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 ряду прикладних пристроїв, підключених до головного комп’ютера безпосередньо або через концентратори. Однак пікова пропускна здатність USB 2.0 у 480 Мбіт/с більше не відповідає зростаючим вимогам відео високої чіткості, терабайтних пристроїв зберігання даних, цифрових зображень високої роздільної здатності та мультимедійних мобільних телефонів.

Специфікація USB 3.0 забезпечує зворотну сумісність з USB 2.0, важливою функцією побутової електроніки. Конструкція призначена для надання користувачам такого ж досвіду, як і інтерфейс USB 2.0, пропонуючи при цьому значно розширену пропускну здатність. USB 3.0 використовує архітектуру подвійної шини, яка включає 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. Це забезпечує взаємодію між пристроями від різних виробників, зберігаючи при цьому зворотну сумісність із існуючою інфраструктурою USB, включаючи драйвери пристроїв та програмні інтерфейси. Розроблений для покращення архітектури ПК, USB 3.0 охоплює портативні комп’ютери, бізнес-настільні комп’ютери, домашнє середовище та зв’язок між пристроями.

Протокол SuperSpeed ​​USB 3.0 охоплює кілька ключових аспектів, у тому числі

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

• Подвійна симплексна передача даних

• Зворотна сумісність

• Збільшено максимальну пропускну здатність шини.

• Покращене керування живленням шини

• Оптимізоване керування живленням

USB 3.0 було розроблено для досягнення підвищеної продуктивності за допомогою кількох технічних удосконалень. Найпомітнішим з них є додавання нової диференціальної пари поряд із існуючою шиною даних USB 2.0. У той час як USB 2.0 використовує чотири дроти (живлення, земля та пара для диференціальних даних), USB 3.0 представляє чотири додаткові дроти та сигнал заземлення, створюючи ще дві пари диференціальних сигналів для прийому та передачі. Таким чином, у кабелях і роз’ємах загалом дев’ять проводів.

Дві додаткові пари необхідні для задоволення вимог щодо пропускної здатності SuperSpeed ​​USB 3.0. Метод сигналізації перейшов від постійного опитування до асинхронного, хоча він залишається керованим хостом. USB 3.0 також пропонує двонаправлений інтерфейс даних, на відміну від напівдуплексного дизайну USB 2.0, який обмежує потік даних в одному напрямку за раз. У сукупності ці оновлення дозволяють досягти десятикратного збільшення теоретичної пропускної здатності, уможливлюючи передачу великих обсягів даних у реальному часі.

USB 3.0 представляє кілька вдосконалень для підвищення енергоефективності. Основні функції включають керування живленням на рівні зв’язку, що дозволяє або хосту, або пристрою ініціювати режим енергозбереження під час періодів простою. Рівень зв’язку може переходити в стани поступового зниження потужності під час простою, зменшуючи енергоспоживання. Безперервне опитування пристрою усувається, а передача широкомовних пакетів через концентратори видаляється. Крім того, пристрої можуть призупинити окремі функції або схеми, які не використовуються, додатково зберігаючи енергію.

Широке поширення USB можна пояснити трьома ключовими факторами: його зручним дизайном, широкою присутністю апаратного забезпечення USB у ПК та іншій споживчій електроніці та комплексною програмною підтримкою драйверів USB, інтегрованих у всі основні операційні системи. USB 3.0 базується на фундаменті, створеному USB 2.0, підвищуючи продуктивність для задоволення вимог додатків із високою пропускною здатністю, які раніше були обмежені.

Додаткові покращення продуктивності включають

• Оптимізована потокова передача масових даних для підвищення продуктивності.

• Ізохронні передачі з низьким станом зв'язку між сервісними інтервалами повинні бути реалізовані.

• Повідомте хосту про допустимі затримки для оптимізації інтерфейсу USB.

Огляд нових функцій і переваг USB 3.0

USB 3.0 є ідеальним рішенням для широкого спектру додатків, включаючи твердотільні запам’ятовуючі пристрої, потокове відео та передачу, док-станції для ПК, багатоканальні аудіоінтерфейси, веб-камери та камери спостереження з високою роздільною здатністю, а також рішення для відображення відео, такі як DisplayLink. Графічна технологія USB. Крім того, це полегшує підключення цифрових відео- та фотокамер, зовнішніх медіа-пристроїв, таких як програвачі Blu-ray, зовнішні жорсткі диски тощо. Оскільки використання домашніх мультимедійних комп’ютерів і зовнішніх накопичувачів великої ємності продовжує зростати, USB 3.0 забезпечує просте та ефективне рішення для передачі великих мультимедійних файлів, покращуючи досвід споживачів.

Збільшена пропускна здатність USB 3.0 значно покращує продуктивність пристрою, пропонуючи кращий досвід користувача порівняно з USB 2.0. Хоча USB 2.0 не міг підтримувати відео високої роздільної здатності через обмеження в 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, для одноканального DVI потрібна пропускна здатність майже 2 Гбіт/с, яку USB 2.0 не підтримує. 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 може ефективно підтримувати.