Огляд SuperSpeed ​​USB 3.0

Універсальна послідовна шина (USB) продовжує залишатися домінуючим інтерфейсом на ринках ПК, мобільних пристроїв, побутової електроніки та комунікацій. Протягом багатьох років USB 2.0 був галузевим стандартом для підключення до ПК, пропонуючи достатню пропускну здатність для низки прикладних пристроїв, підключених до комп'ютера, безпосередньо або через концентратори. Однак пікова пропускна здатність USB 2.0 480 Мбіт/с більше не є достатньою для задоволення зростаючих потреб у відео високої чіткості, терабайтних пристроях зберігання даних, цифрових зображеннях високої роздільної здатності та багатому мультимедійному мобільному телефоні.

Специфікація USB 3.0 забезпечує зворотну сумісність з USB 2.0, що є важливою особливістю для побутової електроніки. Конструкція покликана забезпечити користувачам той самий досвід, що й інтерфейс USB 2.0, пропонуючи при цьому значно розширену пропускну здатність. USB 3.0 використовує подвійну шинну архітектуру, інтегруючи як інтерфейс USB 2.0, так і нещодавно розроблений компонент SuperSpeed.

Протокол USB 3.0

USB 3.0, також відомий як SuperSpeed, — це багаторівневий протокол зв'язку, що складається з хоста, пристрою та з'єднання SuperSpeed. Він забезпечує сумісність між пристроями різних постачальників, зберігаючи при цьому зворотну сумісність з існуючою USB-інфраструктурою, включаючи драйвери пристроїв та програмні інтерфейси. Розроблений для покращення архітектури ПК, USB 3.0 охоплює портативні комп'ютери, настільні комп'ютери для бізнесу, домашнє середовище та зв'язок між пристроями.

Протокол SuperSpeed ​​USB 3.0 охоплює кілька ключових аспектів, зокрема

• Продукт пропонує збільшену пропускну здатність до 5 Гбіт/с.

• Двосимплексна передача даних

• Зворотна сумісність

• Збільшено максимальну струмову пропускну здатність шини.

• Покращене керування живленням шини

• Оптимізоване управління живленням

USB 3.0 був розроблений для досягнення покращеної продуктивності завдяки кільком технічним удосконаленням. Найпомітнішим з них є додавання нової диференціальної пари поряд з існуючою шиною даних USB 2.0. У той час як USB 2.0 використовує чотири дроти (живлення, заземлення та пара для диференціальних даних), USB 3.0 вводить чотири додаткові дроти та сигнал заземлення, створюючи ще дві пари диференціальних сигналів для прийому та передачі. В результаті в кабелях та роз'ємах загалом дев'ять проводів.

Дві додаткові пари є важливими для задоволення вимог щодо пропускної здатності SuperSpeed ​​USB 3.0. Метод передачі сигналів перейшов від безперервного опитування до асинхронного, хоча він залишається спрямованим на хост. USB 3.0 також пропонує двонаправлений інтерфейс передачі даних, на відміну від напівдуплексної конструкції USB 2.0, яка обмежує потік даних лише в одному напрямку за раз. Разом ці оновлення досягають десятикратного збільшення теоретичної пропускної здатності, що дозволяє передавати великі обсяги даних у режимі реального часу.

USB 3.0 пропонує кілька покращень для підвищення енергоефективності. Ключові функції включають керування живленням на рівні каналу, що дозволяє хосту або пристрою ініціювати режими енергозбереження під час періодів простою. Канальний рівень може поступово переходити в режими зниження енергоспоживання під час простою, зменшуючи споживання енергії. Безперервне опитування пристроїв усувається, а передача широкомовних пакетів через концентратори усувається. Крім того, пристрої можуть призупиняти окремі функції або схеми, що не використовуються, що ще більше заощаджує енергію.

Широке поширення USB можна пояснити трьома ключовими факторами: його зручним дизайном, широкою присутністю USB-апаратури в ПК та іншій побутовій електроніці, а також комплексною програмною підтримкою завдяки драйверам USB, інтегрованим у всі основні операційні системи. USB 3.0 базується на фундаменті, закладеному USB 2.0, підвищуючи продуктивність для задоволення потреб високошвидкісних програм, які раніше були обмежені.

Подальші покращення продуктивності включають

• Оптимізовано потокове передавання масових даних для покращення продуктивності.

• Мають бути реалізовані ізохронні перемикання зі станами з’єднання з низьким енергоспоживанням між інтервалами обслуговування.

• Повідомляти хосту про допустиму затримку для оптимізації USB-інтерфейсу.

Огляд нових функцій та переваг USB 3.0

USB 3.0 – ідеальне рішення для широкого кола застосувань, включаючи твердотільні накопичувачі великої ємності, потокове відео та передачу, док-станції для ПК, багатоканальні аудіоінтерфейси, веб-камери високої роздільної здатності та камери спостереження, а також рішення для відображення відео, такі як графічна технологія DisplayLink USB. Крім того, він спрощує підключення цифрових відео- та фотокамер, зовнішніх медіапристроїв, таких як програвачі Blu-ray та зовнішні жорсткі диски тощо. Оскільки використання домашніх медіа-ПК та зовнішніх накопичувачів великої ємності продовжує зростати, USB 3.0 забезпечує просте та ефективне рішення для передачі великих медіафайлів, покращуючи враження споживачів.

Збільшена пропускна здатність USB 3.0 значно підвищує продуктивність пристроїв, пропонуючи кращий користувацький досвід порівняно з USB 2.0. Хоча USB 2.0 не міг підтримувати відео високої роздільної здатності через обмеження 480 Мбіт/с, пікова пропускна здатність USB 3.0 5 Гбіт/с дозволяє передавати відео високої роздільної здатності зі зменшеною затримкою, що призводить до помітного покращення якості відео. Наприклад, одноканальний DVI вимагає пропускної здатності майже 2 Гбіт/с, яку USB 2.0 не може підтримувати. Здатність USB 3.0 передавати 5 Гбіт/с забезпечує чудові відеорішення та, як очікується, сприятиме розширенню USB на нові продукти та програми, які USB 2.0 не міг ефективно підтримувати.