USB接口是電腦日常應用中和用戶接觸最廣泛的數據傳輸設備,從1994年發佈第一個V0.7版本後,現在主流的應用已經發展到瞭2.0版本,我們大傢使用的筆記本及臺式機上的USB接口幾乎都是這個版本,1.1已經逐漸淡出瞭主流市場。目前市場上采用USB 3.0的整機產品很少,隻有華碩展出瞭首款搭載USB 3.0筆記本N61JV。雖然在CES大展上眾多采用USB 3.0規格的外接硬盤、主板亮相,但根據最新消息報道,英特爾到2011年底才會發佈支持USB 3.0規格的原生芯片組,目前的桌麵PC及筆記本想要支持該功能就要使用獨立的轉卡(Adapter Card),或者橋接(Bridge)一顆獨立的芯片。目前市麵上大部分PC產品都是選擇瞭橋接芯片,當然,市麵上也有很多Adapter Card產品,例如Asmedia傢族系列。
各種常見USB接口
其實USB 3.0的技術規范早在2008年11月就已經確定,09年英特爾又發佈瞭“擴展主控制器界麵”(XHCI)規范,這一規范將使得芯片制造商按照標準化的方式研發支持USB 3.0的硬件。參考USB接口以往發展的經驗,能得到大公司的支持以及行業聯盟的認可是成功的關鍵,Intel、微軟、惠普、德州機器、NEC、ST-NXP等業界巨頭都是USDB 3.0的支持者,該規范目前由USB Implementers Forum(簡稱USB-IF)進行推廣,並同時負責與硬件廠商的合作,對USB3.0規范感興趣的公司可以通過報名並參加相關測試從而可以獲得USB-IF的授權。
對比:上麵為USB 2.0接口,下麵是USB 3.0接口
但可惜的是,USB 3.0的普及速度讓多數玩傢失望,隨著高清視頻的流行以及遊戲軟件不斷增加的容量,現在的USB 2.0接口的速度已經遠遠不能滿足用戶的需求,DisplayPort、IEEE1394、e-SATA的普及度又要遠低於USB。或許是英特爾隻對Light Peak更感興趣,有意讓其取代USB 3.0,又或許是英特爾想讓參與USB 3.0合作廠商的芯片先上市,避免整合芯片組太早推出搶占市場。
英特爾公司將在2011年第一季度發佈新的筆記本平臺“Huron River(休倫湖)”,Huron River平臺采用代號為Cougar Point的芯片組,該芯片組支持SATA 6Gbps規格但原生不支持USB3.0規格。而另一方麵,AMD會到2011年才會在下一代的SB900上支持USB 3.0接口,可以預見的是,這兩年市場上支持USB 3.0接口的整機隻能采用Adapter Card或者Bridge的方式。
USB 2.0又稱為HighSeed,為瞭保證命名的規范,USB 3.0則稱為SuperSpeed。和2.0想比,USB 3.0提供瞭更高的5Gb/s的理論傳輸速度,實現瞭全雙工數據通信。為瞭能提供更快的傳輸速度,3.0能對需要更大電力支持的設備提供更好的支撐,最大化總線的電力供應;此外,3.0向下兼容1.1及2.0。
註意看上圖中紅圈部分就是增加的線路
USB 2.0接口有四條線路,兩條用於數據傳輸,另外兩條是一條地線一條負責供電。與USB 2.0接口相比,USB 3.0增加瞭更多並行模式的物理總線,在USB 2.0的基礎上,3.0增加瞭4條線路用於傳輸數據。
由於USB 3.0向下兼容USB 2.0,因此這樣的設計保證瞭接口的通用性,額外增加的5條線路(4條傳輸線路+一條地線)是獨立的SuperSpeed專用針腳,與USB 2.0做到完全兼容,從下麵這張圖可以清楚的看到這一點:
如上圖所示,編號1234的線路為USB 2.0接口,編號為56789的線路為USB 3.0的專用線路,其中7號為地線,89和56是新增的物理總線。
USB 3.0的工作原理
除瞭增加線路外,USB 3.0的供電量也有較大的變化,每個USB 3.0的端口可以提供900mA的電流,比起USB 2.0的標準提升瞭將近80% ,輸出功率為4.5W,完全可以滿足硬盤盒、硬盤底座等要求穩定功率設備的需求。此外,USB 3.0還加入瞭新的電源管理機制,支持待機、休眠和暫停等狀態,管理模式更加智能。
USB 3.0目前有標準A口、MicroB口以及標準B口,我們先通過圖片來認識一下它們:
左邊為MicroB接口/右邊為標準A接口
左:標準B型接口/右:標準A型接口
上麵為USB 2.0接口/下麵為USB 3.0接口(點擊放大)
采用USB 3.0接口的固態硬盤盒
筆記本適用的的Adapter Card
根據Intel的官方說法:“使用USB 3.0可以在70秒內傳輸一部27GB的高清電影,而使用USB 2.0需要15分鐘以上。”而實際情況呢?
使用擁有USB3.0接口的外置硬盤盒,USB 3.0在傳輸速率測試中達到瞭USB 2.0接口下的四倍。在大文件拷貝中可以減少50%至70%的實際使用時間,雖然沒有理論值差距這麼巨大,但大大提高瞭文件傳輸的效率。
總的來看,USB 3.0作為未來平臺的主流傳輸接口在速度上比起2.0有著不小的提升,不過目前采用Adapter Card或者Bridge的模式並不是最好的解決方案,首先Bridge是以PCI-E為傳輸通道,速度會有所限制,傳輸效率也會有所折損;其次,無論Adapter Card或者Bridge都會增加產品的成本和設計復雜度,最終買單的還是消費者,因此,隻有當原生芯片組上市時,USB 3.0才能得到根本的普及。
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