USB 2.0與 USB 3.0功能特性對比分析

　　考慮到海量存儲設(shè)備是市場上最常見的高性能USB外設(shè)，我們會舉一個海量存儲設(shè)備的例子，來精確的分析其性能。

　　我們將討論數(shù)據(jù)方面，這是因?yàn)榇蟛糠謺r間里接口將涉及數(shù)據(jù)包傳輸而不是控制包。

　　數(shù)據(jù)傳輸步驟：

　　1.處理器收到一個USB請求。

　　2.處理器處理這個請求。

　　3.處理器依次存儲讀/寫請求。

　　4.處理器等待傳輸完成。

　　5.處理器發(fā)送完成情況到USB host

　　這次傳輸?shù)臅r間結(jié)構(gòu)

　　總延時 = X Y Z

　　這里，X，Y和Z是主要的延時構(gòu)成，解釋如下：

　　1.延時X是傳輸請求數(shù)據(jù)包在主機(jī)和處理器之間所花的時間。這取決于USB協(xié)議和USB設(shè)備硬件處理效率。請求數(shù)據(jù)包大小只有幾十個字節(jié)，所以延時只有幾納秒。

　　2.延時Y代表的是處理器處理USB請求和建立直接存儲器存取所需要的時間。這取決于處理器類型，線程/過程數(shù)目，軟件架構(gòu)。對于通用處理器處理大量的過程和任務(wù)來說，操作系統(tǒng)處理延遲可能很大程度取決于中斷延時，內(nèi)容切換延遲，隊(duì)列延遲等。最壞的情況下，延時Y可能達(dá)到數(shù)百微秒。

　　3.延遲Z是指數(shù)據(jù)在USB和存儲設(shè)備之間傳輸所需的時間，這取決于請求類型。還取決于直接存儲器存取結(jié)構(gòu)和存儲設(shè)備類型，并不取決于USB速度，因?yàn)檫@里瓶頸會是存儲速度而不是USB速度(如SuperSpeed)。延遲Z可能在幾毫秒和數(shù)微秒之間，取決于存儲設(shè)備類型和數(shù)據(jù)大小。

　　雖然USB速度快了十倍(從480Mbps 到 5Gbps)，但是真正的吞吐量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值，因?yàn)閁SB延時(X)比操作系統(tǒng)處理延遲(Y)和存儲傳輸延遲(Z)都小得多，其相對于總延時可以忽略不計(jì)。Z延時可以通過選擇更好的存儲設(shè)備來改進(jìn)，但是Y延時，則需要通過更有效地系統(tǒng)設(shè)計(jì)來管理。

　　效率

　　要發(fā)揮USB 3.0的全部潛力，需進(jìn)行以下變化：

　　高性能處理器：處理器由于USB 3.0引起的復(fù)雜性和任務(wù)處理的數(shù)量都將大幅上升。如果希望其他應(yīng)用性能不受影響，就需要一個功能強(qiáng)大的處理器。

　　影響：這不僅會增加產(chǎn)品成本，而且還會增加功耗，對于手持設(shè)備來說，這是很不利的。

　　必須改變現(xiàn)有的系統(tǒng)架構(gòu)來適應(yīng)USB 3.0。同時，如果USB 3.0的全部潛能都可以實(shí)現(xiàn)，就需要大容量和高性能的存儲設(shè)備。

　　影響：這將增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，因此影響了推向市場的時間和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)。　重新設(shè)計(jì)來提高性能