电脑USB技术基础:USB3.0技术详解

 电脑硬件     |      2020-01-10 11:06
电脑USB技术基础

USB3.0对传输速度进行了大幅提升,它基于全双工数据传输协议,理论传输速率高达5Gb/秒(即625MB/秒),实际数据传输速率也将高达3.2Gb/秒(即400MB/秒),相比USB2.0时代有了将近10倍的提升。

针对移动设备功耗越来越高的趋势,USB3.0还对供电功能进行了增强。

其硬盘启动电流的要求而造成的无法正确识别的现象将不复存在。供电的增强意味着功耗的提升,因此USB3.0加入了更多的电源管理机制。能够支持待机、休眠以及暂停等状态,保证设备在空闲时能够最大限度地降低电力消耗。

USB3.0对USB2.0保持了向下兼容特性,但仅限于3种接口中的A型接口。另外的B型接口以及MicroB型接口,均采用了新的外形方案,因此无法再兼容USB2.0时代的方口和Mini口。

目前我们在主板或笔记本电脑上比较常见的USB3.0多采用A型接口,厂商多采用蓝色标注以与USB2.0等接口进行区别。

作为新生事物,目前的应用环境尚不成熟,如何选择适合自己的USB3.0设备,成为困扰不少用户的难题。

首先来看主板,由于英特尔的eHCI1.0版本规范公开不久,因此目前市场上的主流芯片组产品尚无法提供对USB3.0的原生支持,只能通过在主板上附加独立的USB3.0控制芯片来提供USB3.0接口。

以技嘉为代表的主板厂商在P55芯片组的产品中就已经开始通过此方法提供了USB3.0接口,但更早期的主板则只能通过使用第三方扩展卡的方式来获得USB3.0接口。

标准USB3.0优盘接口目前常见USB3.0控制芯片主要由NEC、威盛、ASmedia(祥硕科技)以及FrescoLogic几家厂商生产。

其中NEC的PD720200控制芯片是全球第一款通过USB-IF官方认证的主控芯片,也是迄今为止应用最为广泛,兼容性最好的产品。

在技嘉、华硕等多款高端主板上均能见到该主控的身影。而威盛、ASmedia的主控因为成本相对较为低廉而在二三线品牌的主板中较为常见。

FrescoLogic的FL1000G以及随后推出的FL1009则应用范围较小,主要集中在三线品牌的主板上。

NECUSB3.0主控芯片除去主控芯片之外,我们还应该关注主板的南桥。

因为全速USB3.0接口基于PCI-E2.0数据通道,而英特尔P55芯片组以及AMDSB750南桥则仅能提供PCI-E1.0通道,无法完全发挥USB3.0接口的速度优势。

以NEC的PD720200主控为例,在PCI-E1.0界面下,其速度损失接近30%。因此选择合适的主板芯片是保证USB3.0能够完全发挥其性能的重要环节。

如果选用英特尔平台则建议选择最新发布的6系列芯片组产品,而AMD平台的选择范围稍宽,基于SB800及以后型号的南桥芯片都能够提供PCI-E2.0通道。

Windows7SP1。而目前的Windows7操作系统,仍需要用户手动安装驱动才能够正常使用USB3.0接口。

众多出色的特性令无数用户对USB3.0翘首以待,但尚不成熟的应用环境还是使不少用户选择了持币观望的做法。

随着基于USB3.0接口的外界设备如雨后春笋般出现,究竟USB3.0设备是否值得普通用户购买?规范中标明的近10倍的性能提升是否能够实现?对传统的USB2.0设备又是否能够很好地兼容?一系列疑问困扰着不少消费者。

测试系统硬件平台在硬件设备上,我们选择了技嘉的P67A-UD3R硬盘盒产品,我们将使用相同的硬盘来测试这两者的速度差异。

在HDTuneProv4.60软件测试中,USB3.0接口的读写操作成绩均极为出色,与SSD直接接驳SATA接口时的成绩基本相同。

实测读取速率高达196.8MB/s,写入速率也高达143.9MB/s。相比之下,USB2.0接口的读写速度分别仅为33.3MB/s以及30.8MB/s,差距明显。

使用hdtachRWv3.0.1.0软件进行测试,成绩基本相仿。

兼容性测试中,我们使用支持USB2.0的MB668US-1SB接入主板的USB3.0接口中,测试成绩与接入USB2.0接口时基本无差异。

而将支持USB3.0的MB668U3-1SB插入USB2.0接口时,其测试成绩大幅下滑,但稍高于USB2.0设备的测试结果。