USB 3.1技術分析
技術應用
作者:瑞德
USB 3.1是最新的USB規範,該規範由英特爾等大公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與USB 3.0技術相比,新USB技術使用一個更高效的數據編碼係統,並提供一倍以上的有效數據吞吐率。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。USB3.1兼容現有的USB 3.0軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。
SB是最普及的電子設備連接規範,但並非是唯一的連接規範。最近數年,Thunderbolt等替代性規範也開始普及。為了抵禦其他連接規範的威脅,USB標準化組織USB開發者論壇(USB Implementers Forum)在大力推廣被稱作USB 3.1的新版USB規範,目標是彌補USB規範的一些短板。
USB 3.1是最新的USB規範,該規範由英特爾等大公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與USB 3.0技術相比,新USB技術使用一個更高效的數據編碼係統,並提供一倍以上的有效數據吞吐率。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。USB3.1兼容現有的USB 3.0軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。
2008年11月12日USB 3.0推出之後,SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能,附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率的要求提高,加上也希望能提升供電能力,2013年1月6日USB IF協會(USB Implementers Forum)正式宣布要推出新的USB 3.0加強版(即USB 3.1)。2013年7月31日宣布正式開始研發SuperSpeed 10Gbps,2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣布USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014,ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片,實現SuperSpeed+,也就是SuperSpeed 10Gbps速率。、
接口類型
USB 3.1有三種連接介麵,分別為Type-A(Standard-A)、Type-B(Micro-B)以及Type-C。標準的Type-A是目前應用最廣泛的介麵方式,Micro-B則主要應用於智能手機和平板電腦等設備,而新定義的Type-C主要麵向更輕薄、更纖細的設備。Type-C大幅縮小了實體外型,更適合用於短小輕薄的手持式裝置上,Type-C將取代Micro-AB型連接器(支援USB裝置直接對傳,不需要有主控係統介入),也將取代一般Micro-USB連接器,Type-C仿Apple Lightning連接器,正反均可正常連接使用,較現有Micro-USB更理想,Micro-USB雖有防止反接的防呆機製,但正反均可接的好處,勝過防止反接,摸黑狀況上都可順利完成接線。另外,Type-C還有增進的電磁幹擾與RFI mitigation特性。
因應各種裝置的高速應用,USB的頻寬從1.0版本(1.5Mbps)、1.1版本(12Mbps)、2.0版本(480Mbps)到3.0版本(5Gbps),速度已經有很大的進步了,而麵對將來的需求,新的USB 3.1介麵將把頻寬再翻倍,提升至10Gbps,同時值得注意的是,編碼率也再度提升。USB 3.0為8b10b編碼,也就是每傳送10bit資料中,隻有8bit是真實的資料,剩餘的2bit是做為檢查碼,因此整個頻寬會有高達20%(2/10)的損耗,而新的USB 3.1則是使用128b/132b編碼,在132bit的資料中,隻需使用4bit做為檢查碼,傳輸損耗率大幅下降為3%(4/132),所以USB 3.1不單隻是提升頻寬而已,連傳輸效率也增進不少。另外,相較於Thunderbolt,USB 3.1和Thunderbolt 1已同樣擁有10Gbps的速度,而Thunderbolt 2雖然提供20Gbps,但隻是把原本的Thunderbolt 1中兩條獨立的10Gbps合並,變成單向傳輸20Gbps,而非雙向,而此看來,隻要USB 3.1裝置正式問市後,頻寬速度和應用廣度上仍相當具有優勢。