Интерфейс USB 3.0

USB 3.0 — долгожданный преемник USB 2.0, который вот уже десять лет входит в стандартный набор разъемов компьютеров и ноутбуков. Интерфейс USB был представлен в 1996 году в качестве простого способа соединения компьютера и периферийных устройств. Ранее использовались порты LPT и СОМ, что было сопряжено со множеством неудобств. Успех новому стандарту принесла версия 2.0: в случае с ней передача данных осуществляется со скоростью до 480 Мбит/с, технология Plug&Play позволяет подключать, идентифицировать и конфигурировать устройства, не выключая при этом компьютер, а благодаря наличию линий питания многие гаджеты (например, флеш-накопители, внешние винчестеры или веб-камеры) не требуют внешних источников электроэнергии. Однако в настоящее время пропускной способности в 480 Мбит/с становится недостаточно. Поэтому в 2007 году ряд крупных компаний, в том числе Intel, Microsoft, NEC и другие, объявили о разработке USB 3.0, работа над которым была завершена в ноябре 2008-го. Скорость передачи данных по новому интерфейсу достигает 5 Гбит/с, что означает десятикратное увеличение пропускной способности по сравнению с USB 2.0.

Как в свое время USB 2.0, новый интерфейс должен стать стандартным во всех сферах электронной индустрии, что позволит ему просуществовать несколько лет. Однако в случае с ним все будет складываться не так безоблачно: в настоящее время предпринимаются попытки замены кабеля беспроводными интерфейсами. Некоторые подобные стандарты, к примеру WirelessHD, обеспечивают пропускную способность до 3 Гбит/с. Кроме того, уже в 2010 году должен появиться новый оптический интерфейс для соединения различных электронных устройств под названием Light Peak со скоростью передачи данных до 10 Гбит/с. Так что USB 3.0 ожидает достаточно жесткая конкуренция.

Те, кто пока не планирует приобретать новую материнскую плату, но хотели бы уже сегодня перейти на новый стандарт, могут воспользоваться контроллерами USB 3.0, выполненными в виде плат расширения. Они доступны только с интерфейсом PCI Express и стоят от 1500 рублей. А владельцы ноутбуков могут оснастить свои устройства контроллерами USB 3.0, представляющими собой карту расширения ExpressCard.

Интерфейс USB 3.0 разработан с учетом обратной совместимости с предыдущими версиями этого стандарта. Наряду с новым режимом работы SuperSpeed (5 Гбит/с) он без каких-либо ограничений поддерживает и старые: Low-Speed (до 1,5 Мбит/с), Full-Speed (до 12 Мбит/с) и Hi-Speed (до 480 Мбит/с) . Благодаря тому что наиболее распространенный разъем типа А сохранил свои размеры и форму, старые разъемы и провода получится использовать и в дальнейшем, однако скорость при этом не будет превышать
480 Мбит/с.

Те, кто с большой охотой приобретает новинки компьютерной индустрии, могут без особых финансовых затрат начать использовать первые устройства с поддержкой нового интерфейса уже сегодня. Всем остальным имеет смысл набраться терпения и подождать: в скором времени (начиная со второй половины 2010 года) USB 3.0 будет присутствовать в большинстве новых материнских плат и многих моделях ноутбуков благодаря интеграции контроллера в чипсеты Intel, NVIDIA и AMD. Пока же доля компьютеров с новым интерфейсом ничтожно мала. Это означает, что купленная вами новая «флешка» с USB 3.0 сможет раскрыть весь свой потенциал только на ПК, оборудованном соответствующим контроллером.

Для достижения более высокой пропускной способности в USB 2.0 были внесены некоторые изменения: протокол интерфейса теперь использует новый режим передачи данных SuperSpeed со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с. Чтобы столь высокое значение стало реальностью, количество контактов в разъеме было увеличено с четырех до девяти. В результате изменился и сам кабель: в USB 3.0 к двум проводам для передачи данных и линиям питания и заземления, доставшимся ему в наследство от шнура USB 2.0, добавились четыре провода для передачи данных и одна дополнительная линия заземления. Возросла не только пропускная способность, но и сила тока — с 500 до 900 мА. Это позволяет устройствам некоторых классов избавиться от внешнего блока питания.

Результаты просто поразительны: при подключении через QuickPort и в боксе Buffalo современные винчестеры работают с максимальной скоростью — разницы между SATA и USB 3.0 нет. В данном случае мы имеем дело с четырехкратным увеличением пропускной способности по сравнению с USB 2.0. Еще более высокую скорость (до 200 Мбайт/с) можно получить, если подсоединить к QuickPort быстрый SSD. Однако здесь нас ожидал неприятный сюрприз: SSD-накопитель Intel Х25-М G2 при подключении по интерфейсу SATA работал быстрее: скорость передачи данных достигала 260 Мбайт/с. По всей видимости, драйверы для контроллера NEC пока не позволяют ему работать с максимальной скоростью.

Внешний порт SATA (eSATA) становится все более популярным и все чаще встречается в компьютерах. Он обеспечивает скорость передачи данных до 300 Мбайт/с, и при этом вы не столкнетесь с отсутствием возможности горячего подключения или встроенных линий питания. Однако на деле eSATA уступает USB 3.0: у первого интерфейса жесткий и довольно короткий кабель, и для него не существует хабов. Еще одной альтернативой является интерфейс FireWire 800, который, однако, не способен составить eSATA и USB 3.0 достойную конкуренцию: скорость более 100 Мбайт/с невозможно обеспечить чисто технически, а устройств с этим интерфейсом на рынке гораздо меньше.

Новый интерфейс будет полезен любому пользователю, хотя, возможно, и не в самое ближайшее время. Тем, кто использует в основном «медленные» периферийные USB-устройства (сканеры, принтеры, клавиатуры, мыши или веб-камеры), необязательно сразу переходить на USB 3.0: в их случае режим работы SuperSpeed не обеспечит никаких преимуществ. Однако тем, кто часто копирует на USB-винчестеры и флеш-накопители большие объемы информации, имеет смысл обратиться к новой версии USB. Скорость передачи данных в 200 Мбайт/с, полученную нами в ходе тестирования, в настоящее время может обеспечить только интерфейс eSATA.

4 Комментарии “Интерфейс USB 3.0

  1. Преувеличить роль Universal Serial Bus (USB) в развитии современных компьютеров довольно сложно. Появление универсальной шины для подключения всевозможных периферийных устройств и накопителей в некоторой степени смогло даже изменить модель работы с ПК, значительно облегчив жизнь пользователям. Пятнадцатилетняя история развития USB весьма интересна. С тех пор сменилось несколько стандартов, которые улучшили функциональность и увеличили скоростные характеристики. Современные требования к интерфейсу делают актуальной новую спецификацию популярной шины – USB 3.0

    Несмотря на то что для использования многих периферийных устройств возможностей USB 2.0 до сих пор вполне достаточно, для целого ряда продуктов пропускной способности ее транспортной магистрали уже не хватает. Так, скоростные параметры винчестеров давно преодолели рубеж в 100 МБ/c, потому в случае с внешними накопителями, ставшими очень популярными, именно интерфейс подключения является наиболее узким местом, не позволяющим использовать потенциал устройства на все сто. Аналогичная проблема возникает и при работе с высокоскоростными флеш-дисками, а создание внешних SSD делает и вовсе нецелесообразным. В подобном случае предпосылки появления более скоростного варианта шины вполне очевидны. Разработка и внедрение любого нового стандарта передачи данных – процесс длительный. Со множеством этапов утверждения, сертификации и т. п. Потому неудивительно, что финальная версия USB 3.0, по сути, была готова еще в ноябре 2008 года, а реальные устройства с его поддержкой появились не так давно.

  2. Именно возросшую скорость передачи данных можно считать одним из основных преимуществ USB 3.0. Для нового стандарта это 5 Гб/c вместо прежних 480 Мб/c, характерных для USB 2.0. Безусловно, это теоретическое значение, и на практике следует учитывать всевозможные «накладные расходы» (избыточное кодирование, синхронизация), однако увеличение пропускной способности на порядок все же впечатляет. Еще одним немаловажным улучшением можно считать повышение мощности типичного порта, который теперь может обеспечить до 900 мА, тогда как по версии USB 2.0 максимальный ток для подключенного устройства составлял 500 мА. Эта новость порадует владельцев HDD-накопителей, испытывающих сложности из-за недостатка питания для раскручивания шпинделя жесткого диска. Кроме того, увеличенный ток позволит ускорить подзарядку портативных устройств по USB.

    Также достойным внимания отличием USB 3.0 от предшествующего стандарта является то, что передача данных теперь осуществляется одновременно в обе стороны (Dual Simlpex) без задержек, тогда как в USB 2.0 применялась однонаправленная схема. А внедренная четырехступенчатая технология энергосбережения позволит переводить подключенное устройство в спящий режим, если определенное время к нему не было обращений, – прямой путь к снижению энергопотребления системы.

    USB 3.0 имеет ужесточенные ограничения на длину интерфейсного кабеля. Если для USB 2.0 заявлена возможность использовать проводники до 5 м, то в более скоростной версии – только до 3 м. Для быстрого трансфера информации количество проводников было увеличено – к имеющимся четырем добавлены еще пять: две пары для приема/передачи данных и заземление. По этой причине изменены и коннекторы, соединительные группы которых увеличились на соответствующее число контактов. Чтобы визуально быстро отличать порты и штекеры кабелей USB 3.0 от коннекторов интерфейсов предшествующих стандартов, внутренние пластиковые элементы разъемов окрашиваются в синий цвет.

  3. Несмотря на то что финальная версия стандарта была готова достаточно давно, основные разработчики наборов системной логики – AMD и Intel – не торопятся внедрять USB 3.0 в своих чипсетах. В Intel P55/H55/H57 его нет, да и в недавно представленной серии AMD 8xx с южным мостом SB850 поддержки нового интерфейса не появилось. Увы, судя по всему, неотъемлемой частью популярных наборов логики USB 3.0 станет не ранее 2011 года. До этого момента для поддержки скоростного интерфейса производителям оборудования понадобится использовать микросхемы от сторонних разработчиков. Подавляющее большинство устройств с поддержкой USB 3.0 оснащены хост-контроллером NEC ?PD720200. Чип обходится производителям материнских плат и внешних контроллеров примерно в $5–6 за штуку, и расходы на нее в конечном итоге, безусловно, ложатся на плечи пользователей. Однако компаний, желающих составить здесь конкуренцию NEC, более чем достаточно, и весомым аргументом станет как раз стоимость самих микросхем.

    В сложившейся ситуации особая миссия у производителей материнских плат. USB 3.0 – великолепный повод обновить свой модельный ряд, потому прогноз на будущее здесь весьма радужный. Лидеры уже заявляют о преодолении миллионных рубежей по количеству выпущенных плат с USB 3.0. Приятно отметить, что в перечне моделей, поддерживающих новый скоростной интерфейс, находятся не только топовые решения, но и устройства среднего уровня. После снижения цен на контроллеры можно ожидать и более широкого их распространения. Производители мобильных систем не столь активны в отношении нового интерфейса, однако целый ряд моделей от A-брендов уже оснащаются портами USB 3.0, и можно не сомневаться, что перечень таких устройств будет только увеличиваться.

  4. Новая версия универсального скоростного интерфейса удалась. USB 3.0 обречен на успех, вопрос лишь в том, насколько быстро шина получит массовое распространение. Производители оборудования настроены довольно решительно и будут делать все возможное, чтобы подстегнуть спрос на новые устройства, особенно после не слишком удачного по объемам продаж 2009 года. К тому же с точки зрения маркетинга USB 3.0 – это та самая «большая вещь», которая может убедить пользователей совершить очередную покупку. Взрывной рост популярности интерфейса, вероятно, произойдет в 2011 году, когда поддержка USB 3.0 будет реализована на уровне чипсетов материнских плат. Впрочем, если вы хотите обзавестись производительным внешним накопителем, серьезно уменьшив время ожидания при передаче данных, то сделать это можно уже сейчас. Ассортимент устройств с поддержкой скоростной шины ежедневно расширяется и веских аргументов против для широкого распространения USB 3.0 нет.

Комментарии закрыты