2011发布原生芯片 USB 3.0想说爱你不容易

  USB接口是电脑日常应用中和用户接触最广泛的数据传输设备，从1994年发布第一个V0.7版本后，现在主流的应用已经发展到了2.0版本，我们大家使用的笔记本及台式机上的USB接口几乎都是这个版本，1.1已经逐渐淡出了主流市场。目前市场上采用USB 3.0的整机产品很少，只有华硕展出了首款搭载USB 3.0笔记本N61JV。虽然在CES大展上众多采用USB 3.0规格的外接硬盘、主板亮相，但根据最新消息报道，英特尔到2011年底才会发布支持USB 3.0规格的原生芯片组，目前的桌面PC及笔记本想要支持该功能就要使用独立的转卡(Adapter Card)，或者桥接(Bridge)一颗独立的芯片。目前市面上大部分PC产品都是选择了桥接芯片，当然，市面上也有很多Adapter Card产品，例如Asmedia家族系列。

各种常见USB接口

  其实USB 3.0的技术规范早在2008年11月就已经确定，09年英特尔又发布了“扩展主控制器界面”(XHCI)规范，这一规范将使得芯片制造商按照标准化的方式研发支持USB 3.0的硬件。参考USB接口以往发展的经验，能得到大公司的支持以及行业联盟的认可是成功的关键，Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头都是USDB 3.0的支持者，该规范目前由USB Implementers Forum(简称USB-IF)进行推广，并同时负责与硬件厂商的合作，对USB3.0规范感兴趣的公司可以通过报名并参加相关测试从而可以获得USB-IF的授权。

对比：上面为USB 2.0接口，下面是USB 3.0接口

  但可惜的是，USB 3.0的普及速度让多数玩家失望，随着高清视频的流行以及游戏软件不断增加的容量，现在的USB 2.0接口的速度已经远远不能满足用户的需求，DisplayPort、IEEE1394、e-SATA的普及度又要远低于USB。或许是英特尔只对Light Peak更感兴趣，有意让其取代USB 3.0，又或许是英特尔想让参与USB 3.0合作厂商的芯片先上市，避免整合芯片组太早推出抢占市场。

  英特尔公司将在2011年第一季度发布新的笔记本平台“Huron River(休伦湖)”，Huron River平台采用代号为Cougar Point的芯片组，该芯片组支持SATA 6Gbps规格但原生不支持USB3.0规格。而另一方面，AMD会到2011年才会在下一代的SB900上支持USB 3.0接口，可以预见的是，这两年市场上支持USB 3.0接口的整机只能采用Adapter Card或者Bridge的方式。

  USB 2.0又称为HighSeed，为了保证命名的规范，USB 3.0则称为SuperSpeed。和2.0想比，USB 3.0提供了更高的5Gb/s的理论传输速度，实现了全双工数据通信。为了能提供更快的传输速度，3.0能对需要更大电力支持的设备提供更好的支撑，最大化总线的电力供应；此外，3.0向下兼容1.1及2.0。

注意看上图中红圈部分就是增加的线路

  USB 2.0接口有四条线路，两条用于数据传输，另外两条是一条地线一条负责供电。与USB 2.0接口相比，USB 3.0增加了更多并行模式的物理总线，在USB 2.0的基础上，3.0增加了4条线路用于传输数据。 

  由于USB 3.0向下兼容USB 2.0，因此这样的设计保证了接口的通用性，额外增加的5条线路（4条传输线路+一条地线）是独立的SuperSpeed专用针脚，与USB 2.0做到完全兼容，从下面这张图可以清楚的看到这一点：

  如上图所示，编号1234的线路为USB 2.0接口，编号为56789的线路为USB 3.0的专用线路，其中7号为地线，89和56是新增的物理总线。

USB 3.0的工作原理

  除了增加线路外，USB 3.0的供电量也有较大的变化，每个USB 3.0的端口可以提供900mA的电流，比起USB 2.0的标准提升了将近80% ，输出功率为4.5W，完全可以满足硬盘盒、硬盘底座等要求稳定功率设备的需求。此外，USB 3.0还加入了新的电源管理机制，支持待机、休眠和暂停等状态，管理模式更加智能。

  USB 3.0目前有标准A口、MicroB口以及标准B口，我们先通过图片来认识一下它们：

左边为MicroB接口/右边为标准A接口

左：标准B型接口/右：标准A型接口

上面为USB 2.0接口/下面为USB 3.0接口（点击放大）

采用USB 3.0接口的固态硬盘盒

笔记本适用的的Adapter Card

  根据Intel的官方说法：“使用USB 3.0可以在70秒内传输一部27GB的高清电影，而使用USB 2.0需要15分钟以上。”而实际情况呢？

  使用拥有USB3.0接口的外置硬盘盒，USB 3.0在传输速率测试中达到了USB 2.0接口下的四倍。在大文件拷贝中可以减少50%至70%的实际使用时间，虽然没有理论值差距这么巨大，但大大提高了文件传输的效率。 

  总的来看，USB 3.0作为未来平台的主流传输接口在速度上比起2.0有着不小的提升，不过目前采用Adapter Card或者Bridge的模式并不是最好的解决方案，首先Bridge是以PCI-E为传输通道，速度会有所限制，传输效率也会有所折损；其次，无论Adapter Card或者Bridge都会增加产品的成本和设计复杂度，最终买单的还是消费者，因此，只有当原生芯片组上市时，USB 3.0才能得到根本的普及。