PC的外設(shè)連接接口。USB 2.0于2000年發(fā)布，其增加了數(shù)據(jù)速率為480Mbps的高速USB。這種更高的最大帶寬順應(yīng)了不斷增長的存儲(chǔ)趨勢，滿足了PC與外設(shè)之間更大的數(shù)據(jù)量傳輸需求。截至到目前，全球已有超過60億個(gè)USB設(shè)備，每年新售出的USB設(shè)備大約20億個(gè)。

　　USB系列的最新成員是USB 3.0規(guī)范，它將最大數(shù)據(jù)傳輸速率提升到了5Gbps或略高于600MB/秒。USB 3.0規(guī)范在設(shè)計(jì)上完全向后兼容，所提供的最新SuperSpeed SSTX+/-和SSRX+/-信號(hào)兼容原有USB 2.0 D+/D-信號(hào)，因此，尚未完全支持USB 3.0的系統(tǒng)可以使用USB 2.0。

　　目前市場上已有幾款通過USB 3.0認(rèn)證的產(chǎn)品，真正的問題在于USB 3.0的大規(guī)模市場普及需要多長時(shí)間以及背后的主要驅(qū)動(dòng)力是什么?

　　為什么要采用USB 3.0?

　　USB 3.0(也稱作為SuperSpeed)所提出的多個(gè)價(jià)值定位都可以讓移動(dòng)手持設(shè)備和電子消費(fèi)類產(chǎn)品大獲裨益。首先，高達(dá)5Gbps或600MB/秒的數(shù)據(jù)速率可為高性能應(yīng)用提供充足的帶寬。由于最近高清內(nèi)容和3D技術(shù)得到普及，使得傳輸?shù)拿襟w文件大小也急劇增加。這些趨勢可在目前發(fā)售的大容量存儲(chǔ)設(shè)備的容量值上得以體現(xiàn)，新的手持設(shè)備現(xiàn)在配備了高達(dá)64GB的嵌入式和/或移動(dòng)存儲(chǔ)器件。隨著更多高清和3D內(nèi)容的出現(xiàn)，預(yù)計(jì)這種趨勢將會(huì)繼續(xù)。

　　新的嵌入式和移動(dòng)大容量存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)(eMMC 4.41和SD 3.0)定義了高達(dá)2TB的容量。為了跟上不斷增長的大容量存儲(chǔ)密度，在手持設(shè)備上輸入和輸出內(nèi)容的速度也需要相應(yīng)提高。形象地說，在新一代存儲(chǔ)設(shè)備中使用USB 2.0就像是用一根小橡膠軟管給奧運(yùn)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)游泳池注水一樣，需要太長時(shí)間。從數(shù)量上來說，使用USB 2.0傳輸1 GB的數(shù)據(jù)需要大約60秒，而傳輸64 GB的數(shù)據(jù)需要60分鐘以上。現(xiàn)在，想象一下使用USB 2.0傳輸2TB的數(shù)據(jù)是什么樣子。有了SuperSpeed USB 3.0，傳輸速度將提高10倍，只需幾分鐘時(shí)間就能傳輸64 GB的媒體數(shù)據(jù)。

　　電池使用壽命的考慮因素

　　USB 3.0的第二個(gè)價(jià)值在于其出色的電源管理。USB 3.0引入了新的電源模式，允許在USB連接建立但未激活的情況下獨(dú)立切斷USB鏈路層的電源。這些新的電源模式允許更高效地利用有限的電池能量為移動(dòng)設(shè)備供電。在要求通過USB斷斷續(xù)續(xù)存取數(shù)據(jù)的情況下(例如視頻流和音樂播放)，這種協(xié)議層的改進(jìn)配合更快的USB 3.0可將每字節(jié)總體功耗降低80%。此外，低功率鏈路層狀態(tài)可以自動(dòng)進(jìn)入和退出，而且對上層的應(yīng)用層是透明的。這使得系統(tǒng)更容易遷移到USB 3.0。

　　更快充電

　　此外，USB 3.0還增加了下游USB設(shè)備從傳統(tǒng)主機(jī)(例如PC)中所能提取的電流量。電流限值從USB 2.0的500毫安提升至USB 3.0的900毫安，相當(dāng)于可用電源增加了80%。這不僅能支持更高性能的應(yīng)用，還使得移動(dòng)手持設(shè)備的電池充電速度更快。對于一直在路上的最終用戶來說，充電時(shí)間的縮短及其重要，例如，使用USB 2.0主機(jī)給一個(gè)效率假定為90%的耗盡電的1400mAh電池充滿電需要3小時(shí)以上，而使用USB 3.0僅需1.5小時(shí)。

　　高清與3D多媒體時(shí)代

　　高清攝像機(jī)和具有視頻功能的手機(jī)日益普及，而且視頻共享應(yīng)用(比如YouTube)現(xiàn)在支持HD(1080p)格式。為了存儲(chǔ)各種格式的壓縮和未壓縮HD視頻格式，存儲(chǔ)密度就會(huì)相應(yīng)增加。更高的存儲(chǔ)密度意味著“傳輸管道”也需要加快速度。用戶沒有耐心等待一個(gè)小時(shí)將其設(shè)備上的視頻存入PC以進(jìn)行編輯和共享。USB 3.0在新一代高清內(nèi)容制作與使用過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。　　

　　制造過程：刷機(jī)

　　鑒于上述價(jià)值體現(xiàn)，USB 3.0能夠支持新的使用模式并改進(jìn)現(xiàn)有的使用模式。除了能夠以USB 2.0系統(tǒng)的10倍速度載入媒體內(nèi)容之外，早期的USB 3.0應(yīng)用之一就是生產(chǎn)期間的內(nèi)容/代碼的刷機(jī)。制造一臺(tái)移動(dòng)手持設(shè)備的成本主要與花在生產(chǎn)線上的時(shí)間有關(guān)，而該流程最耗費(fèi)時(shí)間的部分就是刷寫編程和預(yù)加載內(nèi)容。刷機(jī)過程通常由USB完成，而且目前USB 2.0廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線。USB 3.0不僅能以10倍速度進(jìn)行手機(jī)刷機(jī)，而且還能同時(shí)用于對多個(gè)設(shè)備進(jìn)行刷機(jī)。最終，USB 3.0將可以顯著降低制造成本。

　　無控制器游戲

　　隨著Xbox Kinect和Sony Playstation Eye等最新游戲平臺(tái)的推出，基于手勢的無控制器游戲日益普及。這些應(yīng)用利用高分辨率感應(yīng)器捕捉玩家的圖片，并將信息實(shí)時(shí)傳送到游戲控制臺(tái)。感應(yīng)器與控制臺(tái)之間的連接功能將會(huì)大大受益于USB 3.0的速度優(yōu)勢。

　　USB傳輸視頻

　　鑒于移動(dòng)手持設(shè)備上HD或3D媒體內(nèi)容的廣泛應(yīng)用，下一個(gè)邏輯使用模型就是尋找一種方法將內(nèi)容輸出到更大的顯示屏以實(shí)現(xiàn)共享瀏覽。這一直是USB 2.0系統(tǒng)的一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)槠鋷拠?yán)重限制了視頻質(zhì)量。借助USB 3.0帶寬，即便不進(jìn)行任何壓縮，也能輕易地支持24位色彩的30FPS完整1080p HD。此外，USB-IF目前正在定義的USB 3.0音頻-視頻類別的目的也是優(yōu)化面向移動(dòng)手持設(shè)備的HD/3D視頻支持。USB 3.0接口速度也使得多媒體內(nèi)容的傳輸成為可能，包括視頻、音頻和元數(shù)據(jù)。 鑒于移動(dòng)手持設(shè)備USB 3.0規(guī)范的出臺(tái)，系統(tǒng)集成商將不再需要購買額外的HDMI連接器，該連接器不僅笨重，而且連接后也不提供電池充電功能。

　　視頻行業(yè)其它有趣的使用模型包括同時(shí)連接多個(gè)顯示屏并向每個(gè)顯示屏傳送不同的內(nèi)容，而其它接口無法支持這種應(yīng)用。USB 3.0還能支持雙向同步內(nèi)容流。對能夠通過一個(gè)物理連接發(fā)送的通道數(shù)量沒有理論上的限制。USB 3.0帶寬支持多達(dá)大約500個(gè)通道的DVD質(zhì)量視頻(通過3Gbps管道可達(dá)6Mbps)以及大約100個(gè)通道的HD質(zhì)量視頻(通過3Gbps管道可達(dá)30Mbps)。

　　允許將手持設(shè)備插入更大顯示器和鍵盤的全新應(yīng)用(比如webtop)將需要更快的連接解決方案，以提供無縫的用戶體驗(yàn)。由于帶寬增加和低功耗功能，USB 3.0非常適合此類應(yīng)用。另外，將來顯示屏(例如電視和顯示器)將不再需要是“智能的”(多功能)。手機(jī)可以連接這些顯示屏，以提供“智能”(多功能)和驅(qū)動(dòng)顯示屏。

　　USB 3.0將與現(xiàn)有的移動(dòng)設(shè)備接口解決方案(例如MHL和HDMI)競爭，但USB顯然是一種更普及、采用更廣泛的接口。USB 3.0滿足了對移動(dòng)手持設(shè)備上高清內(nèi)容期待已久的需求，而且被設(shè)計(jì)和定位為HD/3D內(nèi)容傳輸與使用的理想解決方案。