USB 3.0

USB 3.0 on teine suurem universaalse järjestiksiini (lühend "USB") edasiarendus.
USB 3.0 suudab andmeid edastada kuni 5 Gbit/s, mis on 10 korda kiirem kui USB 2.0 (480 Mbit/s). USB 3.0 lühendab tunduvalt andmeedastuseks kuluvat aega ja voolutarvet ning on tagasiühilduv USB eelmiste versioonidega (vt Konnektorid). USB 3.0 seadmed on äratuntavad teistsuguse ehitusega sinist värvi pistiku või märgistuse "SS" (SuperSpeed) järgi.
Juulis 2013 tutvustati uut versiooni USB 3.1, mis pakub andmeedastuskiirust 10 Gbit/s (1,25 GB/s). See on sama kiire kui Thunderbolti esimene versioon.
Arhitektuur ja omadused.
Tänu kaksiksiini arhitektuuri kasutamisele, saavad USB 2.0 (High Speed, Low Speed, Full Speed) ja USB 3.0 (SuperSpeed) operatsioonid toimida samaaegselt, luues seetõttu tagasiühilduvuse. Ühendused on aga sellised, mis lubavad ka edasiühilduvust, ehk ühendada USB 3.0 seadmeid USB 2.0 pesadesse.
SuperSpeedi infovahetus algab hosti päringuga, mille peale seade tagastab vastuse. Seade saab päringu vastu võtta või tagasi lükata. Kui seade võtab päringu vastu, siis saadab seade andmed hostile või vastupidi. Kui lõpp-punkt on seiskunud, siis tagastab seade STALL-kätluse (inglise "handshake"). Kui ei jätku puhvri ruumi või andmeid, siis tagastab seade Not Ready (lühend "NRDY") signaali, et öelda hostile, et seade ei ole valmis päringut täitma. Kui seade on valmis, siis tagastatakse hostile signaal Endpoint Ready (lühend "ERDY"), misjärel host jätkatab infovahetust.
Andmeid edastatakse šifreeritud 8-bitiste segmentide voona, mis konverteeritakse 8B/10B kodeeringu abil 10-bitisesse vormingusse. See aitab vähendada elektromagnetilisi häireid. Vastupidine protsess toimub vastuvõtu poolel. Šifreerimine teostatakse lineaarse tagasisidega nihkeregistriga (inglise "Linear Feedback Shift Register", lühend "LFSR"). LFSR lähtestatakse iga kord, kui võetakse vastu või saadetakse COM-sümbol.
Kättesaadavus.
17. novembril 2008 teatas USB 3.0 Promoter Group, et versiooni 3.0 spetsifikatsioonid on olemas, ning toimus üleminek USB arendajate foorumi (inglise "USB Implementers Forum", lühend "USB-IF"), tänu mille said tootearendajad vajaliku informatsiooni tulevaste toodete ühildamiseks USB 3.0-ga.
Esimesed USB 3.0 tooted valmistas Buffalo Technology 2009. aasta novembris, kuid esimesi USB 3.0 sertifitseeritud tooteid esitleti alles 5. jaanuaril 2010 Las Vegases (üks ASUS-e ja üks Gigabyte Technology emaplaat).
USB 3.0 kontrollerite tootjate hulgas on Renesas Electronics, Fresco Logic, ASMedia Technology, Etron, VIA Technologies, Texas Instruments, NEC ja Nvidia.
Lisamine olemasolevatele seadmetele.
USB 3.0 toe saab lisada olemasolevatele sülearvutitele, kasutades vaid USB 2.0 ja ExpressCardi tuge, kasutades ExpressCardi ja USB 3.0 vahelist adapterit selleks, et oleks olemas USB 3.0 signaali tugi. Kuigi PCI Expressi pesa, kuhu ExpressCard on ühendatud, ei anna ise voolu edasi, saavad siiski ExpressCardi ja USB 3.0 voolu USB 2.0 kaudu. Kui ExpressCardil on rohkem kui üks USB 3.0 pesa, siis annab iga pesa edasi vaid 100 mA. Täiendavat voolu mitme pesa jaoks on võimalik saada nendel viisidel:
• Mõningatel ExpressCardi ja USB 3.0 vahelistel adapteritel võib olla võimalus ühendada end kaabli abil lisa USB 2.0 pesadesse, mis annavad omakorda voolu edasi.
• ExpressCardil võib olla sokkel välisvoolu jaoks.
• Kui välisseadmel on sobilik pistmik, siis saab see täiendavat voolu välisvoolu kaudu.
USB 3.0 toe saab lisada lauaarvutile emaplaadi laienduskaardina, kasutades PCI Expressi. Kui mäluseadme andmeedastuskiirus on põhjus, miks mõelda USB 3.0 toe lisamisele, siis alternatiiviks on kasutada mäluseadmeid, mis kasutavad eSATAp-d ja lisada emaplaadile taskukohane kronstein, lisades sinna eSATAp pesa. Mõned välisseadmed toetavad nii USB (2.0 või 3.0) kui ka eSATAp, koos vahetatava adapteriga, seega sama seadet saab kasutada ka USB 3.0 sülearvutiga. Et tagada ühilduvus emaplaadi ja välisseadmetega, peavad kõik USB-sertifitseeritud seadmed olema USB-IF-i poolt heaks kiidetud.
2010. aasta 5. jaanuaril teatas USB-IF, et välja on lastud kaks USB 3.0 sertifikaadiga emaplaati, üks Asuse ja teine Gigabyte'i poolt. Varasemad teadaanded sisaldavad Gigabyte 2009. aasta oktoobri nimekirja seitsmest P55 kiibistikuga USB 3.0 toega emaplaatidest, ning ASUS emaplaat, mis tühistati enne tootmist.
Kommertskontrollereid oodati masstootmisse 2010. aasta esimeseks kvartaliks. 14. septembril 2009 teatas Freecom, et neil on USB 3.0 toega väline kõvaketas. Seagate teatas 2010. aasta 4. jaanuaril, et nad lasid välja USB 3.0 välise kõvaketta komplekti, millega saab luua USB 3.0 pesa sülearvutile või lauaarvutile (kasutades PCI kaardi laiendust).
Operatsioonisüsteemile Windows 7 on USB 3.0 toeks vajalikud draiverid olemas, kuid neid ei olnud esialgses väljalaskes. Draiverid on olnud Windowsile saadaval tootjate kodulehtedelt. Linuxi kernelil on olnud USB 3.0 tugi aga alates versioonist 2.6.31, mis lasti välja 2009. aasta septembris.
Kui operatsioonisüsteem Windows 8 välja tuleb, siis sellele on sisse ehitatud USB 3.0 tugi.
Intel otsustas mitte toetada USB 3.0 kuni 2011. aastani, mis aeglustas põhivooluga kaasaminekut. Viivitus võis olla seotud CMOS-i tootmisprotsessi probleemidega.
Probleemid kiirusega.
On olnud palju tagasisidet, et USB 3.0 seadmed edastavad andmeid kõigest USB 2.0 kiirusel, enamasti teatega "This USB Mass Storage Device can transfer information faster if you connect it to a Super-Speed USB 3.0 port". See probleem võib tekkida mitmel põhjusel, näiteks draiverite puudumine, mõningad kaablid, mis on mõeldud USB 3.0 jaoks, ei talitle korralikult (probleem kadus, kui kasutati teist kaablit), seadmete ühendamise järjekord, seade vajab lahti ühendamist ning siis jälle ühendamist või tuli probleem selle pärast, et arvuti taktsagedust oli tõstetud.
Konnektorid.
USB 3.0 A konnektor.
USB 3.0 Standard-A pistikupesa võtab vastu kas USB 3.0 või USB 2.0 Standard-A pistiku. Vastupidi on USB 3.0 Standard-A pistik võimalik panna USB 2.0 Standard-A pistikupessa. Standard-A-d kasutatakse ühendamiseks arvuti pordiga.
Pistikul on eelkäijatega sarnane füüsiline ehitus, kuid sellel on rohkem kontakte USB 3.0 jaoks. Kontaktid VBUS, D-, D+ ja GND on vajalikud USB 2.0 toe jaoks, kuid USB 3.0 Standard-A pistikul on veel viis kontakti – kaks diferentsiaalpaari ja üks maandus (GND_DRAIN). Diferentsiaalpaarid on SuperSpeed-andmeedastuse jaoks, mis toetavad täisdupleksedastust (andmeid saab signaalikandjal edastada samaaegselt mõlemas suunas). Kontakt GND_DRAIN on selleks, et kaabli maandus saaks lõppeda ning et vältida elektromagnetilisi häireid ja säilitada signaali terviklikkus. Kuna ühel masinal võivad olla nii USB 2.0 kui ka USB 3.0 pordid ja need näevad sarnased välja, siis eristatakse USB 3.0 konnektorit sinine värvi järgi (Pantone 300C).