USB3.0的前世今生
● USB背景介紹
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/110951.htm隨著計算機硬件飛速發展,外圍設備日益增多,鍵盤、鼠標、調制解調器、打印機、掃描儀早已為人所共知,數碼相機、MP3隨身聽接踵而至,這么多的設備,如何接入個人計算機?USB就是基于這個目的產生的。USB是一個使計算機周邊設備連接標準化、單一化的接口。
USB英文縮寫為Universal Serial BUS,中文含義是“通用串行總線”。1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯合提出了USB這個概念,歷經14年的發展,USB接口已經成為電腦上最常見的擴展接口,熱拔插的特點給用戶帶來了極大的方便,即插即用是對USB接口最好的概括。
上面是USB 1.0標準/下面是USB 2.0標準
USB從1994年開始提出以來,到目前為止共有三個版本:USB 1.0、USB 1.1和USB 2.0。USB 1.0只有低速(low speed,1.5Mbps)一種傳輸模式,USB 1.1增加了全速(full speed,12Mbps)模式,USB 2.0又增加了高速(high speed,480Mbps)模式。
● USB1.0/1.1發展至USB 2.0
早期的USB 1.0/1.1規范速度只有12Mbps,相當于1.5MB/s的速度,相對于今天的應用來說簡直是無法忍受,但是對于早期的設備來說這個速度已經完全足夠了,但是需要拷貝十幾GB的文件時,這個速度將讓你干等好幾個小時無法操作電腦,迫于這種極端的情況,USB 2.0應運而生。
USB2.0 規范是由USB1.1規范演變而來的,它最初的目標是將USB1.1的傳輸數率提高10-20倍,而實際上卻提高了40倍達到了480Mbps,約為60MB/s。USB2.0相對于USB1.1速度的提升簡直是質的飛躍,更合人意的地方是USB2.0與USB1.1可以互相兼容,但是速度不會因為USB 1.1接口安裝在USB 2.0接口上而有任何提高,今后不管是USB 4.0還是5.0都會向下提供對老接口的兼容,所以不用擔心接口的更新而讓老設備派不上用場。
USB接口發展到2.0可以算是進入了鼎盛時期,是什么讓它擴散的如此迅速呢?是市場的需求,用戶迫切需要一種統一、快速、方便的接口來替代各式各樣的老接口。
傳輸速度快:USB 2.0傳輸速率已經高達480Mbps,折合約60MB/s的峰值傳輸速率,雖然從目前看來,這個速度已經足夠應付絕大多數應用。但是隨著大型游戲和高清視頻不斷的涌現,TB級別的硬盤越來越普及,USB 2.0也開始顯出"老態"。速度的提升永遠沒有極限,尤其是對與存儲設備來說更是如此。由此可見,達到4.8Gbps帶寬的USB 3.0離我們也不遠了。
使用方便簡單:USB設備最大的特點即插即用設計非常便于用戶操作,無論何時,只要你想使用,你就可以將設備插入接口,使用完畢就可以拔下,大大提高了電腦的使用效率。但是人們會期待更可靠、方便的USB設備規范,人們會期待USB可以提供更高的電流(USB 2.0為500mA),這樣移動刻錄機可以不再需要外接電源,人們會期待USB的熱插拔技術會更加可靠,這樣在實際使用中我們不必擔心數據會意外丟失。
保持向下兼容:作為一種通用的串行接口規范,它最大的優點就在于接口的結構和形狀都沒有改變,人們會越來越依賴它作為標準的外設接口,所以,在今后的USB規范中,我們可以相信它的外形和結構將不會改變,無論是USB 3.0還是4.0,都應該與1.1和2.0兼容,畢竟一個并非新生的規范最重要的就是向前兼容性,用戶可以放心的使用USB設備而不用擔心會被淘汰。
● USB 2.0鼎盛時期應用
USB 2.0的特點決定了應用上可以無限擴展,各種新奇的想法也是層出不窮,原來USB接口除了擴展設備,還能做這么多的事情。
關鍵詞:1080p、游戲、Vista
曾幾何時我們還在因為DVD的清晰畫質而著迷,而現在1080p高清視頻瞬間把我們帶進一個更加真實的世界,甚至連臉上的毛孔都清晰可見,這就是高清帶來的高級畫質體驗,同樣你需要為這樣的一部影片付出將近25GB的硬盤空間,而普通DVD畫質的影片僅幾百MB。
臨近年末游戲大作頻繁發布,包括像《極品飛車12》《使命召喚5》等以畫面質感驚人的游戲,這些游戲動輒數十GB的大身材,讓還在使用80GB硬盤的老玩家心驚肉跳,要知道早期的游戲才幾十MB到幾百MB而已啊。
XP系統下的輝煌目前看來Vista還遠達不到,除了更快的執行效率外,更小的資源占用和更小的硬盤安裝體積都讓XP系統風光無限好。要知道臃腫的Vista需要至少20GB以上空間來容納它,而XP系統只需要2-3GB而已。
以上只是IT迅速發展中的的幾個例子,其實還有很多,就不一一說明了??梢钥闯鲈贗T發展的同時,我們需要處理的文件體積已經越來越大,硬盤的容量也已經到了TB級別,回頭再看那區區只有60MB每秒的傳輸速度,可以肯定USB 2.0已經和IT的發展脫節了,于是在2008 CES大展上我們見到了USB 3.0的真身。
USB 3.0將提供達到4.8Gbps的理論傳輸速度相當于600MB每秒,意味著一部27GB的高清視頻僅需要不到一分鐘就能傳輸完畢,相比USB 2.0提升了10倍的傳輸速度,實在非常驚人。新的USB 3.0標準能夠讓更多機器設備不靠外接電源即可運行使用,也使其傳輸速度更快。正是因為新接口的供電有所提高,供應電流提高到了100毫安至900毫安之間。但是由于各方面的原因,要到2010年才能有支持USB 3.0的產品出現。
現在的USB 1.0/1.1/2.0均采用4-pin線路,而USB 3.0則采用9-pin線路。對于兼容問題用戶大可放心,USB 3.0中同樣有4-pin線路,針腳信號定義完全向前兼容USB 1.0/1.1/2.0,其余5-pin才由USB 3.0獨享??梢钥隙ǖ氖?,USB 3.0將采用低電壓差動模式進行信號傳輸,以減少內部干擾,并適合進行長距離傳輸。
USB 2.0的別名是“Hi-Speed USB”,理論傳輸速度極限為480Mbps,而USB 3.0則冠名為“SuperSpeed USB”,其目標是把傳輸速度提高到以前的10倍,達到4.8Gbps之高。USB 3.0的帶寬之所以有明顯的增長,其實在于擁有獨立的上傳和下載通道。此外,USB 3.0將引進電源管理功能,各個周邊設備能夠獨立進入省電模式,此優點對于移動平臺(如筆記本電腦)尤其重要。
“回顧一下USB 3.0標準制定的時間表,不難看出,這是非常漫長的三年,這三年充滿了艱辛和挑戰。”這是微軟的拉斯-吉斯蒂在Windows硬件工程大會上說的一句話,我們可以深深的感受到每一次技術上的飛躍都非常困難,USB作為PC改革創新中最成功的技術之一,我們深信今后的USB 3.0技術會繼續像2.0一樣給用戶帶來更快更好的使用體驗。
● USB接口展望
隨著高速USB在個人計算、消費電子以及移動等各種細分市場內的普及,USB 3.0將迅速取代USB2.0端口成為高帶寬應用領域的最新標準,其卓越的性能將再更多的領域得到應用?! ?/p>
比如利用USB 3.0接口進行HDTV傳輸,對于未壓縮的1080p高清信號,如果要達到30fps的幀速至少需要傳輸速度達到450MB/s,而USB 3.0高達600MB/s的傳輸速度將讓這項應用得以實現。
越來越多的應用也同樣證明今后用戶將擺脫線纜的束縛,無線應用將滲透到生活中的方方面面。2005年就完成了無線USB(Wireless USB)的1.0版本的設計標準,這個傳輸協議注定要和Wi-Fi一較高低,而且暫時還不能與Wi-Fi正面碰撞。
2008 IDF大會上,Intel發布了更多有關新一代Wireless USB 1.1規格的信息,例如支持Ultra-wide band(UWB),發射的無線信號運行在3GHz的頻率上,UWB最高提供6GHz或更高的頻率,傳輸速率在3米內達480Mbps而在10米內達110Mbps。
憑借全面超越IEEE1394和eSATA的速度,USB 3.0絕對可以傲視其他所有非主流的接口。究竟哪種接口更具優勢還需要看用戶的選擇情況,USB能否成為日后的王者,接口會不會統一起來都將在USB 3.0的產品出現之后才見分曉。
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