USB3.0簡介
許多人看到的USB技術，僅僅是接口與線纜，但很少有人關心在USB接口中，數據是以何種形式被傳輸和處理的。在今天的臺式機和筆記本電腦中，作為電腦主機，他們都包含瞭主機控制器。這個小小的芯片內具有一系列的邏輯管道，它負責管理主機和設備之間各種數據的傳輸。目前的Hi-Speed USB接口，即USB2.0接口采用的是一種半雙工的結構，也就是說，數據傳輸隻是單向的。首先外設裝置發送信號到電腦，再由電腦發送信號到外設裝置，兩者不同同時互傳信息。另外無線USB技術與有線的USB技術並不相同。他們采用的是超高頻的無線信號，隻有使用距離的約束。
在USB3.0規范中，它將會有自己專用的數據通路，專用的數據發送線路和獨立的數據接收線路。因此，在主機與外設之間進行數據通信的時候，可以真正實現全雙工。主機與外設都可以同時發送和接收數據。
另外數據傳輸的速率也將得到極大的改善，可以實現5Gb/s的數據傳輸能力，每個方向可以實現4.7Gb/s的數據吞吐量。而目前最快的USB2.0規范中，僅僅可以實現單向的480Mb/s。
無論是主機還是外設，所有的數據傳輸都可以在同一時間爆發，這些專用的數據收發通道可以將數據周轉的時間減小到最低，同時他們可以同時發出操作請求。USB3.0接口向下兼容以前的USB2.0和USB1.1接口。如果消費者有一款非常漂亮的數位相機支持USB3.0接口，那麼他仍然可以將裡麵的圖片導出到具備USB2.0接口的老式臺式機中。也就是說，新的USB3.0接口仍然能與老式的USB2.0設備聯通。
USB3.0最大的優勢就在於它超快的傳輸速度，當你傳輸整部高清視頻這樣的大文件時，它的優勢將更加明顯。現有外設接口不能滿足我們的這些需要，我們不能眼睜睜的看著拷貝文件的進度條，一格一格的向前蠕動。
新的USB接口規范將會極大的減少接口的類型。在這之前USB2.0規范定義的非常糟糕，各種類型的USB2.0接口漫天飛，形式非常混亂。撲朔迷離的接口名稱和各種不同的傳輸速率讓消費者一頭霧水。當USB3.0接口真正到來的時候，消費者腦中隻有一個概念--這是一個真正通用的USB接口。
最令人感到困惑的就是無線USB，消費者非常容易將它與WiFi相混淆。但除此以外，大多數消費者都能理解通過使用USB接口和相應的線纜，將自己的MP3播放器鏈接到自己的電腦上去。最大的挑戰就是USB3.0接口的易用性。這就屬於營銷學一個設計問題瞭，SuperSpeed USB將會有一個全新的LOGO，真正的USB3.0接口的顏色也會有別於其他。這樣消費者可以一眼就將它們辨識出來。
通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）是連接外部設備的一個串口總線標準，在計算機上使用廣泛，但也可以用在機頂盒和遊戲機上，補充標準On-The-Go（OTG）使其能夠用於在便攜設備之間直接交換數據。
USB 最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支持熱插拔（Hot plug）和即插即用（Plug&Play,PnP）。當設備插入時，主機枚舉 (enumerate) 此設備並加載所需的驅動程序，因此使用遠比 PCI 和 ISA 總線方便。
USB 速度比並行端口（Parallel Port，例如 EPP、LPT）與串行接口（Serial Port，例如 RS-232）等傳統電腦用標準總線快上許多。原標準中 USB 1.1 的最大傳輸帶寬為 12Mbps，USB 2.0 的最大傳輸帶寬為 480Mbps。近期推出的USB 3.0更從480Mbps提升到4.8Gbps以上。
USB 的設計為非對稱式的，它由一個主機（host）控制器和若乾通過 hub 設備以樹形連接的設備組成。一個控制器下最多可以有 5 級 hub，包括 Hub 在內，最多可以連接 127 個設備，而一臺計算機可以同時有多個控制器。 和 SPI-SCSI 等標準不同，USB hub 不需要終結器。
目前USB接口的發展史，經歷瞭大致四個時期：
預發佈期：Pre-Releases
USB 0.7：1994年11月發佈。
USB 0.8：1994年12月發佈。
USB 0.9：1995年4月發佈。
USB 0.99：1995年8月發佈。
USB 1.0 RC：1995年11月發佈。
USB 2.0時代
USB 2.0：2000年4月發佈。
增加更高的數據傳輸速率 480 Mbit/s (now called Hi-Speed)。根據工程變更通知（Engineering Change Notices|ECN）進一步改進的USB規范。USB 2.0中最重要規范的ECN可以在USB.org查到：
Mini-B Connec tor ECN：2000年10月發佈。規范瞭Mini-B的插頭及插座標準。註意不要與Micro-B插頭及插座混淆。
Errata as of December 2000：2000年12月發佈。
Pull-up/Pull-down Resistors ECN：2002年5月發佈。
Errata as of May 2002：2002年5月發佈。
Interface Associations ECN：2003年5月發佈。添加新的描述符以便將多重接口關聯在在單一設備功能中。
Rounded Chamfer ECN：2003年10月發佈。一項針對Mini-B接口堅固性的建議性、兼容性改進。
Unicode ECN：2005年2月發佈。這項ECN指定瞭字串可以使用UTF-16LE編碼。USB 2.0曾指定可以使用Unicode，但沒有指定編碼。
Inter-Chip USB Supplement：2006年3月發佈。
On-The-Go Supplement 1.3：2006年12月發佈。USB直連（USB On-The-Go）允許兩個USb設備不經獨立USB主機端直接相互通訊。實際使用中，是其中一個USB設備作為其它設備的主機端。
Battery Charging Specification 1.0：2007年3月發佈。添加瞭對充電器（有USB接口的電源 適配器）的支持，當供電端（作為充電器的USB主端口）和電池連接時，它允許瞬間通過100 mA的電流。如果一個USB設備連接到專用充電器或主端口時，最大瞬間電流可達1.5 A。（該文檔並未包含在USB 2.0規范中。）
Micro-USB Cables and Connectors Specification 1.01：2007年4月發佈。
link Power Management Addendum ECN：2007年7月發佈。在啟用與待機間增加瞭新的電源模式。當設備處於這個模式時不向其發送指令以減少電源消耗。所以，在啟用及睡眠模式間切換要比在啟用及待機模式間切換來的快得多。
High-Speed Inter-Chip USB Electrical Specification Revision 1.0：2007年9月發佈。
USB 3.0時代剛剛開始
2007年9月18日，Pat Gelsinger在英特爾信息技術峰會上演示瞭USB 3.0，又稱為SuperSpeed USB。USB 3.0標準由Intel和HP 、NEC、NXP、微軟以及德州機器共同開發，USB 3.0的目標是提供當前十倍的帶寬，利用新增的兩對高速線路開啟的“Superspeed”模式，可以達到約4.8 Gbit/s （600MB/s），並且可能使用光纖連接。
USB 3.0的技術規范於2008年8月13日發行，其商業產品預計於2009年或2010發行。USB 3.0新增瞭5個觸點，兩條為數據輸出，兩條數據輸入，采用發送列表區段來進行數據發包，新的觸點將會並排在目前4個觸點的後方。USB 3.0暫定的供電標準為900mA，將支持光纖傳輸。USB 3.0的設計兼容USB 2.0與USB 1.1版本，並且使用瞭更有效的協議來節約能源。
從USB 1.1的12Mb/s升級到USB 2.0的480Mb/s，提升幅度達到瞭40倍，而從USB 2.0標準升級到USB 3.0標準僅為10倍，但這10倍速度的提升卻有著很大的應用意義，既然USB 3.0的數據傳輸率 達到瞭4.8Gb/s，要遠遠高於其他傳輸標準，比如IEEE 1394的數據傳輸通常為400Mb/s～3.2Gb/s之間。同時新一代eSATA 標準也僅有3Gb/s的數據傳輸率，目前SATA協會還在研發更強的SATA標準，預計下一代SATA接口會達到6Gb/s。那麼究竟以後的電腦外置設備能否被USB3.0所統一呢？還是繼續著群雄割據的局麵呢？
事實上，別看USB3.0的數據傳輸速率這麼驚人，但是小編認為其他如IEEE1394和eSATA這類接口的地位也是難以撼動的。因為他們的數據傳輸方式有較大的差異，同時這也就註定瞭他們的應用領域各有特色。也許新一代的USB3.0和eSATA可以在外置硬盤方麵對抗一下。不過介於原生SATA信號的eSATA，在磁盤控制，數據容錯和傳輸速率方麵要比USB3.0強不少。再加上目前eSATA已經開始在主板上得以普及，先入為主的eSATA有著得天獨厚的優勢。
再說IEEE1394，目前它的最大數據傳輸速率為3.2Gbps，在速度上落後於USB 3.0，但提供瞭點對點傳輸功能，這樣不用依賴PC即可實現設備之間的數據傳輸，同時支持同步和異步傳輸模式，可以連接63個設備，可以同時傳輸數字視頻及數字音頻 信號，並且在采集和回錄過程中沒有信號損失，使得IEEE 1394接口更加適合多媒體設備（如DV機、采集卡）。因此在這些特定領域，仍然具有較強的生命力。小
目前 USB3.0 已經可以基本確定會在 2009 年推出，作為下一代高速連接標準，USB3.0 的數據傳輸速率可達目前廣泛采用的 USB2.0 的 10 倍，即達5Gbps。可以在 60 ～ 70 秒鐘內傳輸一部 27GB 的高清電影。那它究竟是如何來實現這一速度的呢？
USB3.0 將采用一種新的物理層，其中，用兩個信道把數據傳輸（transmission）和確認（acknowledgement）過程分離，因而達到較高的速度。
為瞭取代目前 USB 所采用的輪流檢測（polling）和廣播（broadcast）機制，新的規格將采用一種封包路由（packet-routing）技術，並且僅容許終端設備有數據要發送時才進行傳輸。
新的鏈接標準還將讓每一個組件支持多種數據流，並且每一個數據流都能夠維持獨立的優先級（separate priority levels）；該功能可在視頻傳輸過程中用來終止造成抖動的乾擾。數據流的傳輸機制也使固有的指令隊列（nativecommand queuing）成為可能，因而能使硬盤的數據傳輸優化。最終數據的上傳和下載使用不同通道，即使同時並行也不會相互阻礙。
USB 3.0 接口將分為 A、B 兩種公口（Plug），而母口（Receptacle）將有 B 和 AB 兩種，如圖 3從形狀上來看，AB 母口可兼容 A 和 B 兩種公口為瞭向下兼容 2.0 版，USB3.0 采用瞭 9 針腳設計其中四個針腳和USB 2.0 的形狀、定義均完全相同而另外 5 根是專門為 USB3.0 準備的，這也算得上一種Combo方案吧。
標準 USB 3.0 公口的針腳定義，白色部門是USB 2.0連接專用針腳，而紅色部分為 USB 3.0專用。標準 USB 3.0 母口的針腳定義，紫色針腳為 USB 2.0 專用，紅色為 USB 3.0 連接專用。
USB3.0 線纜橫截麵如果不算編積（Braid）用線，一共是8根，值得註意的是，在線纜中，USB 2.0和3.0的電源線（Power是共用的。
目前 Intel 已經透過軟件仿真以 5Gbps 和 25Gbps 的速率對新協議的基本版本進行瞭測試，最終該鏈接標準無媒介限制（mediaagnostic），將執行在銅線和光纖上。另外，推廣組成員還在論如何突破 USB 接口 500mA 供電限制的問題，電流將由目前的 100mA提升至 900mA，將能夠為更多移動設備充電，而且速度將會更加快捷。在最初推出時，USB3.0 應該會以獨立芯片的形式出現，最終則必然會整合進芯片組。當然同時 USB3.0 還可向下兼容 USB2.0 以及 USB1.1 規范。也許整合到主板芯片組是最終的做法，但 Intel會不會因此征收相應的費用，這就要看市場策略和廠商搏弈的結果瞭
在USB 3.0中，設備和電腦主機之間如何更加融洽的配合，也被當作瞭一項重點研究的方向。在繼承USB 2.0核心架構的基礎上，如何利用雙總線模式的優勢，如何讓用戶能夠直接的體驗到USB 3.0比USB 2.0的先進，成為瞭重點：
需要時能提供更多電力USB 3.0能夠提供50%—80%更多的電力支持那些需要更多電能驅動的設備，而那些通過USB來充電的設備，則預示著能夠更快的完成充電。
新Powered-B接口由額外的2條線路組成，提供瞭高達1000毫安的電力支持。完全可以驅動無線USB適配器，而擺脫瞭傳統USB適配器靠線纜連接的必要。通常有線USB設備需要連接到集線器或者是電腦本身上，而高電能支持下，就不需要在有“線”存在瞭。
不需要時就自動減少耗電轉換到USB 3.0，功耗也是要考慮的很重要的一個問題，因此有效的電源管理就很必要，可以保證設備的空閒的時候減少電力消耗。
大量的數據流傳輸需要更快的性能支持，同時傳輸的時候，空閒時設備可以轉入到低功耗狀態。甚至可以空下來去接收其他的指令，完成其他動作。
其實，在USB 3.0中也並不是所有的東西都更新換代瞭，比如線纜的長度。當在某些應用中需要盡可能高的吞吐量的時候，往往線纜依舊會成為瓶頸。雖然在USB 3.0規范中，沒有明確指定USB線纜有多長，但是電纜材質和信號質量還是影響瞭傳輸的效果。因此在傳輸數百兆大數據流的時候，線纜長度最好不要超過3米。
另外，一些支持“SuperSpeed USB”的硬件產品，例如集線器（hub）可能要比USB 2.0的貴很多，這就像是現在主動供電集線器和被動供電的一個道理。因為一個真正意義上的“SuperSpeed hub”應該具備2類接口，一個用來扮演真正“SuperSpeed hub”的角色，另外一個則要扮演普通高速hub的角色。
我們先來看看無線 USB 設備，目前，采用 USB 2.0 技術的產品出貨量已經突破 62 億件，單去年的出貨量已達 21 億件。其中，無線 USB 技術的應用占用瞭很大一部分比例，它能幫助用戶從紛繁復雜的電纜連線中解放出來。目前無線 USB 標準的數據傳輸速率與目前的有線 USB2.0 標準是一樣的，均為每秒 480Mbps，兩者的區別在於無線 USB 要求在個人電腦或外設中裝備無線收發裝置以代替電纜連線。而將來的 USB3.0 與舊版相兼容標準，當 USB3.0 技術成熟之後，我們的無線 USB技術也會得到很大的提升。
再來看對 Firewire 的影響，在 1990 年 USB 標準問世之初，針對鍵盤和鼠標的 USB1.1 規格傳輸速度小於 12Mbps，而 Firewire 鎖定的則是諸如攝錄像機這類傳輸速率達 100Mbps 及以上的視聽應用。然而隨著時間的推移USB 已經獲得瞭廣泛的應用，速率達到瞭目前 2.0 標準的 480Mbps，相較之下，Firewire的 應 用 遠 遠沒 有 這 麼 廣泛。USB3.0的 標 準 顯 而易見將全麵超越 FirewireUSB3.0陣營成員表示，該標準將能夠取代Firewire。而且指 出 Firewire已經失去許多業界的支持者，如索尼已經在攝影機這樣的產品中轉向采用 USB2.0，蘋果也正在打算轉向高速 USB 接口。不過新的 Firewire 規范也正在制定中，其將繼續采用跟定義現行 1394b 標準一樣的電纜和連接器，但其速度最高可達到 10Gbps，可以預見 USB 與 Firewire 的鬥爭仍將延續下去，不過隨著高速 USB3.0 設備的提前推出，USB 的優勢將進一步擴大。兩種接口並存的局麵長久以來一直存在，將來也是如此。但通用型接口的前景顯然更被用戶所接受。
還有很多人沒有考慮到的硬盤和筆記本市場也會受到高速 USB3.0 設備的沖擊。我們知道當前硬盤 SATA 接口的最高傳輸速度為 3Gbs，要遠遠低於 USB3.0 設備，它可能會帶來兩種變化，其一，在筆記本內部使用 USB 連接硬盤產品，其二，出現內部不帶硬盤或僅帶固態硬盤等小體積、小容量硬盤的筆記本產品，主要的硬盤則依靠外掛 USB3.0接口硬盤。這樣不僅可以進一步減小筆記本的體積，降低筆記本的發熱量，也可以及其方便的升級筆記本硬盤。
USB3.0 的麵世，給我們帶來的不僅僅是單方麵產品傳輸速度的提升，對整個行業的提升和發展也起到瞭推波助瀾的作用。
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