กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 20 นาที

ยูเอสบี 3.0

Universal Serial Bus 3.0 ( USB 3.0 ) หรือที่รู้จักในชื่อ SuperSpeed ​​USB เป็นเวอร์ชันหลักที่สามของ มาตรฐาน Universal Serial Bus (USB)...

ยูเอสบี 3.0

ยูเอสบี 3.0
โลโก้ SuperSpeed ​​USB ที่เลิกใช้งานแล้ว
พิมพ์ยูเอสบี
ประวัติการผลิต
ออกแบบ พฤศจิกายน 2551 ( พ.ศ. 2551-2551 )
ผู้ผลิต กลุ่มผู้สนับสนุน USB 3.0 ( Hewlett-Packard , Intel , Microsoft , NEC , ST-EricssonและTexas Instruments ) [ 1 ]
ถูกแทนที่USB 2.0 ความเร็วสูง
ถูกแทนที่ด้วยUSB 3.1 , USB 3.2 , USB4 (กรกฎาคม 2556, กันยายน 2560, สิงหาคม 2562)
ข้อกำหนดทั่วไป
ความยาว ปลั๊กมาตรฐาน A: 12 มม. ปลั๊กมาตรฐาน B: 12 ​​มม. ปลั๊ก Type-C (USB-C): 6.65 มม.
ความกว้าง ปลั๊กมาตรฐาน A: 12 มม. ปลั๊กมาตรฐาน B: 8 มม. ปลั๊ก Micro-A และ Micro-B: 12.2 มม. ปลั๊ก Type-C (USB-C): 8.25 มม.
ความสูง ปลั๊กมาตรฐาน A: 4.5 มม. ปลั๊กมาตรฐาน B: 10.44 มม. ปลั๊ก Micro-A และ Micro-B: 1.8 มม. ปลั๊ก Type-C (USB-C): 2.40 มม.
สร้อยดอกเดซี่ เลขที่
สัญญาณเสียง เลขที่
สัญญาณวิดีโอ เลขที่
เข็มกลัด พอร์ต Type-C 24 ช่อง (ปลั๊ก 22 ช่อง); พอร์ต Micro 10 ช่อง; พอร์ต Standard 9 ช่อง)
ตัวเชื่อมต่อ พอร์ต USB-C ( USB Type-C ), USB 3.0 Standard-A , USB 3.0 Standard-B , Powered-B , USB 3.0 Micro-A , USB 3.0 Micro-B , USB 3.0 Micro-AB
ไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้าสูงสุด 5 โวลต์
กระแสสูงสุด 900 mA 1.5 A (BC 1.1/1.2, USB 3.2 เลนเดียว) 3 A (USB 3.2 หลายเลน Type-C)
ข้อมูล
สัญญาณข้อมูล ใช่
อัตราบิต5 กิกะบิต/วินาที (อัตราการรับส่งข้อมูลดิบ: 500 เมกะไบต์/วินาที , USB 3.0) 10 กิกะบิต/วินาที ( 1.212 กิกะไบต์/วินาที ), § USB 3.1 20 กิกะบิต/วินาที ( 2.422 กิกะไบต์/วินาที ), § USB 3.2
โลโก้บรรจุภัณฑ์ SuperSpeed ​​USB 5Gbps ที่เลิกใช้แล้ว[ 2 ]
โลโก้พอร์ต USB 5Gbps

Universal Serial Bus 3.0 ( USB 3.0 ) หรือที่รู้จักในชื่อSuperSpeed ​​USBเป็นเวอร์ชันหลักที่สามของ มาตรฐาน Universal Serial Bus (USB) สำหรับการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เปิดตัวในเดือนพฤศจิกายน 2551 ข้อกำหนด USB 3.0 ได้กำหนดสถาปัตยกรรมและโปรโตคอลใหม่ชื่อ SuperSpeed ​​ซึ่งรวมถึงเลนใหม่สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลแบบฟูลดูเพล็กซ์ที่ต้องใช้สายและพินเพิ่มเติมอีกห้าเส้น พร้อมทั้งเพิ่มรูปแบบการเข้ารหัสสัญญาณใหม่ (สัญลักษณ์ 8b/10b)กิกะบิต/วินาที (หรือที่รู้จักในภายหลังว่าGen 1 ) และยังคงรักษาโครงสร้างและโปรโตคอลของ USB 2.0 ไว้ จึงยังคงใช้พินและสายไฟเดิมสี่เส้นเพื่อความเข้ากันได้กับ USB 2.0 รุ่นก่อนหน้า ทำให้มีสายไฟทั้งหมดเก้าเส้นและพินเก้าหรือสิบพินที่ส่วนต่อประสาน (พิน ID ไม่มีสายไฟ) อัตราการถ่ายโอนข้อมูลใหม่นี้ ซึ่งทำการตลาดในชื่อSuperSpeed ​​USB (SS) สามารถถ่ายโอนสัญญาณได้สูงสุดถึง5 กิกะบิต/วินาที (ด้วยอัตราข้อมูลดิบ 5 กิกะบิต/วินาที)500  MB/sหลังจากการเข้ารหัส) ซึ่งเร็วกว่าความเร็วสูง (สูงสุดสำหรับ มาตรฐาน USB 2.0 ) ประมาณ 10 เท่า ในขั้วต่อ USB 3.0 Type-A (และโดยปกติ Type-B ด้วย) ฉนวนภายในที่มองเห็นได้มักจะเป็นสีน้ำเงิน เพื่อแยกความแตกต่างจากขั้วต่อ USB 2.0 ตามที่แนะนำโดยข้อกำหนด[ 3 ] : §5.3.1.4 และโดยอักษรย่อ SS [ 4 ]

USB 3.1ซึ่งเปิดตัวในเดือนกรกฎาคม 2013 เป็นมาตรฐานรุ่นต่อจาก USB 3.0 ที่เข้ามาแทนที่อย่างสมบูรณ์ USB 3.1 ยังคงรักษา โครงสร้างและโปรโตคอล SuperSpeed ​​USB เดิมไว้ พร้อมด้วยโหมดการทำงาน (สัญลักษณ์ 8 บิต/10 บิต, 5 กิกะบิต/วินาที ) ทำให้ได้รับการขนานนามว่าUSB 3.1 Gen 1 [ 5 ] [ 6 ] USB 3.1 ได้นำเสนอระบบ SuperSpeed ​​ที่ได้รับการปรับปรุง – ในขณะที่ยังคงรักษาและรวมสถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeed ​​(หรือที่รู้จักกันในชื่อSuperSpeed ​​USB ) – พร้อมด้วย สถาปัตยกรรม SuperSpeedPlus เพิ่มเติม ที่เพิ่มและจัดเตรียมรูปแบบการเข้ารหัสใหม่ (สัญลักษณ์ 128b/132b) และโปรโตคอลชื่อSuperSpeedPlus (หรือที่รู้จักกันใน ชื่อ SuperSpeedPlus USBบางครั้งทำการตลาดในชื่อSuperSpeed+หรือSS+ ) ในขณะที่กำหนดโหมดการถ่ายโอนใหม่ที่เรียกว่าUSB 3.1 Gen 2 [ 5 ]ด้วยความเร็วสัญญาณ10 Gbit/sและอัตราข้อมูลดิบ 1212 MB/s ผ่านการเชื่อมต่อ Type-A, Type-B และType-C (USB-C) ที่มีอยู่ ซึ่งมากกว่าสองเท่าของอัตราของ USB 3.0 (หรือที่รู้จักกันในชื่อ Gen 1) [ 7 ] [ 3 ]ความเข้ากันได้แบบย้อนหลังยังคงมีให้โดยการใช้งาน USB 2.0 แบบคู่ขนาน ขั้วต่อ USB 3.1 Gen 2 Standard-A และ Standard-B มักจะมีสีฟ้าอมเขียว แต่สีนี้ไม่ใช่มาตรฐาน (มาตรฐานแนะนำว่าปลั๊กและเต้ารับ Standard-A ทั้งหมดที่รองรับ USB 3 รวมถึง Gen 2 ควรมีฉนวนสีน้ำเงิน โดยเฉพาะ Pantone 300 C ไม่ได้กล่าวถึงสีฟ้าอมเขียวหรือสีของขั้วต่อ Standard-B และขั้วต่อ Type-A และ Type-B อื่นๆ ทั้งหมด—Micro และ Mini—จะต้องมีฉนวนสีขาว สีดำ หรือสีเทา สำหรับ Type-A, -B และ -AB ตามลำดับ)

USB 3.2ซึ่งเปิดตัวในเดือนกันยายน 2017 ได้เข้ามาแทนที่ข้อกำหนด USB 3.1 อย่างสมบูรณ์ ข้อกำหนด USB 3.2 ได้เพิ่มเลนที่สองให้กับระบบ Enhanced SuperSpeed ​​System นอกเหนือจากการปรับปรุงอื่นๆ ทำให้ SuperSpeedPlus USB สามารถใช้งานGen 2×1 (เดิมเรียกว่าUSB 3.1 Gen 2 ) และโหมดการทำงานใหม่สองโหมดคือGen 1×2และGen 2×2 ในขณะที่ทำงานบนสองเลน สถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeed ​​(หรือที่รู้จักกันในชื่อ SuperSpeed ​​USB) ยังคงใช้งานโหมดการทำงาน Gen 1×1แบบเลนเดียว(เดิมเรียกว่าUSB 3.1 Gen 1 ) ดังนั้น การทำงานแบบสองเลน ได้แก่USB 3.2 Gen 1×2 ( 10 Gbit/sโดยมีอัตราการรับส่งข้อมูลดิบ1 GB/sหลังจากหักค่าใช้จ่ายในการเข้ารหัส) และUSB 3.2 Gen 2×2 ( 20 Gbit/s , 2.422 GB/s ) จึงเป็นไปได้เฉพาะกับ Full-Featured Fabrics เท่านั้น (โฮสต์, ฮับ, อุปกรณ์ต่อพ่วง และสายเคเบิลและปลั๊กแบบมีสายครบชุด 24 พิน) ณ ปี 2023 USB 3.2 Gen 1×2 และ Gen 2×2 ยังไม่ได้ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์จำนวนมากนัก อย่างไรก็ตาม Intel เริ่มนำมาใช้ในชิปเซ็ต LGA 1200 Rocket Lake (ซีรี่ส์ 500)ในเดือนมกราคม 2021 และ AMD ในชิปเซ็ต LGA 1718 AM5ในเดือนกันยายน 2022 แต่ Apple ไม่เคยนำมาใช้เลย ในทางกลับกัน การใช้งาน USB 3.2 Gen 1×1 ( 5 Gbit/s ) และ Gen 2×1 ( 10 Gbit/s ) ได้กลายเป็นเรื่องปกติไปแล้ว และเช่นเคย การใช้งานร่วมกับรุ่นเก่าก็ทำได้โดยใช้ USB 2.0 ควบคู่กันไป

ภาพรวม

ข้อกำหนด USB 3.0 คล้ายกับUSB 2.0แต่มีการปรับปรุงหลายอย่างและวิธีการใช้งานที่แตกต่างออกไป แนวคิดของ USB รุ่นก่อนๆ เช่น เอนด์พอยต์และประเภทการถ่ายโอนข้อมูลสี่แบบ (bulk, control, isochronousและ interrupt) ยังคงอยู่ แต่โปรโตคอลและอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าแตกต่างกัน ข้อกำหนดนี้กำหนดช่องสัญญาณที่แยกจากกันทางกายภาพเพื่อรองรับการรับส่งข้อมูล USB 3.0 การเปลี่ยนแปลงในข้อกำหนดนี้ทำให้เกิดการปรับปรุงในด้านต่อไปนี้:

  • ความเร็วในการถ่ายโอน – USB 3.0 เพิ่มประเภทการถ่ายโอนใหม่ที่เรียกว่า SuperSpeed ​​หรือ SS ที่5 Gbit/s (ในทางไฟฟ้า คล้ายกับPCI Express 2.0และSATAมากกว่า USB 2.0) [ 8 ]
  • แบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้น – USB 3.0 ใช้เส้นทางข้อมูลแบบทิศทางเดียวสองเส้นทาง แทนที่จะใช้เพียงเส้นทางเดียว: เส้นทางหนึ่งสำหรับรับข้อมูล และอีกเส้นทางหนึ่งสำหรับส่งข้อมูล
  • การจัดการพลังงาน – สถานะการจัดการพลังงานของลิงก์ U0 ถึง U3 ได้รับการกำหนดไว้แล้ว
  • ปรับปรุงการใช้งานบัส – เพิ่มฟีเจอร์ใหม่ (โดยใช้แพ็กเก็ต NRDY และ ERDY) เพื่อให้อุปกรณ์สามารถแจ้งสถานะความพร้อมใช้งานไปยังโฮสต์แบบอะซิงโครนัสได้โดยไม่ต้องทำการตรวจสอบสถานะเป็นระยะ
  • รองรับสื่อหมุนเวียน – โปรโตคอลแบบกลุ่มได้รับการอัปเดตด้วยคุณสมบัติใหม่ที่เรียกว่า Stream Protocol ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานสตรีมเชิงตรรกะจำนวนมากภายใน Endpoint ได้

USB 3.0 มีความเร็วในการส่งข้อมูลสูงถึง5 Gbit/sหรือ5000 Mbit/sซึ่งเร็วกว่า USB 2.0 ( 0.48 Gbit/s ) ประมาณสิบเท่า แม้ว่าจะไม่ได้พิจารณาว่า USB 3.0 เป็นแบบฟูลดูเพล็กซ์ในขณะที่ USB 2.0 เป็นแบบฮาล์ฟดูเพล็กซ์ ก็ตาม ทำให้ USB 3.0 มีแบนด์วิดท์แบบสองทิศทางโดยรวมสูงกว่า USB 2.0 ถึงยี่สิบเท่า[ 9 ]เมื่อพิจารณาการควบคุมการไหล การจัดเฟรมแพ็กเก็ต และโอเวอร์เฮดของโปรโตคอล แอปพลิเคชันต่างๆ สามารถคาดหวังแบนด์วิดท์ ได้ ถึง 450 MB/s [ 10 ]

สถาปัตยกรรมและลักษณะเด่น

ภาพด้านหน้าของปลั๊ก USB 3.0 มาตรฐาน A แสดงให้เห็นแถวหน้าสุดที่มีสี่ขาสำหรับจ่ายไฟและ USB 1.x/2.0 และแถวที่สองที่มีห้าขาสำหรับเชื่อมต่อ USB 3.0 ในภายหลัง ฉนวนเป็นสีน้ำเงินมาตรฐาน USB 3.0 คือ Pantone 300 C

ใน USB 3.0 นั้น ใช้สถาปัตยกรรมแบบดูอัลบัส เพื่อให้สามารถใช้งานทั้ง USB 2.0 (Full Speed, Low Speed ​​หรือ High Speed) และ USB 3.0 (SuperSpeed) พร้อมกันได้ จึงทำให้สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์รุ่นเก่าได้โครงสร้างพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม โดยประกอบด้วยโครงสร้างแบบดาวหลายระดับ โดยมีฮับหลักอยู่ที่ระดับ 0 และฮับที่ระดับต่ำกว่าเพื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ ผ่านบัส

การถ่ายโอนและการซิงโครไนซ์ข้อมูล

การทำธุรกรรม SuperSpeed ​​เริ่มต้นด้วยคำขอจากโฮสต์ ตามด้วยการตอบกลับจากอุปกรณ์ อุปกรณ์จะยอมรับหรือปฏิเสธคำขอ หากยอมรับ อุปกรณ์จะส่งข้อมูลหรือรับข้อมูลจากโฮสต์ หากปลายทางหยุดทำงาน อุปกรณ์จะตอบกลับด้วยสัญญาณ STALL หากมีพื้นที่บัฟเฟอร์หรือข้อมูลไม่เพียงพอ อุปกรณ์จะตอบกลับด้วยสัญญาณ Not Ready (NRDY) เพื่อบอกโฮสต์ว่าไม่สามารถประมวลผลคำขอได้ เมื่ออุปกรณ์พร้อมแล้ว จะส่งสัญญาณ Endpoint Ready (ERDY) ไปยังโฮสต์ ซึ่งจะทำการจัดตารางการทำธุรกรรมใหม่

การใช้unicastและจำนวน แพ็กเก็ต multicast ที่จำกัด ร่วมกับการแจ้งเตือนแบบอะซิงโครนัส ช่วยให้ลิงก์ที่ไม่ได้ส่งแพ็กเก็ตอยู่สามารถเข้าสู่สถานะใช้พลังงานต่ำลง ซึ่งช่วยให้การจัดการพลังงานมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

USB 3.0 ใช้สัญญาณนาฬิกาแบบสเปรดสเปกตรัมที่แปรผันได้ถึง 5000 ppm ที่ 33 kHz เพื่อลด EMI ส่งผลให้ตัวรับสัญญาณต้อง "ไล่ตาม" สัญญาณนาฬิกาอย่างต่อเนื่องเพื่อกู้คืนข้อมูลการกู้คืนสัญญาณนาฬิกาได้รับความช่วยเหลือจากการเข้ารหัส 8b/10b และการออกแบบอื่นๆ[ 11 ]

การเข้ารหัสข้อมูล

บัส"SuperSpeed"มีโหมดการถ่ายโอนที่อัตราปกติ5.0 Gbit/sนอกเหนือจากโหมดการถ่ายโอนที่มีอยู่สามโหมด เมื่อคำนึงถึงค่าใช้จ่ายในการเข้ารหัส อัตราการส่งข้อมูลดิบคือ4 Gbit/sและข้อกำหนดถือว่าเป็นไปได้ที่จะบรรลุ3.2 Gbit/s ( 400 MB/s ) หรือมากกว่านั้นในทางปฏิบัติ[ 12 ]

ข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งเป็นสตรีมของส่วนแปดบิต (หนึ่งไบต์) ที่ถูกเข้ารหัสและแปลงเป็นสัญลักษณ์ 10 บิตผ่านการเข้ารหัส 8b/10bซึ่งช่วยป้องกันการส่งสัญญาณที่ก่อให้เกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) [ 7 ] การเข้ารหัสจะดำเนินการโดยใช้ รีจิสเตอร์เลื่อนป้อนกลับเชิงเส้นแบบอิสระ(LFSR) LFSR จะถูกรีเซ็ตทุกครั้งที่มีการส่งหรือรับสัญลักษณ์ COM [ 12 ]

แตกต่างจากมาตรฐานก่อนหน้านี้ มาตรฐาน USB 3.0 ไม่ได้ระบุความยาวสายเคเบิลสูงสุด โดยกำหนดเพียงว่าสายเคเบิลทั้งหมดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางไฟฟ้า: สำหรับสายเคเบิลทองแดงที่มี สายไฟ AWG 26 ความยาวที่ใช้งานได้จริงสูงสุดคือ 3 เมตร (10 ฟุต) [ 13 ]

พลังงานและการชาร์จ

เช่นเดียวกับ USB เวอร์ชันก่อนหน้า USB 3.0 ให้พลังงานที่ 5 โวลต์โดยประมาณ กระแสไฟที่ใช้ได้สำหรับอุปกรณ์ SuperSpeed ​​ที่ใช้พลังงานต่ำ (โหลดหนึ่งหน่วย) คือ 150 mA ซึ่งเพิ่มขึ้นจาก 100 mA ที่กำหนดไว้ใน USB 2.0 สำหรับอุปกรณ์ SuperSpeed ​​ที่ใช้พลังงานสูง ขีดจำกัดคือโหลดหกหน่วยหรือ 900 mA (4.5  W ) ซึ่งเกือบสองเท่าของ 500 mA ใน USB 2.0 [ 12 ] : ส่วนที่ 9.2.5.1 การจัดสรรพลังงาน

พอร์ต USB 3.0 อาจใช้ข้อกำหนด USB อื่นๆ เพื่อเพิ่มกำลังไฟ รวมถึงข้อกำหนดการชาร์จแบตเตอรี่ USBสำหรับกระแสไฟสูงสุด 1.5 A หรือ 7.5 W หรือในกรณีของ USB 3.1 ข้อกำหนดการส่งพลังงาน USBสำหรับการชาร์จอุปกรณ์โฮสต์สูงสุด 100 W [ 14 ]

ระบบการตั้งชื่อ

เริ่มต้นด้วยข้อกำหนด USB 3.2 USB-IF ได้แนะนำรูปแบบการตั้งชื่อใหม่[ 15 ]เพื่อช่วยบริษัทต่างๆ ในการสร้างแบรนด์ของโหมดการทำงานที่แตกต่างกัน USB-IF แนะนำให้สร้างแบรนด์ความสามารถ 5, 10 และ20 Gbit/sเป็นSuperSpeed ​​USB 5Gbps , SuperSpeed ​​USB 10 GbpsและSuperSpeed ​​USB 20 Gbpsตามลำดับ[ 16 ]ในปี 2023 ได้มีการเปลี่ยนอีกครั้ง[ 17 ]โดยแทนที่"SuperSpeed"ด้วยUSB 5Gbps , USB 10GbpsและUSB 20Gbpsและแนะนำโลโก้บรรจุภัณฑ์และพอร์ต ใหม่ [ 18 ]

ความพร้อมใช้งาน

แผงวงจรภายในและขั้วต่อของฮับ USB 3.0 สี่พอร์ต โดยใช้ชิปเซ็ตVIA Technologies

กลุ่มผู้สนับสนุน USB 3.0 ประกาศเมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน 2551 ว่าข้อกำหนดของเวอร์ชัน 3.0 เสร็จสมบูรณ์แล้วและได้ส่งต่อไปยังUSB Implementers Forum (USB-IF) ซึ่งเป็นหน่วยงานจัดการข้อกำหนด USB [ 19 ]การดำเนินการนี้เปิดโอกาสให้นักพัฒนาฮาร์ดแวร์นำข้อกำหนดไปใช้ในผลิตภัณฑ์ในอนาคต

ผลิตภัณฑ์ USB 3.0 สำหรับผู้บริโภคชุดแรกได้รับการประกาศและจัดส่งโดยBuffalo Technologyในเดือนพฤศจิกายน 2009 ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ USB 3.0 สำหรับผู้บริโภคที่ได้รับการรับรองชุดแรกได้รับการประกาศเมื่อวันที่ 5 มกราคม 2010 ในงาน Las Vegas Consumer Electronics Show (CES) ซึ่งรวมถึงเมนบอร์ดสองรุ่นจากAsusและGigabyte Technology [ 20 ] [ 21 ]

ผู้ผลิตตัวควบคุมโฮสต์ USB 3.0 ได้แก่ แต่ไม่จำกัดเพียงRenesas Electronics , Fresco Logic, ASMedia , Etron, VIA Technologies , Texas Instruments , NECและNvidiaณ เดือนพฤศจิกายน 2010 Renesas และ Fresco Logic [ 22 ]ได้รับการรับรองจาก USB-IF แล้ว เมนบอร์ดสำหรับ โปรเซสเซอร์ Sandy BridgeของIntelก็พบว่ามีตัวควบคุมโฮสต์ Asmedia และ Etron เช่นกัน เมื่อวันที่ 28 ตุลาคม 2010 Hewlett-Packardได้เปิดตัวHP Envy 17 3D ที่มีตัวควบคุมโฮสต์ USB 3.0 ของ Renesas หลายเดือนก่อนคู่แข่งบางรายAMDได้ร่วมมือกับ Renesas เพื่อเพิ่มการใช้งาน USB 3.0 ลงในชิปเซ็ตสำหรับแพลตฟอร์มปี 2011 ของตน ในงาน CES 2011 โตชิบาได้เปิดตัวแล็ปท็อปชื่อ " Qosmio X500" ที่มีทั้ง USB 3.0 และBluetooth 3.0และโซนี่ก็ได้ออกแล็ปท็อปรุ่นใหม่ในซี รีส์ Sony VAIOที่มี USB 3.0 เช่นกัน ณ เดือนเมษายน 2011 แล็ปท็อปซีรีส์ InspironและDell XPSก็มีพอร์ต USB 3.0 ให้เลือกใช้แล้ว และ ณ เดือนพฤษภาคม 2012 แล็ปท็อปซีรีส์ Dell Latitudeก็มีพอร์ต USB 3.0 เช่นกัน อย่างไรก็ตาม พอร์ต USB root host กลับใช้งานไม่ได้ที่ความเร็ว SuperSpeed ​​ในระบบปฏิบัติการ Windows 8

เพิ่มเติมจากอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิม

ตัวควบคุม USB 3.0 ในรูปแบบของการ์ดขยาย PCI Express
ช่องต่อด้านข้างของแล็ปท็อป จากซ้ายไปขวา: พอร์ต USB 3.0 Standard-A (host) (ขั้วต่อเพิ่มเติมห้าขั้วสำหรับ USB 3 ที่มองเห็นได้จากด้านล่างของส่วนที่ยื่นออกมา), ช่องต่อ VGA , ช่องต่อ DisplayPort , พอร์ต USB 2.0 Standard-A (host)

บนเมนบอร์ดของพีซีแบบตั้งโต๊ะที่มี สล็อต PCI Express (PCIe) (หรือ มาตรฐาน PCI รุ่นเก่า ) สามารถเพิ่มการรองรับ USB 3.0 ได้โดยใช้การ์ดขยาย PCI Express นอกจากสล็อต PCIe ที่ว่างอยู่บนเมนบอร์ดแล้ว การ์ดขยาย "PCI Express to USB 3.0" จำนวนมากต้องเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ เช่น อะแดปเตอร์ Molexหรือแหล่งจ่ายไฟภายนอก เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ USB 3.0 หลายอย่าง เช่น โทรศัพท์มือถือ หรือฮาร์ดไดรฟ์ภายนอกที่ไม่มีแหล่งจ่ายไฟอื่นนอกจาก USB ณ ปี 2011 วิธีนี้มักใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับพอร์ต USB 3.0 สองถึงสี่พอร์ตด้วยกำลังไฟเต็ม 0.9 A (4.5 W) ที่แต่ละพอร์ต USB 3.0 สามารถรับได้ (พร้อมกับการส่งข้อมูล) ในขณะที่สล็อต PCI Express เองไม่สามารถจ่ายไฟได้เพียงพอ

หากการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เร็วขึ้นเป็นเหตุผลในการพิจารณาใช้ USB 3.0 ทางเลือกอื่นคือการใช้eSATApซึ่งอาจทำได้โดยการเพิ่มตัวยึดช่องเสียบส่วนขยายราคาไม่แพงที่ให้พอร์ต eSATAp ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ภายนอกบางตัวมีทั้งอินเทอร์เฟซ USB (2.0 หรือ 3.0) และ eSATAp [ 21 ]เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ระหว่างเมนบอร์ดและอุปกรณ์ต่อพ่วง อุปกรณ์ที่ได้รับการรับรอง USB ทั้งหมดจะต้องได้รับการอนุมัติจากUSB Implementers Forum (USB-IF) อย่างน้อยหนึ่งระบบทดสอบแบบครบวงจรสำหรับนักออกแบบ USB 3.0 มีวางจำหน่ายในตลาด[ 23 ]

การรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม

กลุ่ม USB Promoter Group ประกาศเปิดตัว USB 3.0 ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2551 เมื่อวันที่ 5 มกราคม พ.ศ. 2553 USB-IFประกาศเมนบอร์ด USB 3.0 ที่ได้รับการรับรองสองรุ่นแรก โดยรุ่นหนึ่งเป็นของASUSและอีกรุ่นเป็นของGiga-Byte Technology [ 21 ] [ 24 ] การ ประกาศก่อนหน้านี้รวมถึงรายการ เมนบอร์ด USB 3.0 ชิปเซ็ต P55จำนวนเจ็ดรุ่นของ Gigabyte ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2552 [ 25 ]และเมนบอร์ดของ Asus ที่ถูกยกเลิกก่อนการผลิต[ 26 ]

คาดว่าตัวควบคุมเชิงพาณิชย์จะเริ่มผลิตในปริมาณมากในไตรมาสแรกของปี 2553 [ 27 ]เมื่อวันที่ 14 กันยายน 2552 Freecomประกาศเปิดตัวฮาร์ดไดรฟ์ภายนอก USB 3.0 [ 28 ]เมื่อวันที่ 4 มกราคม 2553 Seagate ประกาศเปิดตัว HDD แบบพกพาขนาดเล็กที่มาพร้อมกับ ExpressCard USB 3.0 เพิ่มเติมโดยมีเป้าหมายสำหรับแล็ปท็อป (หรือเดสก์ท็อปที่มีช่องเสียบ ExpressCard เพิ่มเติม) ที่งาน CES ในลาสเวกัส รัฐเนวาดา[ 29 ] [ 30 ]

เคอร์เนลLinux หลักรองรับ USB 3.0 ตั้งแต่เวอร์ชัน 2.6.31 ซึ่งวางจำหน่ายในเดือนกันยายน พ.ศ. 2552 [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

FreeBSDรองรับ USB 3.0 ตั้งแต่เวอร์ชัน 8.2 ซึ่งวางจำหน่ายในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2554 [ 34 ]

Windows 8เป็นระบบปฏิบัติการแรกของ Microsoft ที่มีระบบรองรับ USB 3.0 ในตัว[ 35 ]ในWindows 7ระบบรองรับนี้ไม่ได้รวมอยู่ในการเปิดตัวระบบปฏิบัติการครั้งแรก[ 36 ]อย่างไรก็ตาม ไดรเวอร์ที่รองรับ Windows 7 นั้นมีให้ใช้งานผ่านเว็บไซต์ของผู้ผลิตฮาร์ดแวร์

Intelเปิดตัวชิปเซ็ต ตัวแรก ที่มีพอร์ต USB 3.0 ในตัวในปี 2012 พร้อมกับการเปิดตัว ชิปเซ็ต Panther Pointนักวิเคราะห์ในอุตสาหกรรมบางรายอ้างว่า Intel ดำเนินการรวม USB 3.0 เข้ากับชิปเซ็ตช้า ทำให้การใช้งานในวงกว้างช้าลง[ 37 ]ความล่าช้านี้อาจเกิดจากปัญหาในกระบวนการผลิตCMOS [ 38 ]การมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแพลตฟอร์มNehalem [ 39 ]การรอให้มาตรฐานการเชื่อมต่อ 3.0 ทั้งหมด (USB 3.0, PCIe 3.0 , SATA 3.0 ) มีความสมบูรณ์ก่อนที่จะพัฒนาชิปเซ็ตใหม่[ 40 ] [ 41 ]หรือกลยุทธ์ของ Intel ที่ต้องการให้ความสำคัญกับอินเทอร์เฟซThunderbolt ใหม่ของตน [ 42 ] Apple, Inc. ประกาศเปิดตัวแล็ปท็อปที่มีพอร์ต USB 3.0 ในวันที่ 11 มิถุนายน 2012 เกือบสี่ปีหลังจากที่ USB 3.0 ได้รับการสรุปอย่างเป็นทางการ

AMDเริ่มรองรับ USB 3.0 ด้วยFusion Controller Hubs ของตน ในปี 2011 ส่วนSamsung Electronicsประกาศรองรับ USB 3.0 ด้วย แพลตฟอร์ม Exynos 5 Dual ที่ ใช้สถาปัตยกรรมARMซึ่งมีจุดประสงค์สำหรับอุปกรณ์พกพา

ปัญหา

ความเร็วและความเข้ากันได้

การใช้งาน USB 3.0 ในยุคแรกๆ จำนวนมากใช้ตระกูลคอนโทรลเลอร์โฮสต์NEC / Renesas μD72020x [ 43 ]ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าต้องมีการอัปเดตเฟิร์มแวร์เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องกับอุปกรณ์บางชนิด[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

ปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อความเร็วของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล USB (เห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นในอุปกรณ์ USB 3.0 แต่ก็สังเกตได้ในอุปกรณ์ USB 2.0 เช่นกัน) คือ ไดรเวอร์โปรโตคอล USB Mass Storage Bulk-Only Transfer (BOT) โดยทั่วไปจะช้ากว่าไดรเวอร์โปรโตคอลUSB Attached SCSI (UAS[P]) [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

ในเมนบอร์ดรุ่นเก่าบางรุ่น (ปี 2009–2010) ที่ใช้ชิป Ibex Peakชิปเซ็ต USB 3.0 ในตัวจะเชื่อมต่อโดยค่าเริ่มต้นผ่าน เลน PCI Express 2.5 GT/s ของPCHซึ่งในขณะนั้นยังไม่รองรับความเร็ว PCI Express 2.0 เต็มที่ ( 5 GT/s ) ดังนั้นจึงไม่มีแบนด์วิดท์เพียงพอแม้แต่สำหรับพอร์ต USB 3.0 เพียงพอร์ตเดียว เมนบอร์ดรุ่นแรกๆ (เช่นGigabyte Technology P55A-UD4 หรือ P55A-UD6) มีสวิตช์แบบแมนนวล (ใน BIOS) ที่สามารถเชื่อมต่อชิป USB 3.0 กับโปรเซสเซอร์ (แทนที่จะเป็น PCH) ซึ่งให้การเชื่อมต่อ PCI Express 2.0 ที่ความเร็วเต็มที่แม้ในขณะนั้น แต่หมายความว่าจะใช้เลน PCI Express 2.0 น้อยลงสำหรับกราฟิกการ์ด อย่างไรก็ตาม บอร์ดรุ่นใหม่กว่า (เช่น Gigabyte P55A-UD7 หรือ Asus P7P55D-E Premium) ใช้ เทคนิค การรวมช่องสัญญาณ (ในกรณีของบอร์ดเหล่านั้น จะมีการใช้ สวิตช์ PCI Express PLX PEX8608 หรือ PEX8613) ซึ่งรวมเลน PCI Express 2.5 GT/s สอง เลนเข้าเป็นเลน PCI Express 5 GT/sเลนเดียว (รวมถึงคุณสมบัติอื่นๆ) จึงทำให้ได้แบนด์วิดท์ที่จำเป็นจาก PCH [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]

การรบกวนคลื่นความถี่วิทยุ

อุปกรณ์และสายเคเบิล USB 3.0 อาจรบกวนอุปกรณ์ไร้สายที่ทำงานในย่านความถี่ ISM 2.4 GHz ซึ่งอาจส่งผลให้ความเร็วในการรับส่งข้อมูลลดลงหรือสูญเสียการตอบสนองโดยสิ้นเชิงกับอุปกรณ์BluetoothและWi-Fi [ 54 ]เมื่อผู้ผลิตไม่สามารถแก้ไขปัญหาการรบกวนได้ในขณะนั้น อุปกรณ์พกพาบางรุ่น เช่น Vivo Xplay 3S จึงต้องยกเลิกการรองรับ USB 3.0 ก่อนที่จะวางจำหน่าย[ 55 ]สามารถใช้กลยุทธ์ต่างๆ เพื่อลดปัญหาได้ ตั้งแต่โซลูชันง่ายๆ เช่น การเพิ่มระยะห่างของอุปกรณ์ USB 3.0 จากอุปกรณ์ Wi-Fi และ Bluetooth ไปจนถึงการใช้ฉนวนและการต่อสายดินรอบๆ อุปกรณ์ USB และโฮสต์ USB [ 56 ] [ 57 ]

ตัวเชื่อมต่อ

ช่องเสียบ USB 3.0 มาตรฐาน A (ด้านบน สีน้ำเงินPantone 300 C), ปลั๊กมาตรฐาน B (ตรงกลาง) และปลั๊ก Micro B (ด้านล่าง)

ช่องเสียบ USB 3.0 Standard-A สามารถเสียบได้ทั้งปลั๊ก USB 3.0 Standard-A หรือปลั๊ก USB 2.0 Standard-A ในทางกลับกัน ก็สามารถเสียบปลั๊ก USB 3.0 Standard-A เข้ากับช่องเสียบ USB 2.0 Standard-A ได้เช่นกัน นี่คือหลักการของความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง ปลั๊ก Standard-A ใช้สำหรับเชื่อมต่อกับพอร์ตคอมพิวเตอร์ที่ฝั่งโฮสต์

ช่องเสียบ USB 3.0 Standard-B รองรับทั้งปลั๊ก USB 3.0 Standard-B หรือปลั๊ก USB 2.0 Standard-B สามารถใช้งานร่วมกับปลั๊ก USB 2.0 Standard-B ได้ แต่ไม่สามารถเสียบปลั๊ก USB 3.0 Standard-B เข้ากับช่องเสียบ USB 2.0 Standard-B ได้ เนื่องจากขนาดของขั้วต่อใหญ่กว่า โดยทั่วไปแล้ว ปลั๊ก Standard-B จะใช้ที่ด้านอุปกรณ์

เนื่องจากพอร์ต USB 2.0 และ USB 3.0 อาจใช้งานร่วมกันได้ในเครื่องเดียวกันและมีลักษณะคล้ายกัน ข้อกำหนด USB 3.0 จึงแนะนำให้ช่องเสียบ USB 3.0 มาตรฐาน A มีแถบสีน้ำเงิน ( สี Pantone 300 C) การกำหนดรหัสสีเดียวกันนี้ใช้กับปลั๊ก USB 3.0 มาตรฐาน A ด้วย[ 12 ] : ส่วนที่ 3.1.1.1 และ 5.3.1.3

USB 3.0 ยังได้แนะนำปลั๊กสาย Micro-B แบบใหม่ ซึ่งประกอบด้วยปลั๊กสาย Micro-B มาตรฐาน USB 1.x/2.0 พร้อมกับปลั๊ก 5 พินเพิ่มเติมที่ "ซ้อน" อยู่ข้างๆ ด้วยวิธีนี้ ช่องเสียบ USB 3.0 Micro-B จึงยังคงใช้งานร่วมกับปลั๊กสาย Micro-B USB 1.x/2.0 ได้ ทำให้iอุปกรณ์ที่มีพอร์ต USB 3.0 Micro-B สามารถทำงานที่ความเร็ว USB 2.0 บนสาย USB 2.0 Micro-B ได้ อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเสียบปลั๊ก USB 3.0 Micro-B เข้ากับช่องเสียบ USB 2.0 Micro-B ได้ เนื่องจากขนาดของขั้วต่อที่ใหญ่กว่า

การกำหนดพิน

ปลั๊ก USB 3.0 มาตรฐาน A (ด้านบน) และเต้ารับ (ด้านล่าง) พร้อมระบุหมายเลขขา

ขั้วต่อมีโครงสร้างทางกายภาพเหมือนกับรุ่นก่อนหน้า แต่มีพินเพิ่มขึ้นอีกห้าพิน

ขา VBUS, D−, D+ และ GND จำเป็นสำหรับการสื่อสาร USB 2.0 ส่วนขา USB 3.0 เพิ่มเติมอีกห้าขานั้น ประกอบด้วยคู่สายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลสองคู่ และขา GND_DRAIN หนึ่งขา คู่สายสัญญาณแบบดิฟเฟอเรนเชียลสองคู่เพิ่มเติมนี้ใช้สำหรับการถ่ายโอนข้อมูล SuperSpeed ​​โดยใช้สำหรับการส่งสัญญาณ SuperSpeed ​​แบบฟูลดูเพล็กซ์ ขา GND_DRAIN ใช้สำหรับต่อสายเดรน และเพื่อควบคุม EMI และรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณ

การกำหนดตำแหน่งขาของขั้วต่อ USB 3.0 [ 58 ]
เข็มหมุด สี ชื่อสัญญาณ คำอธิบาย
ตัวเชื่อมต่อ ตัวเชื่อมต่อ B
เปลือกไม่มีข้อมูลโล่ตัวเรือนโลหะ
1 สีแดงวีบัสพลัง
2 สีขาวดี−USB 2.0 คู่ดิฟเฟอเรนเชียล
3 สีเขียวดี+
4 สีดำก.น.สายดินสำหรับส่งกลับกระแสไฟฟ้า
5 สีฟ้าStdA_SSRX−StdB_SSTX−ตัวรับสัญญาณ SuperSpeed ​​แบบดิฟเฟอเรนเชียลคู่
6 สีเหลืองStdA_SSRX+StdB_SSTX+
7 ไม่มีข้อมูลกราวด์_เดรนสายดินสำหรับส่งสัญญาณกลับ
8 สีม่วงStdA_SSTX−StdB_SSRX−เครื่องส่งสัญญาณ SuperSpeed ​​แบบดิฟเฟอเรนเชียลคู่
9 ส้มStdA_SSTX+StdB_SSRX+
ขั้วต่อ USB 3.0 Powered-Bมีพินเพิ่มเติมอีก 2 พินสำหรับจ่ายไฟและกราวด์ให้กับอุปกรณ์[ 59 ]
10 ไม่มีข้อมูลDPWRจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ (เฉพาะรุ่น Powered-B เท่านั้น)
11 ดีจีเอ็นดีสายดินสำหรับต่อกลับ DPWR (เฉพาะรุ่น Powered-B เท่านั้น)

ความเข้ากันได้กับเวอร์ชันเก่า

พอร์ต USB Micro-B (USB 2.0) เทียบกับ พอร์ต USB Micro-B SuperSpeed ​​(USB 3.0)

ปลั๊กและเต้ารับ USB 3.0 และ USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) ชนิด Type-A ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานร่วมกันได้

ช่องเสียบ USB 3.0 Type-B เช่นที่พบในอุปกรณ์ต่อพ่วง จะมีขนาดใหญ่กว่าช่องเสียบ USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) และสามารถรองรับทั้งปลั๊ก USB 3.0 Type-B ขนาดใหญ่ และปลั๊ก USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) Type-B ขนาดเล็กได้ เนื่องจากปลั๊ก USB 3.0 Type-B มีขนาดใหญ่กว่าปลั๊ก USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) Type-B จึงไม่สามารถเสียบปลั๊ก USB 3.0 Type-B เข้ากับช่องเสียบ USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) Type-B ได้

ปลั๊กและเต้ารับ Micro USB 3.0 (Micro-B) ออกแบบมาเพื่อใช้กับอุปกรณ์พกพาขนาดเล็กเป็นหลัก เช่น สมาร์ทโฟน กล้องดิจิทัล และอุปกรณ์ GPS เต้ารับ Micro USB 3.0 สามารถใช้งานร่วมกับปลั๊ก Micro USB 2.0 ได้

ช่องเสียบeSATApซึ่งเป็นพอร์ต eSATA/USB แบบผสม ออกแบบมาเพื่อรองรับปลั๊ก USB Type-A จาก USB 2.0 (หรือรุ่นก่อนหน้า) ดังนั้นจึงรองรับปลั๊ก USB 3.0 Type-A ด้วยเช่นกัน

ยูเอสบี 3.1

โลโก้บรรจุภัณฑ์ SuperSpeed+ USB 10Gbps ที่เลิกใช้แล้ว[ 2 ]
โลโก้พอร์ต USB 10Gbps

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2556 กลุ่ม USB ประกาศแผนการอัปเดต USB 3.0 เป็น10 Gbit/s ( 1250 MB/s ) [ 60 ]ในที่สุดกลุ่มก็สร้างข้อกำหนด USB ใหม่ขึ้นมา คือ USB 3.1 ซึ่งเปิดตัวเมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม พ.ศ. 2556 [ 61 ]แทนที่มาตรฐาน USB 3.0 ข้อกำหนด USB 3.1 เข้ามาแทนที่ อัตราการถ่ายโอน SuperSpeed ​​USB ของ USB 3.0 เดิม ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าUSB 3.1 Gen 1และแนะนำอัตราการถ่ายโอนที่เร็วกว่า เรียกว่าSuperSpeed ​​USB 10 Gbit/sซึ่งสอดคล้องกับโหมดการทำงานUSB 3.1 Gen 2 [ 5 ]ทำให้เทียบเท่ากับ ช่อง Thunderbolt รุ่นแรกช่องเดียว โลโก้ของโหมดใหม่นี้มีคำบรรยายที่ออกแบบเป็นSUPERSPEED+ [ 62 ] ซึ่งหมายถึงโปรโตคอลSuperSpeedPlus ที่ได้รับการอัป เด ต โหมด USB 3.1 Gen 2 ยังช่วยลด ค่าใช้จ่าย ในการเข้ารหัสสายลงเหลือเพียง 3% โดยการเปลี่ยนรูปแบบเป็น128b/132bด้วยอัตราข้อมูลดิบ1,212 MB/s [ 63 ] การใช้งาน USB 3.1 Gen 2 ครั้งแรกแสดงให้เห็นความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลจริงที่7.2 Gbit/ s [ 64 ]

ข้อกำหนด USB 3.1 ประกอบด้วยข้อกำหนด USB 2.0 ในขณะที่ยังคงรักษาเลเยอร์ทางกายภาพ สถาปัตยกรรม และโปรโตคอลเฉพาะของแต่ละมาตรฐานไว้อย่างครบถ้วน ข้อกำหนด USB 3.1 กำหนดโหมดการทำงานดังต่อไปนี้:

  • USB 3.1 Gen 1 – วางจำหน่ายในชื่อใหม่ว่าSuperSpeed ​​หรือ SSมี อัตราการส่งสัญญาณ 5 Gbit/sผ่านเลนเดียวโดยใช้การเข้ารหัส 8b/10b (อัตราการรับส่งข้อมูลดิบ: 500 MB/s ) โดยเข้ามาแทนที่USB 3.0
  • USB 3.1 Gen 2 – รุ่นใหม่ วางจำหน่ายในชื่อSuperSpeed+ หรือ SS+มี อัตราการส่งสัญญาณ 10 Gbit/sผ่าน 1 เลน โดยใช้การเข้ารหัส 128b/132b (อัตราการรับส่งข้อมูลดิบ: 1212 MB/s )

อัตราข้อมูลที่ระบุในหน่วยไบต์จะคำนึงถึงค่าใช้จ่ายในการเข้ารหัสบิต อัตราบิตสัญญาณ SuperSpeed ​​ทางกายภาพคือ5 Gbit/sเนื่องจากการส่งแต่ละไบต์ใช้เวลา 10 บิตเท่าๆ กัน ค่าใช้จ่ายข้อมูลดิบจึงอยู่ที่ 20% ดังนั้นอัตราไบต์ดิบจึงอยู่ที่ 500 MB/s ไม่ใช่ 625 ในทำนองเดียวกัน สำหรับลิงก์ Gen 2 การเข้ารหัสคือ 128b/132b ดังนั้นการส่ง 16 ไบต์จึงใช้พื้นที่ทางกายภาพ 16.5 ไบต์ หรือค่าใช้จ่าย 3% ดังนั้นอัตราไบต์ดิบใหม่จึงอยู่ที่ 128/132 * 10 Gbit/s = 9.697 Gbit/s = 1212 MB/sในความเป็นจริง โหมดการทำงานใดๆ ก็ตามจะมีค่าใช้จ่ายในการจัดการลิงก์และโปรโตคอลเพิ่มเติม ดังนั้นอัตราข้อมูลที่ดีที่สุดที่ทำได้สำหรับโหมดการทำงาน Gen 2 จึงอยู่ที่ประมาณต่ำกว่า800 MB/sสำหรับการอ่านการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากเท่านั้น[ 65 ] [ 10 ]

การกำหนดคุณสมบัติของ USB 3.0 ใหม่เป็น "USB 3.1 Gen 1" ถูกนำไปใช้ในทางที่ผิดโดยผู้ผลิตบางรายเพื่อโฆษณาผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราการส่งสัญญาณเพียง5 Gbit/sเป็น "USB 3.1" โดยละเว้นรุ่นที่กำหนด[ 66 ]

ยูเอสบี 3.2

โลโก้บรรจุภัณฑ์ SuperSpeed+ USB 20Gbps ที่เลิกใช้แล้ว[ 2 ]
โลโก้พอร์ต USB 20Gbps

เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม 2560 ข่าวประชาสัมพันธ์จากกลุ่มผู้สนับสนุน USB 3.0 ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการอัปเดตที่กำลังจะเกิดขึ้นของ ข้อกำหนด USB Type-Cซึ่งกำหนดให้แบนด์วิดท์สำหรับสาย USB-C ที่มีอยู่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ภายใต้ข้อกำหนด USB 3.2 ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 22 กันยายน 2560 [ 10 ]สาย USB-C 3.1 Gen 1 ที่ได้รับการรับรอง SuperSpeed ​​ที่มีอยู่จะสามารถทำงานได้ที่10 Gbit/s (เพิ่มขึ้นจาก5 Gbit/s ) และสาย USB-C 3.1 Gen 2 ที่ได้รับการรับรอง SuperSpeed+ จะสามารถทำงานได้ที่20 Gbit/s (เพิ่มขึ้นจาก10 Gbit/s ) การเพิ่มขึ้นของแบนด์วิดท์เป็นผลมาจากการทำงานแบบหลายเลนบนสายไฟที่มีอยู่ซึ่งออกแบบมาเพื่อความสามารถในการพลิกกลับของขั้วต่อ USB-C [ 67 ] [ 68 ]

มาตรฐาน USB 3.2 ประกอบด้วยข้อกำหนด USB 2.0 พร้อมสายเฉพาะสี่เส้นบนเลเยอร์ทางกายภาพระบบ Enhanced SuperSpeed ​​ครอบคลุมทั้งสองอย่าง แต่แยกออกจากกัน และทำงานควบคู่ไปกับการใช้งาน USB 2.0: [ 10 ] : รูปที่ 3-2

  • SuperSpeed ​​USB (อิงตามสถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeed ):
    • USB 3.2 Gen 1×1 – วางจำหน่ายในชื่อใหม่ว่าSuperSpeed ​​USB 5Gbps (แทนที่SuperSpeed ​​หรือ SS ) มีอัตราการส่งสัญญาณ 5 Gbit/sผ่าน 1 เลน โดยใช้การเข้ารหัส 8b/10b (อัตราการรับส่งข้อมูลดิบ: 500 MB/s ) แทนที่USB 3.1 Gen 1ซึ่งแทนที่USB 3.0อีกที
  • SuperSpeedPlus USB (อิงตามสถาปัตยกรรมและโปรโตคอล SuperSpeedPlus ):
    • USB 3.2 Gen 2×1 – วางจำหน่ายใหม่ในชื่อSuperSpeed ​​USB 10 Gbps (แทนที่SuperSpeed+ หรือ SS+ ) [ 62 ] อัตราการส่งสัญญาณ 10 Gbit/sผ่าน 1 เลนโดยใช้การเข้ารหัส 128b/132b (อัตราข้อมูลดิบ: 1212 MB/s ); แทนที่ USB 3.1 Gen 2
    • USB 3.2 Gen 1×2ใหม่ อัตราการส่งสัญญาณ 10 Gbit/sผ่าน 2 เลน โดยใช้การเข้ารหัส 8b/10b (อัตราข้อมูลดิบ: 1000 MB/s)
    • USB 3.2 Gen 2×2รุ่นใหม่วางจำหน่ายในชื่อSuperSpeed ​​USB 20 Gbps อัตราการส่งสัญญาณ 20 Gbit/sผ่าน 2 เลน โดยใช้การเข้ารหัส 128b/132b (อัตราข้อมูลดิบ: 2424 MB/s )

เช่นเดียวกับเวอร์ชันก่อนหน้า การพิจารณาเกี่ยวกับการเข้ารหัสและอัตราข้อมูลดิบยังคงเหมือนเดิม แม้ว่าทั้ง Gen 1×2 และ Gen 2(×1) จะส่งสัญญาณที่10 Gbit/sแต่ Gen 1×2 ใช้การเข้ารหัสสาย 8b/10b ที่เก่ากว่าและมีประสิทธิภาพน้อยกว่า ซึ่งส่งผลให้อัตราข้อมูลดิบต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ Gen 2(×1) แม้ว่าทั้งสองจะใช้โปรโตคอล SuperSpeedPlus รุ่นใหม่กว่าก็ตาม[ 10 ] : รูปที่ 3-2

ในเดือนพฤษภาคม 2018 Synopsysได้สาธิตโหมดการทำงาน USB 3.2 Gen 2×2 ครั้งแรก โดยที่พีซี Windows เชื่อมต่อกับอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ทำให้ได้อัตราการรับส่งข้อมูลเฉลี่ย 1600 MB/s สำหรับการอ่านข้อมูลจำนวนมาก[ 69 ] [ 70 ]ซึ่งคิดเป็น 66% ของอัตราการรับส่งข้อมูลดิบ

USB 3.2 รองรับโดยไดรเวอร์ USB เริ่มต้นของ Windows 10 และในเคอร์เนล Linux เวอร์ชัน 4.18 ขึ้นไป[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2562 USB-IF ได้ทำให้แนวทางการตลาดง่ายขึ้นโดยไม่รวมโหมด Gen 1×2 และกำหนดให้โลโก้รูปสามง่าม SuperSpeed ​​ต้องระบุความเร็วในการถ่ายโอนสูงสุด[ 72 ] [ 15 ]

การทำงานแบบสองเลน (USB 3.2 Gen 1×2, USB 3.2 Gen 2×2) สามารถทำได้เฉพาะกับขั้วต่อ Type-C ที่มีคุณสมบัติครบถ้วนเท่านั้น[ 73 ]

โหมดการทำงานตามข้อกำหนด USB 3.2
ชื่อการตลาดที่แนะนำโดยUSB-IF [ 17 ]โลโก้[ 18 ]โหมดการทำงานตามข้อกำหนด USB 3.2 [ 10 ]ชื่อโหมดการทำงานเก่า( เผยแพร่ครั้งแรก ) [ 12 ] [ 3 ]สองเลน การเข้ารหัสอัตราสัญญาณที่กำหนด[ 10 ]อัตราข้อมูลดิบ[ 10 ]อัตราสูงสุดที่วัดได้ (การถ่ายโอนจำนวนมาก) ตัวเชื่อมต่อที่รองรับ
USB 5Gbps USB 3.2 Gen 1×1 USB 3.0, USB 3.1 เจนเนอเรชั่น 1 ( USB 3.0 ) เลขที่ 8b/10b5 กิกะบิต/วินาที0.5 GB/s200-460 เมกะไบต์/วินาที[ 74 ] [ 75 ]SS มาตรฐาน-[A, B] , SS ไมโคร-[A, B, AB] , C
USB 10Gbps USB 3.2 Gen 2×1 USB 3.1 เจนเนอเรชั่น 2 ( USB 3.1 ) 128b/132b10 กิกะบิต/วินาที1.2 GB/s0.8-1 GB /s [ 74 ] [ 76 ]
ไม่มีข้อมูลUSB 3.2 เจนเนอเรชั่น 1×2 — ( USB 3.2 ) ใช่ 8b/10b 1 GB/s0.7 GB/sซี
USB 20Gbps USB 3.2 Gen 2×2 128b/132b 20 กิกะบิต/วินาที2.4 GB/s1.6-2 GB/s [ 74 ] [ 77 ]

ดูเพิ่มเติม

  • "พอร์ตสุดยอด: 4 การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่จะเกิดขึ้นกับ USB" . LaptopMag.com . 16 มกราคม 2014. – รายงานจากงาน CES 2014 เกี่ยวกับพอร์ตเชื่อมต่อแล็ปท็อปที่ใช้พอร์ต USB 3.1 เพียงพอร์ตเดียวในการจ่ายไฟ วิดีโอ และอุปกรณ์ต่อพ่วง USB
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=USB_3.0&oldid=1356523599 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ยูเอสบี 3.0

Universal Serial Bus 3.0 ( USB 3.0 ) หรือที่รู้จักในชื่อ SuperSpeed ​​USB เป็นเวอร์ชันหลักที่สามของ มาตรฐาน Universal Serial Bus (USB)...

ภาพรวม

ข้อกำหนด USB 3.0 คล้ายกับ USB 2.0 แต่มีการปรับปรุงหลายอย่างและวิธีการใช้งานที่แตกต่างออกไป แนวคิดของ USB รุ่นก่อนๆ เช่น เอนด์พอยต์และประเภทการถ่ายโอนข้อมูลสี่แบบ (bulk, control, isochronous และ interrupt) ยังคงอยู่ แต่โปรโตคอลและอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้าแตกต่างกัน...

สถาปัตยกรรมและลักษณะเด่น

ใน USB 3.0 นั้น ใช้สถาปัตยกรรมแบบดูอัลบัส เพื่อให้สามารถใช้งานทั้ง USB 2.0 (Full Speed, Low Speed ​​หรือ High Speed) และ USB 3.

การถ่ายโอนและการซิงโครไนซ์ข้อมูล

การทำธุรกรรม SuperSpeed ​​เริ่มต้นด้วยคำขอจากโฮสต์ ตามด้วยการตอบกลับจากอุปกรณ์ อุปกรณ์จะยอมรับหรือปฏิเสธคำขอ หากยอมรับ อุปกรณ์จะส่งข้อมูลหรือรับข้อมูลจากโฮสต์ หากปลายทางหยุดทำงาน อุปกรณ์จะตอบกลับด้วยสัญญาณ STALL หากมีพื้นที่บัฟเฟอร์หรือข้อมูลไม่เพียงพอ...