USB 3.0

Το USB 3.0 είναι η δεύτερη πιο σημαντική αναθεώρηση του Universal Serial Bus (USB) (Ενιαίος Σειριακός Δίαυλος ) για σύνδεση με τον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Για πρώτη φορά το 2008, το USB 3.0 προσθέτει μια νέα λειτουργία μεταφοράς που ονομάζεται "SuperSpeed", με δυνατότητα μεταφοράς δεδομένων με ταχύτητα έως 4,8 Gbit/s. Πάνω από 10 φορές ταχύτερα από ό,τι η τελική ταχύτητα του USB 2.0 με 480 Mbit/s.

Διάφορες εφαρμογές σε σύγκριση με το USB 2.0 

Το USB 3.0 είναι παρόμοιo με το USB 2.0 αλλά με πολλές βελτιώσεις και μια εναλλακτική εφαρμογή. Η προδιαγραφή του USB 3.0 ορίζει ένα ξεχωριστό κανάλι για την εκτέλεση της εφαρμογής του. Οι αλλαγές σε αυτή την προδιαγραφή κάνουν βελτιώσεις στους ακόλουθους τομείς:
 Ταχύτητα Μεταφοράς - Προστέθηκε ένα νέο είδος μεταφοράς που ονομάζεται Super Speed ή αρχικό SS - 5 Gbit/s (ηλεκτρικά είναι παρόμοιο με το PCIe Gen2) 
 Αυξημένο εύρος ζώνης - Αντί για μονόδρομη επικοινωνία, το USB 3.0 χρησιμοποιεί δύο διαδρομές δεδομένων μονής κατεύθυνσης: μία για τη λήψη δεδομένων και μία για τη μετάδοση.
 Βελτιωμένη χρήση του διαύλου - Ένα νέο χαρακτηριστικό που προστίθεται (με πακέτα NRDY και ERDY) για να αφήσει μια συσκευή να ειδοποιεί συγχρόνως το πλήθος για την ετοιμότητά της (δεν χρειάζεται polling)
 Υποστήριξη στα εκ περιτροπής μέσα - To πρωτόκολλο Bulk έχει εκσυγχρονιστεί με ένα νέο χαρακτηριστικό που ονομάζεται Stream Protocol που επιτρέπει σε ένα μεγάλο αριθμό λογικών ρευμάτων να εισέλθουν σε ένα Endpoint.

Αρχιτεκτονική και χαρακτηριστικά 

Η αρχιτεκτονική dual-bus του USB 3.0 χρησιμοποιείται για να επιτρέπει και στα δύο, USB 2.0 (Full Speed, χαμηλής ταχύτητας, ή High Speed) και στο USB 3.0 (Super Speed) να πραγματοποιούνται οι εργασίες ταυτόχρονα, παρέχοντας έτσι συμβατότητα προς τα πίσω.

Μεταφορά δεδομένων και συγχρονισμός 
 
Η συναλλαγή SuperSpeed κινείται από τον φορέα υποδοχής κάνοντας μια αίτηση που ακολουθείται από μια ανταπόκριση από τη συσκευή. Η συσκευή είτε δέχεται την αίτηση ή την απορρίπτει. Εάν γίνει δεκτή τότε η συσκευή στέλνει δεδομένα ή δέχεται δεδομένα από τον κεντρικό υπολογιστή. Εάν το τελικό σημείο σταματήσει, η συσκευή θα απαντήσει με μια χειραψία STALL. Αν υπάρχει έλλειψη χώρου μνήμης ή δεδομένων, απαντά με ένα Not Ready (NRDY) σήμα για να δείξει στον χρήστη ότι δεν είναι σε θέση να επεξεργαστεί την αίτηση. Όταν η συσκευή είναι έτοιμη τότε, θα στείλει ένα Endpoint Ready (ERDY) στον χρήστη που θα αναδιαρθρώσει τη συναλλαγή.
Η χρήση της unicasting και της περιορισμένης multicasting των πακέτων, σε συνδυασμό με ασύγχρονες ειδοποιήσεις, επιτρέπει συνδέσεις που δεν περνούν ενεργά πακέτα για να έρθουν σε μειωμένη κατάσταση ισχύος, επιτρέποντας την καλύτερη διαχείριση ενέργειας.

Δεδομένα κωδικοποίησης 

Το "SuperSpeed" προβλέπει έναν άλλο τρόπο μεταφοράς του 5,0 Gbit/s, εκτός από τους τρεις υφιστάμενους τρόπους μεταφοράς. Χρησιμοποιεί εναέρια κωδικοποίηση, η πρώτη διακίνηση δεδομένων είναι 4 Gbit/s, και οι προδιαγραφές θεωρούνται ότι είναι λογικό να επιτεύξουν 3,2 Gbit/s (0.4 GB/s και 400 MB/s).
Όλα τα δεδομένα αποστέλλονται ως ένα ρεύμα από οκτώ bits, τα οποία είναι κωδικοποιημένα και στη συνέχεια μετατρέπoνται σε μια μορφή 10-bit. Αυτό βοηθά στη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI). Η αντίστροφη διαδικασία πραγματοποιείται στο άκρο λήψεως. Κρυπτογράφηση υλοποιείται χρησιμοποιώντας ένα σε δωρεάν λειτουργία γραμμικό καταχωρητή ολίσθησης ανάδρασης (LFSR). Το LFSR επαναφέρεται κάθε φορά που ένα σύμβολο COM έχει σταλεί ή ληφθεί.
Σε αντίθεση με τα προηγούμενα πρότυπα, το πρότυπο USB 3.0 δεν προσδιορίζει άμεσα ένα μέγιστο μήκος καλωδίου, απαιτεί ότι όλα τα καλώδια που πληρούν μια ηλεκτρική προδιαγραφή: καλώδια χαλκού με AWG 26 καλώδιο, το μέγιστο πρακτικό μήκος είναι 3 μέτρα.

Διαθεσιμότητα 
 
Ο Όμιλος USB 3.0 ανακοίνωσε στις 17 Νοεμβρίου 2008, ότι η προδιαγραφή της έκδοσης USB 3.0 έχει ολοκληρωθεί και έχει κάνει τη μετάβαση στο Φόρουμ υλοποίησης (USB-IF). Αυτή η κίνηση ουσιαστικά άνοιξε τo δρόμο για τους προγραμματιστές για την εφαρμογή σε μελλοντικά προϊόντα.
Τα πρώτα καταναλωτικά προϊόντα USB 3.0 ανακοινώθηκαν και έχουν αποσταλεί από την Buffalo Technology το Νοέμβριο του 2009, ενώ τα πρώτα πιστοποιημένα καταναλωτικά προϊόντα USB 3.0 ανακοινώθηκαν στις 5 Ιανουαρίου του 2010, στο Λας Βέγκας Consumer Electronics Show (CES), συμπεριλαμβανομένων δύο μητρικές κάρτες από την ASUS και Gigabyte Technology.

Υιοθεσία 

Ο Όμιλος USB ανακοίνωσε την κυκλοφορία του USB 3.0 το Νοέμβριο του 2008. Στις 5 Ιανουαρίου 2010, το USB-IF ανακοίνωσε τα πρώτα δύο πιστοποιημένα USB 3.0, ένα από την Asus και ένα από την Gigabyte.
Εμπορικοί ελεγκτές αναμενόταν να τεθούν σε μαζική παραγωγή το πρώτο τρίμηνο του 2010. Στις 14 Σεπτεμβρίου 2009, η Freecom ανακοίνωσε USB 3.0 εξωτερικό σκληρό δίσκο. Στις 4 Ιανουαρίου 2010, η Seagate ανακοίνωσε ένα μικρό φορητό σκληρό δίσκο για φορητούς υπολογιστές (desktop ή με την προσθήκη υποδοχής PC Card) στην έκθεση CES στο Λας Βέγκας στη Νεβάδα.
Ο πυρήνας του Linux υποστηρίζει το USB 3.0 από την έκδοση 2.6.31, που κυκλοφόρησε το Σεπτέμβριο του 2009. Το Windows 8 ήταν το πρώτο λειτουργικό σύστημα της Microsoft που πρόσφερε ενσωματωμένη υποστήριξη για το USB 3.0. Τα προγράμματα οδήγησης είναι υπό ανάπτυξη για τα Windows 7, αλλά η στήριξη δεν είχε συμπεριληφθεί με την αρχική έκδοση του λειτουργικού συστήματος. Ωστόσο, οι οδηγοί είναι διαθέσιμoι για τα Windows μέσω των δικτυακών τόπων κατασκευής για να ενεργοποιείται υποστήριξη. Η Intel κυκλοφόρησε το πρώτο chipset της με ενσωματωμένο USB 3.0 το 2012 με την κυκλοφορία του chipset Panther Point. Ορισμένοι αναλυτές του κλάδου ισχυρίζονται ότι η Intel άργησε να ενσωματώσει USB 3.0 στο chipset, με αποτέλεσμα να επιβραδύνεται η κύρια έκδοση. Αυτές οι καθυστερήσεις μπορεί να οφείλονταν σε προβλήματα στη διαδικασία κατασκευής CMOS. Η Apple Inc ανακοίνωσε φορητούς υπολογιστές με θύρες USB 3.0 στις 11 Ιουνίου, 2012. Επειδή οι υπολογιστές της Apple χρησιμοποιούν μόνο επεξεργαστές Intel και «γέφυρα» chipsets, η έλλειψη της Intel για ενσωματωμένη υποστήριξη για USB 3.0 μπορεί να αποδειχθεί ότι είναι ένας κύριος λόγος για τον οποίο η εταιρεία δεν πρόσθεσε υποστήριξη νωρίτερα. Η AMD άρχισε να υποστηρίζει το USB 3.0 με Hubs Fusion Controller του 2011. Η Samsung Electronics ανακοίνωσε την υποστήριξη των USB 3.0 με ARM-based Exynos της 5 Dual πλατφόρμα που προορίζεται για φορητές συσκευές.

Παραπομπές 

USB