USB 3.0

Allikas: Vikipeedia
USB 3.0
Loomisaasta detsember 2008
Tootja USB 3.0 Promoter Group[1]
Laius 3–6 mm
Andmeedastuskiirus 5 Gbit/s

USB 3.0 on teine suurem universaalse järjestiksiini (lühend "USB") redigeerimine.

USB 3.0 suudab andmeid edastada kuni 5 Gbit/s kiirusega, mis on 10 korda kiirem kui USB 2.0 (480 Mbit/s). USB 3.0 kasutamine vähendab tunduvalt andmete edastamiseks kuluvat aega ja voolutarvet ning on tagasiühilduv ka USB 2.0 seadmetega. 17. novembril 2008. aastal teatati, 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, selleks et uued tooted ühilduksid USB 3.0 tehnoloogiaga.[2]

Esimesed USB 3.0 tooted valmistas Buffalo Technology 2009. aasta novembris, kuid esimesi USB 3.0 sertifitseeritud tooteid esitleti alles 5. jaanuaril 2010. aastal Las Vegases (üks ASUS ja üks Gigabyte Technology emaplaat). [3][4]

2011. aasta augusti seisuga on Apple Inc. ainus suur ettevõte, mis toodab arvuteid ilma USB 3.0 tehnoloogiata. Selle asemel kasutatakse Thunderbolti. [5]

SuperSpeed USB kasulikkus, USB-IF andmete järgi[1][muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Kiirus. SuperSpeed USB võimaldab edastada andmeid kiirusel kuni 5 Gbps. See on 10 korda kiirem kui Hi-Speed USB.
Erinevate failide edastamine erinevat tüüpi universaalsete järjestiksiinidega[1]
Nimi Tüüp Laul/Pilt 256 Flash USB Flash SD-Film USB Flash HD-Film
Faili suurus 4 MB 256 MB 1 GB 6 GB 16 GB 25 GB
Originaal USB 1.0 5,3 s 5,7 min 22 min 2,2 h 5,9 h 9,3 h
Hi-Speed USB 2.0 0,1 s 8,5 s 33 s 3,3 min 8,9 min 13,9 min
SuperSpeed USB 3.0 0,01 s 0,8 s 3,3 s 20 s 53,3 s 70 s
  1. Voolu tarbimise vähendamine. SuperSpeed USB on disainitud võimalikult suure voolutarbimise kasuteguriga. See kasutab ühe kolmandiku voolust, mida kasutab USB 2.0 sama mahu andmete edastamiseks. Lisaks suudab SuperSpeed USB pakkuda kaks korda rohkem voolu teiste seadmete laadimiseks.
  2. Kiire Sync-N-Go. SuperSpeed USB pakub kiiret sync-n-go tehnoloogiat, mis teeb kasutaja ooteaja võimalikult väikeseks.
  3. Lihtne kasutada. SuperSpeed USB pakub sama kasutusmugavust (inglise Ease-of-Use), isehäälestuvust (inglise Plug-and-Play, lühend PnP) nagu Hi-Speed USB, kuid lisaks on ka ülikiire ühendus.
  4. Tagurpidiühilduvus. Seadmed, mis on USB 2.0 spetsifikatsioonidega töötavad ladusalt ka SuperSpeed USB-ga.

Arhitektuur ja omadused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tänu kaksik-siini 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 siis kui host teeb päringu, 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), mis siis infovahetuse ümber ajastab.

Andmeid edastatakse šifreeritud 8-bitiste andmevoogudena, mis konverteeritakse pärast 10-bit formaati. See võimaldab vähendada elektromagneetilist vahelesegamist (inglise Electromagnetic interference, lühend EMI). Vastupidine protsess toimub vastuvõtu poolel. Šifreerimine teostatakse kasutades lineaarset nihkeregistri tagasisidet (inglise Linear Feedback Shift Register, lühend LFST). LFSR lähtestatakse iga kord kui saadetakse või vastuvõetakse COM sümbol.

Kättesaadavus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lisamine olemasolevatele seadmetele[muuda | redigeeri lähteteksti]

USB 3.0 toe saab lisada olemasolevatele sülearvutitele kasutades vaid USB 2.0 ning ekspresskaardi tuge. Kasutades ekspresskaardi ja USB 3.0 vahelist adaptrit, selleks et oleks olemas USB 3.0 signaali tugi. Kuigi PCI Express pistik, kuhu ekspresskaart ühendub, ei anna ise voolu edasi, saavad siiski ekspresskaart ja USB 3.0 voolu USB 2.0 kaudu. Kui ekspresskaardil on rohkem kui üks USB 3.0 pesa, siis annab annab iga pesa edasi vaid 100 mA. Täiendavat voolu mitme pesa jaoks on võimalik saada nendel viisidel:
• Mõningatel ekspresskaardi ja USB 3.0 vahelistel adapteritel võib olla võimalus ühendada end kaabli abil lisa USB 2.0 pesadesse, mis annavad omakorda voolu edasi.
• Ekspresskaardil võib olla sokkel välisvoolu jaoks.
• Kui välisseadmel on sobilik pistmik, siis saab see täiendavat voolu välisvoolu kaudu.

USB 3.0 toe saab lisada lauarvutile 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.[4] Selleks, et tagada ühilduvus emaplaadi ja välisseadmetega, peavad kõik USB-sertifitseeritud seadmed olema USB-IF-i poolt heakskiidetud.

Sülearvuti külje konnektorid. Esimene vasakult on USB 3.0 host ning esimene paremalt on USB 2.0 host. Pane tähele lisakontakte USB 3.0 pesa ülemises osas.

2010. aasta 5. jaanuaril teatas USB-IF, et välja on lastud kaks USB 3.0 sertifikaadiga emaplaati, üks Asuse ja teine Gigabyte poolt.[4][6] Varasemad teadaanded sisaldavad Gigabyte 2009. aasta oktoobri nimekirja seitsmest P55 kiibistikuga USB 3.0 toega emaplaatidest,[7] ning ASUS emaplaat, mis tühistati enne tootmist. [8]

Kommertskontrollereid oodati masstootmisesse 2010. aasta esimeseks kvartaliks. [9] 14. septembril 2009. aastal teatas Freecom, et neil on USB 3.0 toega väline kõvaketas.[10] 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).[11][12]

Operatsioonisüsteemile Windows 7 on USB 3.0 toeks vajalikud draiverid olemas, kuid neid ei olnud esialgses väljalaskes.[13] 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. [14][15][16]

Kui operatsioonisüsteem Windows 8 välja tuleb, siis sellele on sisseehitatud USB 3.0 tugi. [16]

Intel otsustas mitte toetada USB 3.0 kuni 2011. aastani, mis aeglustas põhivooluga kaasaminekut. Viivitus võis olla seotud CMOS-i tootmisprotsessi probleemidega.[17][18]

Probleemid kiirusega[muuda | redigeeri lähteteksti]

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 tulla mitmel põhjusel, näiteks draiverite puudumine, mõningad kaablid, mis on mõeldud USB 3.0 jaoks, ei funktsioneeri 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.[19]

Konnektorid[muuda | redigeeri lähteteksti]

USB 3.0 A pistik[muuda | redigeeri lähteteksti]

USB 3.0 Standard-A pistikupesa võtab vastu kas USB 3.0 Standard-A pistiku või USB 2.0 Standard-A pistiku. Vastupidi on USB 3.0 Standard-A pesa võimalik panna USB 2.0 Standard-A pistikupessa. Standard-A'd kasutatakse ühendamiseks arvuti pordiga.

Pistikul on sama füüsiline konfiguratsioon nagu selle eelkäijatel aga 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 lisatud veel 5 kontakti – kaks diferentsiaalpaari ja üks maandus (GND_DRAIN). Kaks lisa diferentsiaalpaari on SuperSpeed andmeedastuse jaoks, mis toetavad täisdupleks-SuperSpeed signaali (täisdupleksedastus – andmeid saab signaalikandjal edastada samaaegselt mõlemas suunas). Kontakt GND_DRAIN on selleks, et kaabli maandus saaks lõppeda ning selleks et kontrollida elektromagneetilist vahelesegamist ja säilitada signaali terviklikkus. Kuna USB 2.0 ja USB 3.0 pordid võivad samal masinal koos eksisteerida ja näevad sarnased välja, on USB 3.0 konnektor värvilt sinine (Pantone 300C).

USB 3.0 Standard-A konnektor
USB 3.0 Standard-A ja Standard-B[20]
Kontakt Värv Signaali nimi
('A' konnektor)
Signaali nimi
('B' konnektor)
1 Punane VBUS
2 Valge D−
3 Roheline D+
4 Must GND
5 Sinine StdA_SSRX− StdA_SSTX−
6 Kollane StdA_SSRX+ StdA_SSTX+
7 MAANDUS GND_DRAIN
8 Lilla StdA_SSTX− StdA_SSRX−
9 Oranž StdA_SSTX+ StdA_SSRX+
Kest Kest Varjestus
USB 3.0 Micro-B konnektor
USB 3.0 Powered-B[20]
Kontakt Signaali nimi Kirjeldus
1 VBUS Vool
2 D- USB 2.0 Diferentsiaalpaar
3 D+
4 GND Voolu tagastuse maandus (inglise Ground for power return)
5 StdB_SSTX- Superspeed saatja diferentsiaalpaar
6 StdB_SSTX+
7 GND_DRAIN Maandus signaali tagastusele (inglise Ground for signal return)
8 StdB_SSRX- Superspeed vastuvõtja diferentsiaalpaar
9 StdB_SSRX+
10 DPWR Seadme poolt antud vool
11 DGND DPWRi tagastuse maandus (inglise Ground return to DPWR)
Kest Varjestus Konnektori metall

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 1,2 "About_SSUB_2011" (PDF). Vaadatud 27. november 2011.
  2. "USB‐IF" (PDF). Vaadatud 27. november 2011.
  3. "First Certified USB 3.0 Products Announced". PC World (7. jaanuar 2010). Vaadatud 27. november 2011.
  4. 4,0 4,1 4,2 SuperSpeed USB Consumer Cert Final 2, http://www.usb.org/press/SuperSpeed_USB_Consumer_Cert_FINAL_2_.pdf .
  5. "Thunderbolt: Next-Generation high-speed I/O technology". Apple (February 24, 2011). Vaadatud 27. november 2011.
  6. Both Gigabyte and Asus claimed the "first" USB 3.0 motherboard, Gigabyte, http://www.gigabyte.us/News/Motherboard/News_List.aspx?NewsID=1509 [katkine viide] and Asus, http://usa.asus.com/News.aspx?N_ID=8avVkB0IqOx0m8Pr , while the official announcement, http://www.usb.org/press/SuperSpeed_USB_Consumer_Cert_FINAL_2_.pdf .
  7. Gibabyte, http://www.gigabyte.com.tw/News/Motherboard/News_List.aspx?NewsID=1486 [katkine viide].
  8. "Asus cancels its first usb 3.0 motherboard". The Inquirer. Vaadatud 27. november 2011.
  9. "Digitimes" (15. aprill 2009). Vaadatud 27. november 2011.
  10. "Freecom.com".[katkine viide]
  11. Ngo, Dong (5. jaanuar 2010). "Seagate ships USB 3.0-based external hard-drive kit for laptops | CES". CNET. Vaadatud 27. november 2011.
  12. "BlackArmor PS 110 with USB 3.0 | Portable Hard Drive for Business with Backup Software". Seagate. [katkine viide]
  13. "USB in MS Windows 7 more reliable, but no 3.0 speed boost". APC Mag. Vaadatud 27. november 2011.
  14. "Kernel newbies" (9. september 2009). Vaadatud 27. november 2011.
  15. "Erste USB 3.0 Treiber". DE: Heise (3. detsember 2009). Vaadatud 27. november 2011.
  16. 16,0 16,1 "First driver for USB 3.0". Linux magazine (9. juuni 2009). Vaadatud 27. november 2011.
  17. Spekulationen über Verzögerungen bei USB 3.0, http://www.heise.de/newsticker/meldung/Spekulationen-ueber-Verzoegerungen-bei-USB-3-0-835980.html 
  18. Paul Mah (23. oktoober 2009). "Fiercecio.com". Fiercecio.com. Vaadatud 27. november 2011.
  19. USB 3.0 with "The Device can perform Faster", http://www.tomshardware.com/forum/259843-32-device-perform-faster .
  20. 20,0 20,1 "USB 3.0 Interface Bus, Cable Diagram". Vaadatud 27. november 2011. 100806 interfacebus.com