解析USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)

所謂USB 3.0，就是新一代的USB接口，特點(diǎn)是傳輸速率非?？?，理論上能達(dá)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(shè)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(zhì)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(shè)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(jī)、掃描儀、閃存、移動硬盤及主板等設(shè)備上，USB早已是最常見的標(biāo)準(zhǔn)傳輸接口。盡管主流USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)的理論數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到了每秒480Mbps，但依然無法滿足用戶的需求，因?yàn)殡S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(shè)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(biāo)準(zhǔn)，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(fèi)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(fèi)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(shè)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(dǎo)體、惠普、微軟、德州儀器等巨頭推出了USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)，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(rèn)過程分離，因而達(dá)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(jī)制，USB 3.0將采用一種封包路由技術(shù)，并且僅允許終端設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才進(jìn)行傳輸。新的鏈接標(biāo)準(zhǔn)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(dú)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(jī)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(shí)現(xiàn)、兼容性依然強(qiáng)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(gòu)，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(shè)備，都能夠與USB 3.0接口的設(shè)備相兼容。從接口結(jié)構(gòu)來看，USB 2.0線纜使用了4條線的封裝設(shè)計，所以USB 2.0接口使用了4個金屬觸點(diǎn)，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(jìn)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(shè)備，從而用簡單的方法實(shí)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(diǎn)外，在內(nèi)部增添了5個較小的新觸點(diǎn)。同時，除了使用了銅作為傳輸介質(zhì)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(dá)到USB 2.0的20倍甚至30倍。無疑，USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)一步突破這個極限速度，隨著光纖導(dǎo)線的全面應(yīng)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(kuò)展應(yīng)用將進(jìn)一步展現(xiàn)。比如實(shí)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(shè)備”連接線

我們知道，很多USB設(shè)備在使用時，并不需要獨(dú)立使用供電電源，插入主板USB接口即可直接使用，這是因?yàn)閁SB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(shù)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(shè)備使用（如MP3、閃存、鼠標(biāo)、鍵盤等），對于功耗高一些的USB設(shè)備，比如移動硬盤、USB刻錄機(jī)、USB電視盒等，500mA電流無法滿足設(shè)備在高負(fù)荷下內(nèi)部電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jī)無法進(jìn)行正?？啼?。

為此，高功耗USB設(shè)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(dú)立使用供電電源。這樣不僅增加了成本，更麻煩的是因?yàn)樵黾恿斯╇娋€纜或電源適配器，USB設(shè)備的便捷性和易用性大打折扣。 USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到1A以上的供電電流，而且USB 3.0接口經(jīng)過了優(yōu)化設(shè)計（如采用銅導(dǎo)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(jī)、大容量移動硬盤這類高功耗USB設(shè)備，也可以直接連接到USB 3.0接口上使用，而不用擔(dān)心供電不足了，USB設(shè)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(yīng)用得最廣泛、普及程度最高的傳輸接口。USB標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了多年的發(fā)展，已經(jīng)被廣大消費(fèi)者認(rèn)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(kuò)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(shí)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(yīng)對這一挑戰(zhàn)，它必然會成為電腦、電腦外設(shè)和數(shù)碼設(shè)備上主流傳輸接口。