拥抱超高速 迎接USB 3.0新世代

2008年底定义完成，传输速度为USB 2.0接口达10倍的USB 3.0(Super-Speed)，这项全世界最成功的接口延续了其一贯向下兼容的优势，USB 3.0接口可以兼容于旧式USB 2.0与USB 1.1装置，使用者可以将既有的USB装置安插在最新的USB 3.0接口，如此可以大幅加速USB 3.0的普及性，再加上高达5G的传输速度使得USB 3.0接口如虎添翼。USB 3.0规格预期将会主导未来3年的消费性电子传输媒介。

　　而在2009年第4季有相关USB 3.0产品上市并广受好评后，海内外厂商更是前仆后继投入相关开发与研究。根据研究机构IDC的预估，2010年USB 3.0芯片需求量为1,245万颗，2011年则有机会一举跃升至1亿颗，2015年的出货量将达23亿个，商机上看新台币千亿元。

　　祥硕USB　3.0　BC　1.2产品应用图。

　　未经过re-driver之眼图。USB 3.0特点如下：

　　 1. 超高速的传输，主控端─装置端门当户对

　　USB 1.0/2.0/3.0的传输速率分别为：USB1.0/1.1 → 1.5Mbps/12Mbps(LS:Low Speed/ FS:Full Speed)；USB 2.0 → 480Mbps(HS: High Speed)；USB 3.0 → 5.0Gbps(SS: Super Speed)。理论上USB 3.0可比传统的USB 2.0快上10倍。但就实际应用面而言，要达到超高速的理想境界，是由多重因素组合而成的。

　　不但USB 3.0主控端的性能要好，装置端的速度也要加以匹配。以目前最流行的USB 3.0 to SATA3G其实并不足以应用到USB 3.0 5Gbps的带宽，所以若要达成真正的超高速，其装置端最好选择有支持SATA6Gps的桥接芯片才能发挥最佳的效果。

　　除此之外，由于USB对于展频的限制十分严格，到了USB 3.0后更有甚之，所以许多的主板厂商虽然将USB 3.0的芯片应用在高阶主板上，但却也因为其所采用的USB 3.0主控端芯片没有非同步模式，而需牺牲玩家的超频乐趣，采用非同步设计的USB 3.0芯片组将可解决此一困境，但由于设计有相当难度，故提供的厂商十分有限。

　　 2. 高供电 vs BC 1.2

　　越来越多消费性产品采用USB汇流排电源，加上智能型手机大多采用基于USB的通用充电器接口后，可用于USB充电的装置至少上亿，作为电源的USB看来注定会变得更为普及，且对于充电的速度也会更加要求。因应此一风潮，USB 3.0在电源管理的部分也做了许多的改善。在最大供电量的部分，由USB 2.0的500mA提高了1.8倍(900mA)。藉由最大供电量的提升，搭配上2009年4月，全球移动通信系统协会(GSMA)联合OTMP(手机开放组织联盟)共约17家移动通信商和制造商宣布实施的通用充电器标准，即所谓Battery Charger规格的集成IC，消费者充电的时间将可大幅缩短20%-1.3倍(根据搭载的手机性能而有所不同)。

　　USB 3.0电源的现成可用性正改变消费者对传统AC电源的需求与使用模式，让消费者更便利，同时减少对AC充电器的需求，给我们更环保的绿生活。

　　 3. 向下兼容

　　USB 3.0主控端芯片组除要能提供USB 3.0装置足够好的效能外，向下兼容成千上万的USB 2.0与USB 1.1装置对IC设计厂商而言也是个艰苦的功课。在设计实务上，由于USB 3.0传输架构与USB 2.0并不相同，实体层PHY的设计，包含接收端的等化器、时脉资料回复器、解多工器，发射端的多工器、讯号强化器，以及各式侦测电路，这些电路都与制程息息相关，如果掌握度不够，虽然在初期量产不会有问题，但是长期而言，不是被量产产品质量均一性不佳就是被提供IP的晶元代工厂绑住而无法有更合理的成本。

　　此外，如非自行开发，很难在符合规格的基本要求之下，订定出更为优化与弹性的架构，更由于向下兼容的需求，可程序化的调整为各类模式，以充分配合产品需求与市场定位。在效能、面积与功耗三者之间，若非自行研发并搭配有经验的研发人员很难取得平衡点。而在规格普及化势必要经过一番价格厮杀的压力下，台湾芯片组厂商也会有一场血战。但可预期的是，有自行IP研发能力的厂家将居于上风。

　　 4. 高速讯号，高难度挑战

　　由于USB 3.0的速度与PCI-e相当，所以厂商对于高速讯号的处理，不论是印刷电路板上讯号长度的规范或是其电源(Power)与铺地(GND)的限制都比以往要严格，但考量使用者的方便性，以往USB 2.0通常会将连

接器拉到控制面板前侧，于是re-driver便因应而生。经过re-driver强化讯号质量后，应用厂商可以有更多样性的应用，而re-driver对于电气特性与制程的设计掌握度又更上一层，故加入研发设计的台湾厂商屈指可数。

无庸置疑的，USB 3.0绝对会是主流中的主流。桌上不再堆满充电器，拷贝大档案也无需苦苦等候的生活是如此优雅惬意，但在拥抱此种美好生活之前，还有赖所有控制芯片厂商的努力，尤其是主控端，是否能在