细说USB的演化史
加入了40倍于原先全速速率(Full Speed)的高速速率(Hi-Speed),理论带宽达到480Mb/s,同时也向下兼容USB1.1标准的全速速率(因此需要注意的是,并非所有宣称支持USB 2.0的设备都能达到高速速率,也可能是速度较低的全速速率)。由于受制于BOT传输协议和NRZI编码方式,实际USB 2.0的最大传输速度在30~35MB/s之间。
Micro B、Mini B开拓便携设备市场
但USB接口的演化并非只有速率变化那么简单。对于体积比较轻薄小巧的外部设备来说,PC上面常见的Type-A接口,显然不太适合。同年10月,USB-IF非常有预见性地发布了Mini A、Mini B接口标准,为USB接口在移动设备上的普及打下了坚实的基础。2007年加入的Micro USB标准,比起Mini USB更加小巧和耐用,目前已经被应用于大部分的移动设备上。
非标准USB的Nokia Pop-Port、苹果 Lightning接口
虽然基于技术和市场等原因,曾经也有不少厂商没有使用标准的USB接口,而采用自己设定的一套接口规范(比如Nokia Pop-Port),但如今也只有牛气如苹果,才能继续坚持这样做下去。
USB OTG使传统的从属设备也能成为主机端
另一个USB 2.0后带来的重要变化,就是引入了USB OTG(On-The-Go)作为其补充标准。简单来说,标准的USB使用主从式的架构,USB主机端(PC)为“主”,而USB外部设备为“从”,只有主机端可以调度该链接的设置与数据传输,而外接的USB设备不能够自行启动数据传输,只能回应主机端的指令。OTG的加入改变了这种状况,传统的外部设备也并不一定就只能是外部设备,它们也可以成为主机端。比如,手机、平板等设备在连接电脑时作为外接存储设备存在,但当它们通过OTG与U盘等设备连接时,又能作为主机端,修改和读取U盘内的数据。当然,除了U盘,这些设备还可以是键盘、鼠标、打印机等等很多……
USB诞生的初衷是为了简化电脑和外部设备的连接,但至此USB已经从PC跨越到其他电子产品领域上,并由此衍生出了多种新的应用。
USB 3.0:速度大爆发
随着技术的发展和高清播放时代的来临,就如当初USB 1.1一样,USB 2.0 Hi-Speed 480Mb/s的传输速度逐渐也不能满足我们的需求,于是在2008年,USB-IF又带来了USB3.0标准。新标准带来了高达5Gb/s(Super Speed)的理论带宽,达到原有USB 2.0 480Mb/s的十倍以上,但同时也向下兼容USB 2.0和1.1标准。
USB 3.0新增两对线路(SDP SignalPair)使数据可以同时双向传输
USB 2.0时代使用半双工的传输方式,即只能提供单向的数据传输;而USB 3.0接口增加了在2.0基础上增加了4条线路(一对负责发送,一对负责接收),实现了全双工传输,发送数据和接收数据可以同步进行,从而大大提高了传输带宽。
8b/10b 编码方式
为了实现更高的传输速度,USB 3.0没有再使用此前的NRZI编码方式,而是引入了被广泛应用于PCIE 2.0、SATA 3.0、光纤通道上的8b/10b编码方式,因此从传输角度上看,比起USB 2.0,USB 3.0反而与PCIE 2.0、SATA3.0更为相似。这种编码方式是在每8bit数据内插入2bit校验数据,以保证接收端数据能正确还原。当然这种编码方式也会导致数据传输时不能达到理论的最大带宽,实则为5Gb/s的八成,即4Gb/s(500MB/s)。传输协议同样会导致一定的可用带宽损失,不过在实际使用中,仍然能够达到接近400MB/s的极限传输速度。
USB 3.0接口的最大输出电流达到900mA,比起USB 2.0的500mA增加了80%。USB 2.0时代,不少7200转的2.5英寸移动硬盘,都需要使用Y型的USB线材,接入多一个额外的USB接口才能作为补充供电,才能正常运行;而USB 3.0充足的电力供应使单接口就能够驱动更多类似的设备,同时也能缩短移动设备的充电时间。虽然因为速度的提高,数据传输时USB 3.0要比USB 2.0更加耗电,但与此同时传输耗时大大缩短,每1GB数据传输的耗电量要远低于USB 2.0。电源管理方面也更加智能,在USB 3.0中,除了原有的U0(连接)及U3(暂停)外,还加入了U1(待机和快速恢复)和U2(待机和缓慢恢复)两种电源状态,可有效降低设备在不传输或接收数据时的耗电量。
USB 3.0扩展卡可能不能完全发挥性能
然而,USB 3.0同样存在着一些小问题。虽然在2008年该标准就已正式发布,但直至2012年7系主板推出之后,Intel才正式原生提供对USB 3.0支持。而在USB 3.0普及的前期,接口主要是通过第三方芯片接入主板南桥提供的,通道的速率最大可能只有2.5Gb/s,这还只有USB 3.0的5Gb/s的一半,因此性能受到了一定的限制。
使用延长线避免无线设备受到USB 3.0干扰
此外,USB 3.0接口在使用时,有可能会对附近使用2.
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