stringtranslate.com

USB3.0

Устаревший [2] логотип на упаковке SuperSpeed ​​USB 5 Гбит/с

Универсальная последовательная шина 3.0 ( USB 3.0 ), продаваемая как SuperSpeed ​​USB , является третьей основной версией стандарта универсальной последовательной шины (USB) для сопряжения компьютеров и электронных устройств. Она была выпущена в ноябре 2008 года. Спецификация USB 3.0 определила новую архитектуру и протокол, названный SuperSpeed, который включал новую полосу для обеспечения полнодуплексной передачи данных, которая физически требовала пяти дополнительных проводов и контактов, а также добавляла новую схему кодирования сигнала (символы 8b/10b, 5 Гбит/с; также известная позже как Gen 1), и сохраняла архитектуру и протоколы USB 2.0 и, следовательно, сохраняла исходные четыре контакта и провода для обратной совместимости USB 2.0, в результате чего в общей сложности было девять проводов и девять или десять контактов на интерфейсах разъемов (ID-контакт не подключен). Новая скорость передачи данных, продаваемая как SuperSpeed ​​USB (SS), может передавать сигналы со скоростью до 5  Гбит/с с сырой скоростью передачи данных 500  МБ/с после кодирования служебных данных, что примерно в 10 раз быстрее, чем High-Speed ​​(максимум для стандарта USB 2.0 ). Разъемы USB 3.0 Type-A и B обычно синие, чтобы отличать их от разъемов USB 2.0, как рекомендовано спецификацией, [3] и по инициалам SS . [4]

USB 3.1, выпущенный в июле 2013 года, является преемственной спецификацией, которая полностью заменяет спецификацию USB 3.0. USB 3.1 сохраняет существующую архитектуру и протокол SuperSpeed ​​USB с его режимом работы (символы 8b/10b, 5 Гбит/с), что дает ему обозначение USB 3.1 Gen 1 . [5] [6] USB 3.1 представил усовершенствованную систему SuperSpeed ​​— сохраняя и включая архитектуру и протокол SuperSpeed ​​(он же SuperSpeed ​​USB ) — с дополнительной архитектурой SuperSpeedPlus, добавляющей и предоставляющей новую схему кодирования (символы 128b/132b) и протокол под названием SuperSpeedPlus (он же SuperSpeedPlus USB , иногда продаваемый как SuperSpeed+ или SS+ ), а также определяющую новый режим передачи под названием USB 3.1 Gen 2 [5] со скоростью сигнала 10 Гбит/с и скоростью передачи необработанных данных 1212 МБ/с по существующим соединениям Type-A, Type-B и USB-C , что более чем в два раза превышает скорость USB 3.0 (он же Gen 1). [7] [8] Обратная совместимость по-прежнему обеспечивается параллельной реализацией USB 2.0. Разъемы USB 3.1 Gen 2 Type-A и Type-B обычно имеют бирюзовый цвет.

USB 3.2, выпущенный в сентябре 2017 года, полностью заменяет спецификацию USB 3.1. Спецификация USB 3.2 добавила вторую полосу в Enhanced SuperSpeed ​​System помимо других улучшений, так что SuperSpeedPlus USB реализует Gen 2x1 (ранее известный как USB 3.1 Gen 2 ) и два новых режима работы Gen 1x2 и Gen 2x2 при работе на двух полосах. Архитектура и протокол SuperSpeed ​​(он же SuperSpeed ​​USB) по-прежнему реализуют однополосный режим работы Gen 1x1 (ранее известный как USB 3.1 Gen 1 ). Таким образом, двухполосные операции, а именно USB 3.2 Gen 1x2 (10 Гбит/с со скоростью передачи необработанных данных 1 ГБ/с после накладных расходов на кодирование) и USB 3.2 Gen 2x2 (20 Гбит/с, 2,422 ГБ/с), возможны только с полнофункциональными USB Type-C Fabrics (24 контакта). По состоянию на 2023 год USB 3.2 Gen 1x2 и Gen 2x2 еще не реализованы во многих продуктах; однако Intel начинает включать их в свои чипсеты LGA 1200 Rocket Lake (серия 500) в январе 2021 года, а AMD — в свои чипсеты LGA 1718 AM5 в сентябре 2022 года, но Apple так и не представила их. С другой стороны, реализации USB 3.2 Gen 1x1 (5 Гбит/с) и Gen 2x1 (10 Гбит/с) стали довольно распространенными. Опять же, обратная совместимость обеспечивается параллельной реализацией USB 2.0.

Обзор

Спецификация USB 3.0 похожа на USB 2.0 , но со многими улучшениями и альтернативной реализацией. Более ранние концепции USB, такие как конечные точки и четыре типа передачи (массовая, контрольная, изохронная и прерывание), сохранены, но протокол и электрический интерфейс отличаются. Спецификация определяет физически отдельный канал для передачи трафика USB 3.0. Изменения в этой спецификации вносят улучшения в следующих областях:

USB 3.0 имеет скорость передачи данных до 5 Гбит/с или 5000 Мбит/с, что примерно в десять раз быстрее, чем USB 2.0 (0,48 Гбит/с), даже без учета того, что USB 3.0 является полнодуплексным , а USB 2.0 — полудуплексным . Это дает USB 3.0 потенциальную общую двунаправленную пропускную способность в двадцать раз больше, чем USB 2.0. [10] Учитывая управление потоком, кадрирование пакетов и накладные расходы протокола, приложения могут ожидать пропускную способность 450 МБ/с. [11]

Архитектура и особенности

Вид спереди разъема USB 3.0 Standard-A, показывающий его передний ряд из четырех контактов для обратной совместимости USB 1.x/2.0 и второй ряд из пяти контактов для более позднего (но устаревшего) подключения USB 3.0. Пластиковая вставка имеет стандартный синий цвет USB 3.0, Pantone 300C.

В USB 3.0 используется архитектура с двумя шинами, позволяющая выполнять операции USB 2.0 (полная скорость, низкая скорость или высокая скорость) и USB 3.0 (суперскорость) одновременно, обеспечивая обратную совместимость . Структурная топология та же самая, состоящая из многоуровневой топологии звезды с корневым концентратором на уровне 0 и концентраторами на более низких уровнях для обеспечения шинного подключения к устройствам.

Передача данных и синхронизация

Транзакция SuperSpeed ​​инициируется запросом хоста, за которым следует ответ от устройства. Устройство либо принимает запрос, либо отклоняет его; если запрос принят, устройство отправляет данные или принимает данные от хоста. Если конечная точка остановлена, устройство отвечает рукопожатием STALL. Если не хватает буферного пространства или данных, оно отвечает сигналом Not Ready (NRDY), чтобы сообщить хосту, что оно не может обработать запрос. Когда устройство готово, оно отправляет хосту сигнал Endpoint Ready (ERDY), который затем перепланирует транзакцию.

Использование одноадресной передачи и ограниченного числа многоадресных пакетов в сочетании с асинхронными уведомлениями позволяет перевести каналы, которые не передают пакеты активно, в состояния пониженного энергопотребления, что обеспечивает лучшее управление питанием.

USB 3.0 использует тактовую частоту с расширенным спектром , варьирующуюся до 5000 ppm на частоте 33 кГц для снижения электромагнитных помех. В результате приемнику необходимо постоянно «преследовать» тактовую частоту для восстановления данных. Восстановление тактовой частоты осуществляется с помощью кодирования 8b/10b и других конструкций. [12]

Кодирование данных

Шина "SuperSpeed" обеспечивает режим передачи с номинальной скоростью 5,0 Гбит/с, в дополнение к трем существующим режимам передачи. С учетом накладных расходов на кодирование, пропускная способность сырых данных составляет 4 Гбит/с, и спецификация считает разумным достижение 3,2 Гбит/с (400 МБ/с) или более на практике. [13]

Все данные отправляются в виде потока сегментов по восемь бит (один байт), которые скремблируются и преобразуются в 10-битные символы с помощью кодирования 8b/10b ; это помогает предотвратить возникновение электромагнитных помех (EMI) при передаче данных . [7] Скремблирование реализуется с использованием свободно работающего линейного регистра сдвига с обратной связью (LFSR). LFSR сбрасывается всякий раз, когда отправляется или принимается символ COM. [13]

В отличие от предыдущих стандартов, стандарт USB 3.0 не определяет максимальную длину кабеля, требуя только, чтобы все кабели соответствовали электрическим спецификациям: для медных кабелей с проводами AWG 26 максимальная практическая длина составляет 3 метра (10 футов). [14]

Питание и зарядка

Как и в более ранних версиях USB, USB 3.0 обеспечивает питание при номинальном напряжении 5 В. Доступный ток для маломощных (одна единица нагрузки) устройств SuperSpeed ​​составляет 150 мА, что больше 100 мА, определенных в USB 2.0. Для мощных устройств SuperSpeed ​​предел составляет шесть единиц нагрузки или 900 мА (4,5  Вт ) — почти вдвое больше 500 мА USB 2.0. [13] : раздел 9.2.5.1 Бюджетирование мощности 

Порты USB 3.0 могут реализовывать другие спецификации USB для увеличения мощности, включая спецификацию зарядки аккумулятора USB до 1,5 А или 7,5 Вт, или, в случае USB 3.1, спецификацию подачи питания USB для зарядки хост-устройства до 100 Вт. [15]

Схема именования

Начиная со спецификации USB 3.2, USB-IF представил новую схему наименования. [16] Чтобы помочь компаниям с брендингом различных режимов работы, USB-IF рекомендовал брендировать возможности 5, 10 и 20 Гбит/с как SuperSpeed ​​USB 5Gbps , SuperSpeed ​​USB 10 Gbps и SuperSpeed ​​USB 20 Gbps соответственно. [17]

В 2023 году они были заменены снова, [18] удалив «SuperSpeed» , на USB 5Gbps , USB 10Gbps и USB 20Gbps . С новыми логотипами упаковки и порта . [19]

Доступность

Внутренняя печатная плата и разъемы четырехпортового концентратора USB 3.0, использующего чипсет VIA Technologies

Группа промоутеров USB 3.0 объявила 17 ноября 2008 года, что спецификация версии 3.0 завершена и передана в Форум разработчиков USB (USB-IF), управляющий орган спецификаций USB. [20] Этот шаг фактически открыл спецификацию для разработчиков оборудования для внедрения в будущие продукты.

Первые потребительские продукты USB 3.0 были анонсированы и отправлены компанией Buffalo Technology в ноябре 2009 года, в то время как первые сертифицированные потребительские продукты USB 3.0 были анонсированы 5 января 2010 года на выставке потребительской электроники в Лас-Вегасе (CES), включая две материнские платы от Asus и Gigabyte Technology . [21] [22]

Производители хост-контроллеров USB 3.0 включают, помимо прочего, Renesas Electronics , Fresco Logic, ASMedia , Etron, VIA Technologies , Texas Instruments , NEC и Nvidia . По состоянию на ноябрь 2010 года Renesas и Fresco Logic [23] прошли сертификацию USB-IF. Материнские платы для процессоров Intel Sandy Bridge также были замечены с хост-контроллерами Asmedia и Etron. 28 октября 2010 года Hewlett-Packard выпустила HP Envy 17 3D с хост-контроллером Renesas USB 3.0 на несколько месяцев раньше некоторых своих конкурентов. AMD работала с Renesas, чтобы добавить свою реализацию USB 3.0 в свои чипсеты для своих платформ 2011 года. [ требуется обновление ] На выставке CES2011 компания Toshiba представила ноутбук под названием « Qosmio X500», который включал USB 3.0 и Bluetooth 3.0 , а Sony выпустила новую серию ноутбуков Sony VAIO , которые будут включать USB 3.0. По состоянию на апрель 2011 года серии Inspiron и Dell XPS были доступны с портами USB 3.0, а по состоянию на май 2012 года — серия ноутбуков Dell Latitude ; однако корневые хосты USB не работали на SuperSpeed ​​под Windows 8.

Добавление к существующему оборудованию

Контроллер USB 3.0 в виде карты расширения PCI Express
Боковые разъемы на ноутбуке. Слева направо: хост USB 3.0, разъем VGA , разъем DisplayPort , хост USB 2.0. Обратите внимание на пять дополнительных контактов на нижней стороне язычка порта USB 3.0.

Дополнительное питание для нескольких портов ноутбука можно получить следующими способами:

На материнских платах настольных ПК, которые имеют слоты PCI Express (PCIe) (или более старый стандарт PCI ), поддержка USB 3.0 может быть добавлена ​​в качестве карты расширения PCI Express . В дополнение к пустому слоту PCIe на материнской плате, многие карты расширения «PCI Express to USB 3.0» должны быть подключены к источнику питания, такому как адаптер Molex или внешний источник питания, чтобы питать многие устройства USB 3.0, такие как мобильные телефоны или внешние жесткие диски, которые не имеют другого источника питания, кроме USB; по состоянию на 2011 год это часто используется для подачи от двух до четырех портов USB 3.0 полной мощности 0,9 А (4,5 Вт), которую способен обеспечить каждый порт USB 3.0 (при этом также передавая данные), тогда как сам слот PCI Express не может обеспечить необходимое количество питания.

Если более быстрые соединения с устройствами хранения данных являются причиной рассмотрения USB 3.0, альтернативой является использование eSATAp , возможно, путем добавления недорогой планки слота расширения, которая обеспечивает порт eSATAp; некоторые внешние жесткие диски обеспечивают как интерфейсы USB (2.0 или 3.0), так и eSATAp. [22] Для обеспечения совместимости между материнскими платами и периферийными устройствами все сертифицированные USB-устройства должны быть одобрены Форумом разработчиков USB (USB-IF). На рынке доступна по крайней мере одна полная сквозная тестовая система для разработчиков USB 3.0. [24]

Принятие

USB Promoter Group объявила о выпуске USB 3.0 в ноябре 2008 года. 5 января 2010 года USB-IF объявил о первых двух сертифицированных материнских платах USB 3.0, одну от ASUS и одну от Giga-Byte Technology . [22] [25] Предыдущие объявления включали список Gigabyte за октябрь 2009 года из семи материнских плат USB 3.0 на чипсете P55 , [26] и материнскую плату Asus, которая была отменена до начала производства. [27]

Ожидалось, что коммерческие контроллеры поступят в массовое производство в первом квартале 2010 года. [28] 14 сентября 2009 года Freecom анонсировала внешний жесткий диск USB 3.0. [29] 4 января 2010 года Seagate анонсировала небольшой портативный жесткий диск, оснащенный дополнительной картой USB 3.0 ExpressCard , предназначенный для ноутбуков (или настольных компьютеров с дополнительным слотом ExpressCard) на выставке CES в Лас-Вегасе, штат Невада. [30] [31]

Основная ветка ядра Linux содержит поддержку USB 3.0, начиная с версии 2.6.31, выпущенной в сентябре 2009 года. [32] [33] [34]

FreeBSD поддерживает USB 3.0 начиная с версии 8.2, выпущенной в феврале 2011 года. [35]

Windows 8 была первой операционной системой Microsoft, которая предлагала встроенную поддержку USB 3.0. [36] В Windows 7 поддержка не была включена в первоначальный выпуск операционной системы. [37] Однако драйверы, обеспечивающие поддержку Windows 7, доступны на веб-сайтах производителей оборудования.

Intel выпустила свой первый чипсет с интегрированными портами USB 3.0 в 2012 году с выпуском чипсета Panther Point . Некоторые отраслевые аналитики утверждают, что Intel медленно интегрировала USB 3.0 в чипсет, тем самым замедляя массовое принятие. [38] Эти задержки могут быть вызваны проблемами в процессе производства CMOS , [39] фокусом на продвижении платформы Nehalem , [40] ожиданием зрелости всех стандартов соединений 3.0 (USB 3.0, PCIe 3.0 , SATA 3.0 ) перед разработкой нового чипсета, [41] [42] или тактикой Intel в пользу своего нового интерфейса Thunderbolt . [43] Apple, Inc. анонсировала ноутбуки с портами USB 3.0 11 июня 2012 года, почти через четыре года после завершения разработки USB 3.0.

Компания AMD начала поддерживать USB 3.0 с помощью своих контроллеров-концентраторов Fusion в 2011 году. Компания Samsung Electronics объявила о поддержке USB 3.0 с помощью своей платформы Exynos 5 Dual на базе ARM, предназначенной для портативных устройств.

Проблемы

Скорость и совместимость

Различные ранние реализации USB 3.0 широко использовали семейство хост-контроллеров NEC / Renesas μD72020x, [44] которые, как известно, требуют обновления прошивки для корректной работы с некоторыми устройствами. [45] [46] [47]

Фактором, влияющим на скорость USB-накопителей (более очевидным для устройств USB 3.0, но также заметным для устройств USB 2.0), является то, что драйверы протокола USB Mass Storage Bulk-Only Transfer (BOT) обычно медленнее драйверов протокола USB Attached SCSI (UAS[P]). [48] [49] [50] [51]

На некоторых старых (2009–2010) материнских платах на базе Ibex Peak встроенные чипсеты USB 3.0 по умолчанию подключаются через  линию PCI Express 2,5 ГТ/с PCH , которая тогда не обеспечивала полной скорости PCI Express 2.0 (5 ГТ/с), поэтому она не обеспечивала достаточной пропускной способности даже для одного порта USB 3.0. Ранние версии таких плат (например, Gigabyte Technology P55A-UD4 или P55A-UD6) имеют ручной переключатель (в BIOS), который может подключать чип USB 3.0 к процессору (вместо PCH), который даже тогда обеспечивал полноскоростное подключение PCI Express 2.0, но это означало использование меньшего количества линий PCI Express 2.0 для видеокарты. Однако более новые платы (например, Gigabyte P55A-UD7 или Asus P7P55D-E Premium) использовали технологию связывания каналов (в случае плат, оснащенных коммутатором PCI Express PLX PEX8608 или PEX8613), которая объединяет две полосы PCI Express 2,5 ГТ/с в одну полосу PCI Express 5 ГТ/с (помимо других функций), тем самым получая необходимую пропускную способность от PCH. [52] [53] [54]

Радиочастотные помехи

Устройства и кабели USB 3.0 могут создавать помехи для беспроводных устройств, работающих в диапазоне ISM 2,4 ГГц. Это может привести к снижению пропускной способности или полной потере отклика с устройствами Bluetooth и Wi-Fi . [55] Когда производители не смогли вовремя решить проблемы с помехами, некоторым мобильным устройствам, таким как Vivo Xplay 3S, пришлось прекратить поддержку USB 3.0 непосредственно перед отправкой. [56] Для решения этой проблемы можно применять различные стратегии, начиная от простых решений, таких как увеличение расстояния между устройствами USB 3.0 и устройствами Wi-Fi и Bluetooth, и заканчивая применением дополнительного экранирования внутренних компонентов компьютера. [57]

Соединители

Гнездо USB 3.0 Standard-A (вверху, синего цвета « Pantone 300C»), штекер Standard-B (в середине) и штекер Micro-B (внизу)

Гнездо USB 3.0 Standard-A принимает либо штекер USB 3.0 Standard-A, либо штекер USB 2.0 Standard-A. И наоборот, можно подключить штекер USB 3.0 Standard-A к гнезду USB 2.0 Standard-A. Это принцип обратной совместимости. Штекер Standard-A используется для подключения к порту компьютера на стороне хоста.

Гнездо USB 3.0 Standard-B принимает либо штекер USB 3.0 Standard-B, либо штекер USB 2.0 Standard-B. Обратная совместимость применяется к подключению штекера USB 2.0 Standard-B к гнезду USB 3.0 Standard-B. Однако невозможно подключить штекер USB 3.0 Standard-B к гнезду USB 2.0 Standard-B из-за физически большего разъема. Штекер Standard-B используется на стороне устройства.

Поскольку порты USB 2.0 и USB 3.0 могут сосуществовать на одном компьютере и выглядят одинаково, спецификация USB 3.0 рекомендует, чтобы розетка Standard-A USB 3.0 имела синюю вставку ( цвет Pantone 300C). Та же цветовая кодировка применяется к вилке USB 3.0 Standard-A. [13] : разделы 3.1.1.1 и 5.3.1.3 

USB 3.0 также представил новый штекер кабеля Micro-B, который состоит из стандартного штекера кабеля USB 1.x/2.0 Micro-B с дополнительным 5-контактным штекером, «уложенным» рядом с ним. Таким образом, хост-розетка USB 3.0 Micro-B сохраняет свою обратную совместимость с кабельным штекером USB 1.x/2.0 Micro-B, позволяя устройствам с портами USB 3.0 Micro-B работать на скоростях USB 2.0 на кабелях USB 2.0 Micro-B. Однако невозможно подключить штекер USB 3.0 Micro-B к розетке USB 2.0 Micro-B из-за физически большего размера разъема.

Распиновка

Вилка USB 3.0 Standard-A (вверху) и розетка (внизу) с аннотированными контактами

Разъем имеет ту же физическую конфигурацию, что и его предшественник, но с пятью дополнительными контактами.

Контакты VBUS, D−, D+ и GND требуются для связи USB 2.0. Пять дополнительных контактов USB 3.0 — это две дифференциальные пары и один заземленный (GND_DRAIN). Две дополнительные дифференциальные пары предназначены для передачи данных SuperSpeed; они используются для полнодуплексной сигнализации SuperSpeed. Контакт GND_DRAIN предназначен для терминации дренажного провода, а также для управления электромагнитными помехами и поддержания целостности сигнала.

Обратная совместимость

USB Micro-B USB 2.0 против USB Micro-B SuperSpeed ​​(USB 3.0) (Обратите внимание, что «Macro-B» на изображении — это ошибка. Такого термина для USB никогда не существовало.)

Вилки и розетки USB 3.0 и USB 2.0 (или более ранних версий) типа A предназначены для взаимодействия.

Разъемы USB 3.0 Type-B, например, те, что используются на периферийных устройствах, больше, чем в USB 2.0 (или более ранних версиях), и подходят как для более крупного разъема USB 3.0 Type-B, так и для меньшего разъема USB 2.0 (или более ранней версии) Type-B. Разъемы USB 3.0 Type-B больше, чем разъемы USB 2.0 (или более ранней версии) Type-B; поэтому разъемы USB 3.0 Type-B нельзя вставить в разъемы USB 2.0 (или более ранней версии) Type-B.

Штекер и розетка Micro USB 3.0 (Micro-B) предназначены в первую очередь для небольших портативных устройств, таких как смартфоны, цифровые камеры и устройства GPS. Гнездо Micro USB 3.0 обратно совместимо с штекером Micro USB 2.0.

Гнездо для eSATAp , представляющее собой комбинированный разъем eSATA/USB, предназначено для подключения разъемов USB Type-A от USB 2.0 (или более ранних версий), поэтому оно также поддерживает разъемы USB 3.0 Type-A.

USB3.1

Устаревший [2] логотип на упаковке SuperSpeed+ USB 10 Гбит/с

В январе 2013 года группа USB объявила о планах обновить USB 3.0 до 10 Гбит/с (1250 МБ/с). [60] Группа в итоге создала новую спецификацию USB, USB 3.1, которая была выпущена 31 июля 2013 года, [61] заменив стандарт USB 3.0. Спецификация USB 3.1 берет на себя существующую скорость передачи данных USB SuperSpeed ​​USB , теперь называемую USB 3.1 Gen 1 , и вводит более высокую скорость передачи данных, называемую SuperSpeed ​​USB 10  Гбит/с , соответствующую режиму работы USB 3.1 Gen 2 , [62] ставя ее в один ряд с одним каналом Thunderbolt первого поколения . Логотип нового режима имеет подпись, стилизованную под SUPERSPEED+ ; [63] это относится к обновленному протоколу SuperSpeedPlus . Режим USB 3.1 Gen 2 также снижает накладные расходы на кодирование строк до всего лишь 3 %, изменяя схему кодирования на 128b/132b , со скоростью передачи необработанных данных 1212 МБ/с. [64] Первая реализация USB 3.1 Gen 2 продемонстрировала реальную скорость передачи данных 7,2 Гбит/с. [65]

Спецификация USB 3.1 включает в себя спецификацию USB 2.0, полностью сохраняя при этом ее выделенный физический уровень, архитектуру и протокол параллельно. Спецификация USB 3.1 определяет следующие режимы работы:

Номинальная скорость передачи данных в байтах учитывает накладные расходы на кодирование битов. Физическая скорость передачи сигналов SuperSpeed ​​составляет 5 Гбит/с. Поскольку передача каждого байта занимает 10 битовых времен, накладные расходы на необработанные данные составляют 20%, поэтому скорость передачи необработанных байтов составляет 500 МБ/с, а не 625. Аналогично, для канала Gen 2 кодирование составляет 128b/132b, поэтому передача 16 байтов физически занимает 16,5 байтов или 3% накладных расходов. Следовательно, новая скорость передачи необработанных байтов составляет 128/132 * 10 Гбит/с = 9,697 Гбит/с = 1212 МБ/с. В действительности любой режим работы имеет дополнительные накладные расходы на управление каналом и протокол, поэтому наилучшие достижимые скорости передачи данных для режима работы Gen 2 составляют примерно ниже 800 МБ/с только для чтения массовых передач. [66] [11]

Переименование USB 3.0 в «USB 3.1 Gen 1» было неправильно использовано некоторыми производителями для рекламы продуктов со скоростью передачи данных всего 5 Гбит/с как «USB 3.1», путем исключения определяющего поколения. [67]

USB3.2

Устаревший [2] логотип на упаковке SuperSpeed+ USB 20 Гбит/с
Логотип порта USB 20 Гбит/с

25 июля 2017 года в пресс-релизе USB 3.0 Promoter Group было подробно описано ожидаемое обновление спецификации USB Type-C , определяющее удвоение пропускной способности для существующих кабелей USB-C. Согласно спецификации USB 3.2, выпущенной 22 сентября 2017 года, [11] существующие кабели USB-C 3.1 Gen 1 с сертификатом SuperSpeed ​​смогут работать на скорости 10 Гбит/с (вместо 5 Гбит/с), а кабели USB-C 3.1 Gen 2 с сертификатом SuperSpeed+ смогут работать на скорости 20 Гбит/с (вместо 10 Гбит/с). Увеличение пропускной способности является результатом многополосной работы по существующим проводам, которые были предназначены для возможностей триггера разъема USB-C. [68] [69]

Стандарт USB 3.2 включает спецификацию USB 2.0 с четырьмя выделенными проводами на физическом уровне. Enhanced SuperSpeed ​​System охватывает оба, но раздельно – и параллельно с реализацией USB 2.0: [70]

Как и в предыдущей версии, применяются те же соображения относительно кодирования и скорости передачи сырых данных. Хотя и Gen 1x2, и Gen 2(x1) передают сигнал со скоростью 10 Гбит/с, Gen 1x2 использует старое, менее эффективное кодирование линий 8b/10b, что приводит к более низкой скорости передачи сырых данных по сравнению с Gen 2(x1), хотя оба используют более новый протокол SuperSpeedPlus. [70]

В мае 2018 года компания Synopsys продемонстрировала первый режим работы USB 3.2 Gen 2x2, в котором ПК с ОС Windows был подключен к устройству хранения данных, достигая средней скорости передачи данных 1600 МБ/с при чтении массивов данных [71] [72] , что составляет 66% от его чистой пропускной способности.

USB 3.2 поддерживается стандартными драйверами USB Windows 10 и ядрами Linux 4.18 и более поздними версиями. [71] [72] [73]

В феврале 2019 года USB-IF упростил маркетинговые рекомендации, исключив режим Gen 1x2 и потребовав, чтобы логотипы с трезубцем SuperSpeed ​​включали максимальную скорость передачи данных. [74] [75]

Двухполосная работа (USB 3.2 Gen 1x2, USB 3.2 Gen 2x2) возможна только при использовании полнофункциональных USB-C Fabrics. [76]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Часто задаваемые вопросы (FAQ) по универсальной последовательной шине Intel (USB)". Intel.com . Корпорация Intel . Получено 26 декабря 2014 г. .
  2. ^ Форум abc USB Implementers (20 сентября 2023 г.). «Требования к лицензионным знакам USB-IF». Форум USB Implementers. Архивировано из оригинала 21 сентября 2023 г. Получено 29 августа 2023 г.
  3. ^ "Спецификация Universal Serial Bus Revision 3.1". USB.org . Форум разработчиков USB. стр. 5–20. Архивировано из оригинала (ZIP) 12 апреля 2016 г. Получено 12 апреля 2016 г.
  4. ^ Макфедрис, Пол (2013). «Подключение USB-устройств». ПК для взрослых: максимально эффективное использование компьютера с Windows 8. Индианаполис: Que Publishing. ISBN 978-0-13-303501-8. Получено 18 февраля 2016 г. – через интернет-архив. Большинство производителей ПК маркируют каждый порт USB с помощью логотипа типа USB... логотип USB 2.0 представляет собой трезубец, а логотип USB 3.0 представляет собой похожий трезубец с прикрепленными буквами «SS» (что означает SuperSpeed).
  5. ^ ab "USB 3.1 Specification Language Usage Guidelines from USB-IF" (PDF) . USB.org . Форум разработчиков USB. 28 мая 2015 г. Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2016 г. Получено 10 марта 2016 г.
  6. ^ "USB 3.1 Gen 1 & Gen 2 explained". MSI.com . Micro-Star International . 5 августа 2015 г.
  7. ^ ab "Спецификация USB 3.2". USB.org . Форум разработчиков USB . Получено 30 августа 2018 г. .
  8. ^ "Спецификация Universal Serial Bus Revision 3.1". USB.org . Форум разработчиков USB. Архивировано из оригинала (ZIP) 21 ноября 2014 г. Получено 19 ноября 2014 г.
  9. ^ Энгбретсон, Майк (январь 2009 г.). "Измерения физического уровня USB 3.0". Evaluation Engineering . Получено 31 января 2013 г.
  10. ^ "Технология USB 3.0" (PDF) . hp.com. 2012. Архивировано из оригинала (PDF) 3 января 2014 г. Получено 2 января 2014 г.
  11. ^ abcdef "Спецификация USB 3.2 выпущена 22 сентября 2017 г. и ECN". USB.org . Форум разработчиков USB . Сентябрь 2017 г. Получено 14 октября 2019 г. .
  12. ^ "Физический уровень USB 3.0". www.techdesignforums.com .
  13. ^ abcd "Universal Serial Bus Revision 3.0 Specification". Архивировано из оригинала 19 мая 2014 года . Получено 19 мая 2014 года .
  14. ^ Аксельсон, Ян. «Часто задаваемые вопросы разработчиков USB 3.0». JanAxelson.com . Получено 14 ноября 2018 г. .
  15. ^ "USB Power Delivery Specification 1.0" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2016 года . Получено 14 ноября 2015 года .
  16. ^ «USB 3.2 Specification Language Usage Guidelines from USB-IF» (PDF) . usb.org . 26 февраля 2019 г. Архивировано (PDF) из оригинала 3 ноября 2021 г. . Получено 4 сентября 2019 г. .
  17. ^ Ravencraft, Jeff (19 ноября 2019 г.). «USB DevDays 2019 – Branding Session» (PDF) . Форум разработчиков USB (презентация). стр. 16. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2020 г. . Получено 22 марта 2020 г. .
  18. ^ Руководство по использованию языка производительности USB-данных от USB-IF
  19. ^ ab Таблица требований к товарным знакам
  20. ^ "USB-IF" (PDF) . USB.org . Форум разработчиков USB. 17 ноября 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2010 г. Получено 22 июня 2010 г.
  21. ^ "Анонсированы первые сертифицированные продукты USB 3.0". PC World . 7 января 2010 г. Архивировано из оригинала 19 октября 2012 г. Получено 22 июня 2010 г.
  22. ^ abc "SuperSpeed ​​USB Consumer Cert Final 2" (PDF) . USB.org . Форум разработчиков USB. Архивировано из оригинала (PDF) 2 апреля 2012 г. . Получено 24 июня 2011 г. .
  23. ^ "USB-IF объявляет о выпуске второго сертифицированного хост-контроллера USB 3.0" (пресс-релиз). USB Implementers Forum, Inc. 16 ноября 2010 г. Получено 30 августа 2018 г.
  24. ^ "USB 3". Lecroy . Получено 22 июня 2010 .
  25. ^ "Анонсированы первые сертифицированные сверхскоростные USB-потребительские продукты" (PDF) (пресс-релиз). Форум разработчиков USB. 5 января 2010 г. Архивировано из оригинала (PDF) 14 января 2010 г.
  26. ^ "USB 3.0 Motherboards". Gigabyte.com . Indianapolis: Gigabyte Technology . Архивировано из оригинала 1 июня 2010 года . Получено 14 октября 2019 года ..
  27. ^ Керр, Роб (28 июля 2009 г.). "Asus отменяет выпуск своей первой материнской платы USB 3.0". The Inquirer . Архивировано из оригинала 30 июля 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  28. ^ "Digitimes". 15 марта 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  29. ^ "Freecom.com". Архивировано из оригинала 17 июня 2010 года . Получено 22 июня 2010 года .
  30. ^ Нго, Донг (5 января 2010 г.). "Seagate поставляет комплект внешних жестких дисков USB 3.0 для ноутбуков | CES". CNET . Получено 22 июня 2010 г.
  31. ^ "BlackArmor PS 110 с USB 3.0 | Портативный жесткий диск для бизнеса с программным обеспечением для резервного копирования". Seagate. Архивировано из оригинала 15 августа 2010 г. Получено 18 января 2014 г.
  32. ^ "Kernel newbies". 9 сентября 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  33. ^ «Erste USB 3.0 Treiber» [Первые драйверы USB 3, поставляемые с Linux 2.6.31]. Heise Online (на немецком языке). Германия: Heise Medien. 3 декабря 2009 года . Проверено 22 июня 2010 г.
  34. ^ "Первый драйвер для USB 3.0". Журнал Linux. 9 июня 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  35. ^ "FreeBSD 8.2-RELEASE Release Notes". FreeBSD.org . 13 ноября 2013 г. . Получено 5 августа 2015 г. .
  36. ^ Маквей, Боб (15 сентября 2011 г.). «Понимание USB 3.0 в Windows 8 | Build2011 | Channel 9». Channel9.MSDN.com . Получено 19 января 2014 г. .
  37. ^ "USB в MS Windows 7 более надежен, но нет прироста скорости 3.0". APCMag.com . Получено 22 июня 2010 г.
  38. ^ Crothers, Brooke (7 марта 2010 г.). «Ожидается длительная задержка поддержки Intel USB 3.0 | Nanotech – The Circuits Blog». CNet News . Получено 19 января 2014 г.
  39. ^ "Предположения о возможностях USB 3.0" . Heise Online (на немецком языке). Германия: Heise Medien. 21 октября 2009 г.
  40. ↑ Мах, Пол (23 октября 2009 г.). "Fiercecio.com" . Получено 22 июня 2010 г.
  41. ^ "FAQ — PCI Express 3.0". PCISIG.com . Специальная группа по взаимодействию периферийных компонентов. 1 июля 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  42. ^ "Спецификация PCIe 3.0 скоро появится". Enterprise Storage Forum . 5 мая 2010 г. Архивировано из оригинала 10 июля 2011 г. Получено 22 июня 2010 г.
  43. ^ "Intel откладывает поддержку USB 3.0 до 2011 года". TechSpot . 22 октября 2009 г. Получено 22 июня 2010 г.
  44. ^ TeamVR (23 августа 2011 г.). «Тесты скорости USB 3.0: обзор 7-канальных хост-контроллеров – Страница 5 из 11». VR-Zone.com . Получено 19 января 2014 г.
  45. ^ "USB 3.0: Обновления прошивки Renesas Electronics USB 3.0". DownloadCenter.Intel.com . Intel Corporation . Получено 19 января 2014 г. Эти обновления прошивки решают следующие проблемы, связанные с портами USB 3.0 на этих платах: • BIOS и операционная система не обнаруживают устройства, подключенные к портам USB 3.0. • Система зависает на POST-коде 58 в течение одной минуты, если какое-либо устройство подключено к портам USB 3.0, а затем продолжает процесс загрузки. • В диспетчере устройств расширяемый хост-контроллер Renesas USB 3.0 отображается с желтым значком и сообщением об ошибке «Windows остановила это устройство, поскольку оно сообщило о проблемах. Код 43».
  46. ^ "NEC uPD720200 USB 3.0 не работает в Ubuntu 12.04". Спросите Ubuntu . Stack Exchange Network . Получено 19 января 2014 г. .
  47. ^ "Как улучшить совместимость устройств USB3.0?". Gigabyte.com . Gigabyte Technology . Получено 19 января 2014 г. .
  48. ^ Нильссон, Ларс-Йоран (30 июля 2010 г.). "Gigabyte добавляет поддержку UASP к своим материнским платам USB 3.0". SemiAccurate . Получено 19 января 2014 г.
  49. ^ Нильссон, Ларс-Йоран (11 августа 2010 г.). «Драйвер USB 3.0 UASP от Gigabyte повышает производительность USB 2.0». SemiAccurate . Получено 19 января 2014 г.
  50. ^ Ку, Эндрю (19 июня 2012 г.). «USB Attached SCSI (UAS): Enabling Even Better USB 3.0 Performance – Faster USB 3.0 Performance: Examining UASP And Turbo Mode». Tom's Hardware . Получено 19 января 2014 г.
  51. ^ Хамид, Аднан (18 марта 2012 г.). «В чем разница между USB UASP и BOT | Встроенный контент из». Electronic Design . Получено 22 января 2014 г.
  52. ^ Содерстром, Томас (9 декабря 2009 г.). «Новые материнские платы от Asus и Gigabyte – производительность USB 3.0: два решения от Asus и Gigabyte». Tom's Hardware . Получено 22 января 2014 г.
  53. ^ Шмид, Патрик; Роос, Ахим (26 августа 2010 г.). «Gigabyte P55A-UD6 и UD7 (NEC PD720200) – не все реализации USB 3.0 созданы равными». Tom's Hardware . Получено 22 января 2014 г.
  54. ^ Номера моделей PLX взяты из руководства P55A-UD7, стр. 7 и руководства Asus P7P55D-E Premium, стр. 2-2; блок-схема P55A-UD7 приведена на стр. 8.
  55. ^ "Влияние радиочастотных помех USB 3.0 на беспроводные устройства 2,4 ГГц" (PDF) . USB.org . Форум разработчиков USB. Апрель 2012 г. . Получено 14 октября 2019 г. .
  56. ^ «手机厂商阉割Type-C接口的真相：影响手机信号！-科技频道-手机搜狐» [Правда о производителях мобильных телефонов, сокращающих интерфейс Type-C: влияние на сигналы сотовых телефонов!]. Sohu.com (на японском языке). 2017.
  57. ^ Линн, Самара (5 сентября 2013 г.). «Wireless Witch: The Truth About USB 3.0 and Wi-Fi Interference». PC Magazine . Получено 14 июля 2014 г.
  58. ^ «Шина интерфейса USB 3.0, схема кабеля».100806 interfacebus.com
  59. ^ "USB Background". TotalPhase.com . Total Phase Corporation . Получено 11 сентября 2016 г. USB 3.0 включает вариант разъемов Standard-B, который имеет два дополнительных проводника для подачи питания на USB-адаптеры. Изображение предоставлено USB Implementers Forum
  60. ^ "SuperSpeed ​​USB (USB 3.0) Производительность удвоится с новыми возможностями" (PDF) . Форум разработчиков (пресс-релиз). 6 января 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 13 января 2013 г.
  61. ^ "SuperSpeed ​​USB 10 Gbps – Ready for Development" (PDF) (Пресс-релиз). Хиллсборо, Орегон. 31 июля 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 27 января 2016 г.
  62. ^ "USB 3.1 Specification Language Usage Guidelines from USB-IF" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2016 г. . Получено 10 марта 2016 г. .
  63. ^ ab "USB Logo Usage Guideline" (PDF) . USB.org . Форум разработчиков USB. 30 ноября 2018 г. . Получено 27 февраля 2019 г. .
  64. ^ "SuperSpeed ​​USB 10 Gbps – Ready for Development". Rock Hill Herald . Архивировано из оригинала 11 октября 2014 года . Получено 31 июля 2013 года .
  65. ^ "Synopsys демонстрирует первую в отрасли сверхскоростную передачу данных по протоколу USB 10 Гбит/с между платформами хост-устройств". News.Synopsis.com (пресс-релиз). Маунтин-Вью, Калифорния : Synopsys . 10 декабря 2013 г. Получено 23 декабря 2013 г. Согласно измерениям анализатора протоколов Ellisys USB Explorer, IP реализовал номинальную скорость передачи данных USB 3.1 10  Гбит/с , превышающую 900  Мбит/ с, между двумя прототипными системами на базе FPGA Synopsys HAPS-70 при использовании обратно совместимых разъемов USB, кабелей и программного обеспечения.
  66. ^ Реальная пропускная способность USB 3.2 Gen 2x1 Everything USB, октябрь 2022 г.
  67. ^ Брайт, Питер (26 февраля 2019 г.). «USB 3.2 сделает текущий брендинг USB еще хуже». Ars Technica . Получено 27 февраля 2019 г.
  68. ^ Saunders, Brad; Nardozza, Liz (25 июля 2017 г.). "USB 3.0 Promoter Group объявляет об обновлении USB 3.2" (PDF) (пресс-релиз). USB 3.0 Promoter Group. Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2017 г. Получено 27 июля 2017 г. – через USB.org.
  69. ↑ Брайт, Питер (26 июля 2017 г.). «USB 3.2 сделает ваши кабели вдвое быстрее... как только вы купите новые устройства». Ars Technica . Получено 27 июля 2017 г.
  70. ^ ab Спецификация USB 3.2. Рисунок 3-2
  71. ^ ab 20gbps,37124.html "Synopsys демонстрирует первую в мире демонстрацию USB 3.2 со скоростью 20 Гбит/с". Tom's Hardware . 25 мая 2018 г. Получено 27 мая 2018 г. {{cite news}}: Проверить |url=значение ( помощь )
  72. ^ ab "World's First USB 3.2 Demonstration". Synopsys . 18 мая 2018 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2021 г. Получено 27 мая 2018 г. – через YouTube.
  73. ^ "Работа над USB 3.2 уже ведется для ядра Linux 4.18". Phoronix.com . Phoronix . Получено 27 мая 2018 г. .
  74. ^ «Стандарт USB 3.2 получает новые, еще более запутанные названия перед своим массовым дебютом». 27 февраля 2019 г.
  75. ^ Руководство по использованию языка спецификации USB 3.2 от USB-IF
  76. ^ Спецификация кабеля и разъема универсальной последовательной шины Type-C, выпуск 2.2. Форум разработчиков USB (технический отчет). Группа промоутеров USB 3.0. Октябрь 2022 г. Получено 12 апреля 2023 г.
  77. ^ Руководство по использованию языка производительности USB-данных от USB-IF
  78. ^ Ошибка цитирования: Указанная ссылка 30Specбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).
  79. ^ Ошибка цитирования: Указанная ссылка 31Specбыла вызвана, но не определена (см. страницу справки ).
  80. ^ Реальная пропускная способность USB 3.2 Everything USB, февраль 2022 г.
  81. ^ "Документ о соответствии устаревшим разъемам и кабельным сборкам USB 3.1, версия 1.1". USB.org . Форум разработчиков USB . Получено 27 февраля 2019 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме USB 3.0 .