USB 3.1

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新的USB規範,該規範由英特爾等公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)技術相比,新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統,並提供一倍以上的有效數據吞吐率。它完全向下兼容現有的USB連線器與線纜。

USB 3.1 Gen2兼容現有的USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)軟體堆疊和設備協定、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。

USB-IF最新的USB命名規範,原來的USB 3.0和USB 3.1將會不再被命名,所有的USB標準都將被叫做USB 3.2,考慮到兼容性,USB 3.0至USB 3.2分別被叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

基本介紹

  • 中文名:通用串列匯流排 技術規範3.1
  • 外文名:SuperSpeed USB 10 Gbps
  • 最高傳輸速率:10Gbps(1.25GB/s)
  • 供電電壓:5V/12V/20V
  • 供電電流:1.5A/2A/3A/5A
  • 接口引腳數:9(Type-A/Type-B)/12(Type-C)
  • 標準:USB3.1 Gen1;USB 3.1 Gen2
特性,四大提升,支持作業系統,

特性

簡介
重點:由於市場的混亂,和不良奸商的忽悠,大多數人根本搞不清USB3.0和USB3.1。USB 3.1 Gen1就是USB 3.0。而USB 3.1 Gen2才是真正的USB3.1。USB 2.0的最大傳輸頻寬為480Mbps(即60MB/s),USB 3.0(即USB 3.1 Gen1)的最大傳輸頻寬為5.0Gbps(500MB/s),USB 3.1 Gen2的最大傳輸頻寬為10.0Gbps(雖然USB 3.1標稱的接口理論速率是10Gbps,但是其還保留了部分頻寬用以支持其他功能,因此其實際的有效頻寬大約為7.2Gbps)。USB 2.0四針接口,USB 3.0和USB 3.1九針接口。
USB 3.1是最新的USB規範,該規範由英特爾等大公司發起。與現有的USB技術相比,新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統,並提供一倍以上的有效數據吞吐率(USB IF協會)。它完全向下兼容現有的USB連線器與線纜
USB 3.1兼容現有的USB3.0軟體堆疊和設備協定、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。
USB3.1 LOGOUSB3.1 LOGO
擁有Thunderbolt技術的英特爾也歡迎USB 3.1標準的成形。USB 3.1包含了USB 3.0的大部分特性。USB 3.1作為下一代的USB傳輸規格,通常被稱為“SuperSpeed+”,將在未來替代USB 3.0。
規範制定歷程
2008年11月12日USB 3.0推出之後,SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能,附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率的要求提高,加上也希望能提升供電能力,2013年1月6日USB IF協會(USB Implementers Forum)正式宣布要推出新的USB 3.0加強版(即USB 3.1)。2013年7月31日宣布正式開始研發SuperSpeed 10Gbps,2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣布USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014,ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片,實現SuperSpeed+,也就是SuperSpeed 10Gbps速率。
介面規範
usb 3.1有三種連線介面,分別為Type-A(Standard-A)、Type-B(Micro-B)以及Type-C
Type-A(左)與 Type-C(右)Type-A(左)與 Type-C(右)
標準的Type-A是目前套用最廣泛的介面方式,Micro-B則主要套用於智慧型手機和平板電腦等設備,而新定義的Type-C主要面向更輕薄、更纖細的設備。
Type-C大幅縮小了實體外型,更適合用於短小輕薄的手持式裝置上,Type-C將取代Micro-AB型連線器(支援USB裝置直接對傳,不需要有主控系統介入),也將取代一般Micro-USB連線器,Type-C仿Apple Lightning連線器,正反均可正常連線使用,較現有Micro-USB更理想,Micro-USB雖有防止反接的防呆機制,但正反均可接的好處,勝過防止反接,摸黑狀況上都可順利完成接線。另外,Type-C還有增進的電磁干擾與RFI mitigation (射頻干擾抑制)特性。
Micro-B(反面)Micro-B(反面)
傳輸速率與編碼標準
因應各種裝置的高速套用,USB的頻寬從1.0版本(1.5Mbps)、1.1版本(12Mbps)、2.0版本(480Mbps)到3.0版本(5Gbps),速度已經有很大的進步了,而面對將來的需求,新的USB 3.1介面將把頻寬再翻倍,提升至10Gbps,同時值得注意的是,編碼率也再度提升。
USB 3.0為8b10b編碼,也就是每傳送10bit資料中,只有8bit是真實的資料,剩餘的2bit是做為檢查碼。8B/10B(簡稱8b10b)最早是IBM在1983年發明並套用於ESCON(Enterprise Systems Connection 200M)(200M互連繫統)上的。因此整個頻寬會有高達20%(2/10)的損耗,而新的USB 3.1則是使用128b/132b編碼,在132bit的資料中,只需使用4bit做為檢查碼,傳輸損耗率大幅下降為3%(4/132),所以USB 3.1不單只是提升頻寬而已,連傳輸效率也增進不少。另外,相較於Thunderbolt,USB 3.1和Thunderbolt1已同樣擁有10Gbps的速度,而Thunderbolt 2雖然提供20Gbps,但只是把原本的Thunderbolt 1中兩條獨立的10Gbps合併,變成單向傳輸20Gbps,而非雙向,而此看來,只要USB 3.1裝置正式問市後,頻寬速度和套用廣度上仍相當具有優勢。
電力供應規範
相比USB 2.0的5V/0.5A,USB 3.0提供了5V/0.9A電源。但人們任然希望更強的供電能力,於是USB 3.1(SuperSpeed+)將供電的最高允許標準提高到了20V/5A,供電100W。
電力供應規範- USB Power Delivery(USB PD),設計上兼容現有的USB 2.0和USB 3.0線材和連線器,新的USB 3.1 Type-C連線器也通用。USB PD支持更高的電壓和電流,以滿足不同的套用裝置,同時也相容現有的USB Battery Charging 1.2充電規格。USB PD為埠對埠的架構,USB和電力溝通訊號分開,電力的供應是透過主機端和裝置端的VBus通訊協定來溝通,如果裝置支持,則可依組態(Profiles)的電壓和電流,提供更高的瓦數供應。USB PD依裝置不同分成5個組態(Profiles),皆需要使用新的可偵測線材,才能提供大於1.5A或5V的電力。組態1針對手機,為5V/2A(10W),基本的電力輸出,已比USB 3.0的5V/0.9A(4.5W)還多; 組態2為5V/2A或12V/1.5A(最大18W),可為平板和筆電充電;組態3為5V/2A或12V/3A(可提供較大的筆電最大36W的電力);組態4為最大為20V/3A(60W)(Micro-A/B連線器不支持),,組態5為最大為20V/5A(100W)的電力供應,(TYPE-A/B連線器不支持),也就是說只有type-c才能完全支持最大100W電力供應。USB 3.1供電的提升,以及支持充電的套用將會讓USB 3.1有望大一統手機、平板、電腦傳輸介面。
USB 3.1
影音傳輸標準
USB 3.1新增USB A/V影音傳輸。使用USB來傳輸畫面其實有很大的便利性,除了USB介面本身就相當廣泛外,還能省去一條電源線,直接以USB供電,例如ASUS MB168B+ 15.6吋可攜式顯示器,就是以一條USB 3.0來連線顯示,不過它最多只支持到Full HD等級。新的USB AV 3.1提供9.8Gbps頻寬,最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K顯示畫面,4K顯示的規格已和HDMI 1.4一樣,同時USB AV也支援HDCP影像加密技術,搭配更大的電力供應,較大尺寸的顯示器可望也能藉由USB AV 3.1來顯示4K解析度。另外,現有的裝置和顯示器可透過USB AV轉接器,以USB線來傳送影音。USB AV若能加以普及,勢必能為生活帶來很多便利性,USB線也可能取代其它顯示介面,成為最實用的影音傳輸線材。
各影音傳輸標準對比(來源:Intel)各影音傳輸標準對比(來源:Intel)

四大提升

讓手機更快充電
由於供電標準提升至20V/5A、100W功率,USB 3.1能夠極大提升設備的充電速度,同時還能為筆記本、投影儀甚至是電視等更高功率的設備供電,這也是為什麼蘋果的全新MacBook只需要內置一個USB Type C,便可實現供電、傳輸需求。
更高的數據傳輸速度
由於USB 3.1支持高達10Gbps的傳輸速率,將極大提升手機的傳輸速度,這對於手機發展是十分有利的。比如,越來越多的手機開始支持4K視頻拍攝,視頻檔案更加龐大,更快的數據傳輸速度是必要的。
支持顯示輸出
目前,HDMI是電視、顯示器產品所普遍採用的接口標準,雖然擁有微型版本,但很少有手機專門配備該接口,因為這會導致成本上升、體積增加。而由於USB 3.1支持顯示輸出,所以更適合作為移動設備的輸出接口,尤其是可逆的Type-C。
通用性
顯然,一個萬能的通用接口,是手機、平板等小型設備所需要的,能夠極大提升設備的連線性。而從目前來看,USB 3.1中的Type-C最有可能成為未來的連線標準,提供數據傳輸、外設連線、顯示輸出等一體化的連線方案。

支持作業系統

Microsoft* Windows* XP(所有版本)
Microsoft Windows 2003
Microsoft Windows Vista
MicrosoftWindows 7
Microsoft Windows 8
Microsoft Windows 8.1
Microsoft Windows 10
Mac OS X所有版本
Linux部分版本

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