ซูเปอร์สปีดยูเอสบี 3.0

ภาพรวม

Universal Serial Bus (USB) ยังคงครองอินเทอร์เฟซของตลาดพีซี อุปกรณ์เคลื่อนที่ เครื่องใช้ไฟฟ้า และการสื่อสาร USB 2.0 ได้กลายเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรมพีซีมาเป็นเวลาหลายปี

USB 2.0 ให้แบนด์วิธเพียงพอเพื่อรองรับอุปกรณ์แอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย ไม่ว่าจะเชื่อมต่อโดยตรงหรือผ่านฮับไปยังโฮสต์คอมพิวเตอร์

ด้วยความต้องการที่เพิ่มมากขึ้นในปัจจุบันสำหรับการถ่ายโอนเนื้อหาวิดีโอความละเอียดสูง อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดเทราไบต์ ภาพดิจิทัลความละเอียดสูง และโทรศัพท์มือถือมัลติมีเดียที่มีคุณสมบัติหลากหลาย แบนด์วิดท์ที่นำเสนอโดย USB 2.0 (สูงสุด 480 Mbps) จึงไม่เพียงพอ

ข้อมูลจำเพาะนี้ให้ความสำคัญกับความเข้ากันได้แบบย้อนหลังกับมาตรฐาน USB 2.0 ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

USB 3.0 ยังคงอินเทอร์เฟซผู้ใช้เหมือนกับ USB 2.0 แต่มีแบนด์วิธที่สูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งทำได้โดยใช้สถาปัตยกรรมดูอัลบัสซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบ USB 2.0 และส่วนประกอบ Super Speed ​​ที่พัฒนาขึ้นใหม่

ข้อมูลจำเพาะการสื่อสาร USB 3.0

USB 3.0 หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า SuperSpeed ​​เป็นโปรโตคอลการสื่อสารแบบเลเยอร์ที่ประกอบด้วยโฮสต์ อุปกรณ์ และการเชื่อมต่อระหว่างกัน SuperSpeed

USB 3.0 ช่วยให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้อย่างง่ายดายระหว่างอุปกรณ์จากผู้ขายต่างๆ ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้แบบย้อนหลังและใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐาน USB ที่มีอยู่ รวมถึงไดรเวอร์อุปกรณ์และอินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์

ข้อมูลจำเพาะนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงสถาปัตยกรรมพีซีสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น แล็ปท็อป คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปสำหรับธุรกิจ และสภาพแวดล้อมภายในบ้าน นอกจากนี้ยังมีจุดมุ่งหมายเพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างง่ายดาย

องค์ประกอบสำคัญของโปรโตคอล SuperSpeed ​​USB 3.0 ได้แก่

• เพิ่มแบนด์วิธสูงสุด 5Gbps
• การถ่ายโอนข้อมูลแบบ Dual-Simplex
• เข้ากันได้ย้อนหลัง
• เพิ่มการดึงกระแสบัสสูงสุด
• การจัดการพลังงานบัสที่ได้รับการปรับปรุง
• ปรับปรุงการจัดการพลังงาน
 
USB 3.0 มอบประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นผ่านการปรับปรุงทางเทคนิคหลายประการ การปรับปรุงที่โดดเด่นประการหนึ่งคือการเพิ่มคู่ดิฟเฟอเรนเชียลเพิ่มเติมที่ทำงานควบคู่ไปกับบัสข้อมูล USB 2.0 ที่มีอยู่
 
USB 2.0 ใช้สายไฟสี่เส้น (กำลังไฟ กราวด์ และหนึ่งคู่สำหรับข้อมูลส่วนต่าง) ในขณะที่ USB 3.0 ใช้สายไฟพิเศษสี่เส้นและสัญญาณกราวด์ ซึ่งช่วยให้สามารถเพิ่มสัญญาณส่วนต่างเพิ่มเติมอีกสองคู่ (สำหรับทั้งการรับและส่งสัญญาณ) ส่งผลให้มีสายไฟทั้งหมดเก้าเส้นในสายเคเบิลและขั้วต่อ
 
คู่เพิ่มเติมอีกสองคู่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการตอบสนองความต้องการแบนด์วิธของ SuperSpeed ​​USB 3.0 นอกจากนี้ แม้ว่าจะยังคงควบคุมโดยโฮสต์ แต่วิธีการส่งสัญญาณก็เปลี่ยนจากการสำรวจแบบต่อเนื่องเป็นโหมดอะซิงโครนัส
 
แตกต่างจากการจัดเรียงฮาล์ฟดูเพล็กซ์ของ USB 2.0, USB 3.0 ใช้อินเทอร์เฟซข้อมูลแบบสองทิศทาง ช่วยให้ข้อมูลไหลในทั้งสองทิศทางพร้อมกัน การปรับปรุงเหล่านี้ส่งผลให้แบนด์วิธทางทฤษฎีเพิ่มขึ้นถึงสิบเท่า ทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากแบบเรียลไทม์ได้

USB 3.0 นำเสนอคุณสมบัติใหม่หลายประการเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน สิ่งที่น่าสังเกตอีกอย่างหนึ่งคือการจัดการพลังงานระดับลิงก์ ซึ่งช่วยให้โฮสต์หรืออุปกรณ์เข้าสู่สถานะพลังงานต่ำในช่วงที่ไม่มีการใช้งาน

ความสามารถของเลเยอร์ลิงก์ในการเข้าสู่สถานะการจัดการพลังงานที่ลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อพาร์ทเนอร์ลิงก์ไม่ได้ใช้งาน การกำจัดการสำรวจอุปกรณ์อย่างต่อเนื่อง การกำจัดการส่งแพ็กเก็ตการออกอากาศผ่านฮับ และความสามารถในการระงับระดับฟังก์ชันแต่ละรายการทำให้อุปกรณ์สามารถประหยัดพลังงานโดยการปิดการใช้งานที่ไม่ได้ใช้ วงจรไฟฟ้า

ความนิยมของ USB มาจากปัจจัย 3 ประการ ได้แก่ อินเทอร์เฟซที่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ การใช้ฮาร์ดแวร์ USB อย่างกว้างขวางในพีซีและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอื่นๆ และการสนับสนุนซอฟต์แวร์ที่ครอบคลุมซึ่งอำนวยความสะดวกโดยการรวมไดรเวอร์ USB เข้ากับระบบปฏิบัติการพีซีหลักๆ ทั้งหมดที่มีอยู่ในปัจจุบัน ตลาด.

ด้วยรากฐานของการติดตั้ง USB 2.0 USB 3.0 ได้ปรับปรุงขีดความสามารถอย่างมากสำหรับการใช้งานแบนด์วิธสูงที่หลากหลาย ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกจำกัดด้วย USB 2.0

การปรับปรุงประสิทธิภาพอื่น ๆ ได้แก่

• เปิดใช้งานการสตรีมการถ่ายโอนจำนวนมากที่มีประสิทธิภาพสูง
• เปิดใช้งานการถ่ายโอนแบบไม่ต่อเนื่องในขณะที่อนุญาตให้อุปกรณ์เข้าสู่สถานะลิงก์พลังงานต่ำระหว่างช่วงเวลาการบริการ
• ให้ข้อมูลแก่โฮสต์ เช่น ความทนทานต่อเวลาในการตอบสนอง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอินเทอร์เฟซ USB

USB 3.0 รองรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลโซลิดสเตตล่าสุด การสตรีมและถ่ายโอนวิดีโอ แท่นวางพีซี อินเทอร์เฟซเสียงหลายช่องสัญญาณ เว็บแคมความละเอียดสูง กล้องวงจรปิด โซลูชันการแสดงผลวิดีโอ เช่น กราฟิก DisplayLink USB เทคโนโลยีและวิดีโอดิจิทัลและกล้องถ่ายภาพนิ่งแบบ USB
 
อุปกรณ์ภายนอก เช่น เครื่องเล่น Blu-ray, ฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก และอื่นๆ กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ การเชื่อมต่อกับอินเทอร์เฟซ USB 3.0 ช่วยเพิ่มความคล่องตัวให้กับประสบการณ์ของผู้บริโภคเมื่อถ่ายโอนไฟล์มีเดียขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการเพิ่มขึ้นของพีซีมีเดียในบ้านและไดรฟ์ภายนอกความจุสูง
 
นอกจากนี้ แบนด์วิธที่เพิ่มขึ้นของ USB 3.0 ยังช่วยให้อุปกรณ์มีความจุมากขึ้น ส่งผลให้ประสบการณ์ผู้ใช้ดีขึ้น ในทางกลับกัน วิดีโอที่ส่งผ่าน USB 2.0 แทบจะไม่น่าพอใจ เนื่องจากข้อจำกัดในแง่ของความละเอียดสูงสุด เวลาแฝง และการบีบอัดวิดีโอ
 
ด้วยแบนด์วิธที่มากกว่า USB 2.0 ของ SuperSpeed ​​USB 3.0 ถึง 5-10 เท่า โซลูชั่นวิดีโอที่ใช้ SuperSpeed ​​USB 3.0 จะช่วยยกระดับประสบการณ์ผู้ใช้ปลายทางได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น Single-link DVI ต้องการปริมาณงานเกือบ 2Gbps ซึ่ง 480Mbps ของ USB 2.0 ไม่สามารถตอบสนองได้
 
ด้วยแบนด์วิธสูงสุดที่ 5Gbps ทำให้ USB 3.0 สามารถส่งมอบคุณภาพวิดีโอที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความเร็วที่เพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพโดยรวมของ SuperSpeed ​​USB 3.0 คาดว่าจะขยายการใช้งานไปยังผลิตภัณฑ์และบริบทมากมายที่ก่อนหน้านี้ไม่เหมาะกับ USB 2.0