专访USB-IF主席Jeff ：USB 3.0真的来了！

    早在2008年11月18日，由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0 Promoter Group 就宣布，该组织负责制定的USB 3.0标准已经正式完成并公开发布。新规范提供了十倍于USB 2.0的传输速度和更高的节能效率，可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。 

    但在2010年之前，其普及速度并不迅猛。这恐怕是因为USB 2.0已为各式各样的设备及应用提供了充足的带宽。

    但是，随着高清视频、TB（1024GB）级存储设备、高达千万像素数码相机、大容量的手机以及便携媒体播放器的出现和加速普及，更高的带宽和传输速度就成为了必须。

    当我们经过2010，又一脚跨进2011的时候，USB 3.0真的风风火火地来了！

    USB3.0的突破
    ——从USB 2.0升级到USB 3.0 就是螺旋桨飞机到喷气式飞机的飞跃　

    中国有句古话是：“逆水行舟，不进则退。”尤其是在电子行业里，“随遇而安”这个词已经成为行业禁忌。USB标准也不例外，其标准的每一次设立都是面向未来的。而眼下我们正在谈论的3.0超高速，几乎已经是串行标准中的顶级水准了。

    ● USB 3.0比现有的USB2.0速度快10倍。
    —— 最大传输带宽高达5.0Gbps。

    ● USB3.0的电耗仅是USB2.0 三分之一，并延长使用时间。
    —— 采用中断驱动协议，支持待机、休眠和暂停等状态。

    ● USB3.0的供电量相当于USB2.0的两倍，实现更快速充电。
    —— 配置设备提高到900毫安。

    ● 向后兼容。

    对USB3.0 的迫切需要

    USB联盟主席Jeff Ravencraft先生告诉EEWORLD记者：“目前对USB3.0需求高的是闪存设备，因为他们需要很高的传输速度。而事实上，他们不仅仅受益于USB3.0，更是对USB3.0有非常迫切的需要。”

    - 数码相机和摄像机
    - 闪存设备
    - 数字MP3和媒体播放器
    - 计算机、手机、手持电脑和智能手机（SSD）

    而不得不提的是，那些传统硬盘实际上也受益于USB3.0。

    “要特别注意的一点是，用户的等待极限是90秒。一旦超过90秒，用户就很可能以为遇到了什么问题，而手动关闭传输。” Jeff先生自信满满地向EEWORLD记者展示了以下列表：“在其他条件不变的情况下，以一部25GB高清电影为例，它在USB1.0接口下的传输速度为9.3小时，在USB2.0接口下的传速为13.9分钟，而在USB3.0下的传输速度仅为70秒！这已经在用户等待的极限范围内了。”
 

    USB3.0具有无限潜能

    Jeff先生说：“行业的增长速度是爆炸性的。随着新用户增加数的提高和新运用模式的产生，USB3.0将具有无限潜能。”
　　
    这让我们不由自主地想憧憬一番：

    — 3.0更高的传输性能提供了更快的数据转换能力，使高性能外置显卡成为可能。这意味着游戏爱好者们甚至可以在任何计算机上享受同样的显示待遇；

    — USB连接的显示器将成为可能；

    — 外置CPU可能出现在未来USB 3.0的平台基础上。

    USB 3.0普及的引擎已被点燃

    “到现在为止，已有205款产品通过USB3.0认证，数据比去年增加了4倍多！”Jeff先生的眼神里闪烁着希望和喜悦，说道：“行业的增长速度是爆炸性的。随着新用户增加数的提高和新运用模式的产生，USB3.0将具有无限潜能。”

    2010年USB3.0市场接纳情况：

    瑞萨发货了2000多万USB的主控制器；
    Freso发布了10万USB的主控制器；
    华硕发布了第一款USB3.0笔记本；
    GIGABYTE发布了10万个带USB3.0的主板；

    2011年USB3.0市场接纳情况：

    华硕今年一季度发了200万块USB3.0主板；
    技嘉计划到年底发布750片USB3.0主板；
    瑞萨已经将USB3.0主体控制器的月产量增加到400万~500万个，预计到年底将发布6000多万个。

    在过去的18个月中，已有205款产品通过USB3.0认证。下图显示了主要通过认证的产品生产厂家，我们可以看到世界IT界的大佬几乎都在里边了：
 
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    60天内USB 3.0大事记

    Jeff先生向EEWORL记者兴致勃勃地提起了近期发生的几则振奋人心的好消息;

    — 4月12日，AMD推出首批支持USB 3.0的芯片组——AMD A75和A70M。这是推广超高速USB（USB3.0）的重要里程碑。
    文章链接：https://www.eeworld.com.cn/qrs/2011/0427/article_5015.html

    — 4月11日，德州仪器发布首款四端口USB3.0控制器。
    文章链接：https://www.eeworld.com.cn/qrs/2011/0412/article_5016.html

    — 3月1日，在德国，USB-IF启动USB 3.0电缆和接口的认证计划。

    — 3月1日，USB-IF与欧盟达成签署谅解备忘录，使用小口USB连接器，并用其标准统一规范手机充电器。

    Jeff先生就以上消息解释说：“AMD做的芯片组是集成式的，而德州仪器发布的控制器采用分离式的，我们都感到非常高兴。”

    “除此之外，像ICE标准和美国CTIA组织，都在致力于标准化。我也看到中国目前也致力于此。这样可以大大减少电子垃圾，对环境很有帮助。” Jeff先生说。

    而就AMD推出首批支持USB 3.0的芯片组一事，In-Stat分析师奥洛科说：“支持USB 3.0的外围设备主要是外接硬盘和少量闪存，因为目前还没有通用的USB 3.0外围控制器。只有推出大量消费设备后，市场上才会大规模生产外围控制器；只有USB 3.0整合至芯片组后，厂商才会生产大量消费设备。这就是AMD支持USB 3.0至关重要的原因，AMD将点燃USB 3.0普及的引擎。

    奥洛科还表示：“USB 3.0普及需要连锁反应是：首先，PC需要支持USB 3.0；若要获得PC支持，USB 3.0必须先整合至芯片组。AMD不是英特尔，但在芯片组领域或许会做到最好。”

    而就在EEWORLD记者采访Jeff先生的当天上午（4月13日），英特尔施浩德先生在IDF大会上宣布：“到2012年，英特尔将在第二代酷睿处理器中整合USB3.0。”

    由此可见，一旦芯片组支持USB 3.0，PC厂商就会大规模普及该标准。有分析人士称，USB 3.0解决方案很可能在2012年年初成为主流应用。

　
    USB 3.0 对厂商的挑战

    High Speed Serial Link 产品(如USB、Serial ATA与PCI Express)的发展，已由主板应用出发，逐渐衍生更多应用于外围与消费性电子产品，进入百家争鸣的情况。然而不论是芯片供货商或系统厂商，都面临益形复杂的设计挑战。这些新挑战包含了：
 　　
    ● 更高的芯片设计进入障碍：与纯数字IC设计相比，High Speed Serial Link从480 Mbps、 1.5 Gbps、2.5 Gbps、3.0 Gbps至目前的5 Gbps与6 Gbps，一次又一次的考验IC设计公司在模拟设计与mixed-mode的能力。这也是为什么台湾只有少数公司能提供从Serial ATA到PCI Express与USB 3.0完整的产品与IP解决方案。 　　

    ● 为系统厂商考虑Design Margin问题：对于系统厂商而言，采用一颗IC上自己的系统产品，最担心的是PCB Layout的design margin过小或是design rule太过复杂。因此IC设计公司必须为系统厂商考虑到这些设计上的问题，也加深了高速IO芯片设计的难度。
　　
    ● IC量产良率：由于高速IO有物理层(PHY)部分的设计，因此对于IC良率的影响甚为重大，通常将PHY包入SoC内，往往是量产良率最大的杀手。所以如何透过模拟设计design margin的综合考虑，维持量产良率，对IC设计公司而言是相当大的挑战。
 　　
    ● IC量产测试方法：通常480MHz以上，往往需要使用较贵的测试机台；但是如果厂商能使用较便宜的测试机台，完成高速IO的相关测试，那就是相当重要的know how，对于IC的成本也有很的的帮助。（谁来解决PCIe3.0和USB 3.0的测试难题？https://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0420/article_2445.html ）

    ● 兼容性议题：USB兼容性问题，众所周知，所以才有USB-IF logo验证制度的产生。目前USB 3.0 logo certification program尚未完成，因此如何克服硬件兼容性的问题，是相当据挑战性也令人感到繁琐的问题。[page]

    附1：对eSATA接口的影响

    从USB 1.1的12Mbps升级到USB 2.0的480Mbps，提升幅度达到了40倍，而从USB 2.0标准升级到USB 3.0标准仅为10倍，但这10倍速度的提升却有着很大的应用意义，既然USB 3.0的数据传输率达到了4.8Gbps，要远远高于其他传输标准，比如IEEE 1394的数据传输通常为400Mbps～3.2Gbps之间，而号称“USB移动硬盘终结者”的新一代eSATA标准也仅有3Gbps的数据传输率。

    实际上并非如此，因为IEEE 1394、eSATA有着自己的应用定位，IEEE 1394标准，它的最大数据传输速率为3.2Gbps，在速度上落后于USB 3.0，但提供了点对点传输功能，这样不用依赖PC即可实现设备之间的数据传输，同时支持同步和异步传输模式，可以连接63个设备，可以同时传输数字视频及数字音频信号，并且在采集和回录过程中没有信号损失，使得IEEE 1394接口更加适合多媒体设备（如DV机、采集卡），这些都是USB 3.0标准无可比拟的。总体来看IEEE 1394接口的应用更专业、更自由，不过正是由于这些专业性以及厂商的推广力度不够，IEEE 1394设备的普及度不高，通常是一个设备同时拥有IEEE 1394接口和USB接口。

    对于eSATA标准，它实际上是SATA接口的扩展，也称为外置式SATA接口，支持即插即用，但在功能上有很大的局限性，首先不支持供电功能，而且必须配合主板上的eSATA接口使用，这意味着无法摆脱PC的使用限制，一般只适合移动硬盘、便捷DVD光驱及电视盒等设备使用，对于时下流行的消费数码电子设备，就显得无用武之地了，因而在USB 3.0标准推出之后，eSATA是面临竞争压力最大的传输标准。但仍然要注意，由于eSATA源自主板上的SATA芯片，所以具备了引导启动功能，也就是说，电脑连接eSATA硬盘或eSATA光驱可以启动系统，而这是USB硬盘、USB光驱实现起来比较麻烦的，这对于系统维护、服务器在DOS数据下进行数据交换及其重要，不过对于普通大众来说，eSATA的地位和发展或许就此终结。

    附2. USB 3.0 规范

    传输速率 　　

    这款新的超高速接口的实际传输速率大约是3.2Gbps（即400MB/S)。理论上的最高速率是5.0Gbps（即625MB/S）。 　　

    数据传输 　　

    USB3.0 引入全双工数据传输。5根线路中2根用来发送数据，另2根用来接收数据，还有1根是地线。也就是说，USB 3.0可以同步全速地进行读写操作。以前的USB版本并不支持全双工数据传输。 　　

    电源 　　

    电源的负载已增加到150毫安（USB 2.0是100毫安左右），配置设备可以提高到900毫安。这比USB 2.0高了80%，充电速度更快。另外，USB 3.0的最小工作电压从4.4伏特降到4伏特，更加省电。 　　

    电源管理 　　

    USB 3.0 并没有采用设备轮询，而是采用中断驱动协议。因此，在有中断请求数据传输之前，待机设备并不耗电。简而言之，USB 3.0支持待机、休眠和暂停等状态。 　　

    物理外观 　　

    上述的规范也会体现在USB 3.0的物理外观上。但USB 3.0的线缆会更“厚”，这是因为USB 3.0的数据线比2.0的多了4根内部线。不过，这个插口是USB 3.0的缺陷。它包含了额外的连接设备。