USB 3.0 - czym się różni od poprzednika

Jest coraz więcej zastosowań, w których przydaje się duża prędkość transmisji danych. Aparaty i kamery cyfrowe oferują coraz większe rozdzielczości obrazu, co zwiększa rozmiar rejestrowanego przez nie materiału - przede wszystkim, jeśli robisz zdjęcia w nieskompresowanym formacie RAW.

Odtwarzacze MP3 zapewniają coraz większe pojemności, a użytkownik nie chce długo czekać na przesłanie piosenek z komputera do pamięci urządzenia. Poza tym regularne tworzenie zapasowych kopii danych jest znacznie wygodniejsze, gdy przebiega szybciej. Jednak wszystko to wymaga określonych uwarunkowań technicznych.

Różnice techniczne pomiędzy USB 3.0 i USB 2.0

Buffalo Drive Station USB 3.0 - jeden z pierwszych nowych twardych dysków, które są wyposażone w interfejs USB 3.0.W porównaniu do USB 2.0 wtyczki interfejsu USB 3.0 mają pięć styków więcej. SSTX+ i SSTX- służą do transmisji danych z hosta do urządzenia zewnętrznego, zaś SSRX+ i SSRX- są przeznaczone do przesyłania danych w odwrotnym kierunku, a więc z urządzenia zewnętrznego do hosta. Ponadto jest dodatkowy przewód masowy GND. Mimo opisanych różnic nowy standard jest częściowo zgodny ze starszym USB 2.0. I tak, na przykład urządzenia USB 2.0 ze złączami typu A, a więc z płaskimi, prostokątnymi wtyczkami, można bez problemu podłączać do portu USB 3.0 typu A i odwrotnie.

Trochę inaczej jest z prawie kwadratowymi wtyczkami typu B, które często znajdują zastosowanie w drukarkach i zewnętrznych twardych dyskach. Kolejny wyjątek stanowią złącza micro-USB stosowane powszechnie w aparatach cyfrowych, komórkach i przenośnych odtwarzaczach MP3. Wprawdzie w wypadku tego typu złącza można podłączać urządzenia USB 2.0 do portu USB 3.0, jednak ze względu na dodatkowe styki gniazda USB 2.0 nie obsługują wtyczek USB 3.0.

O prędkości transmisji danych w standardzie USB 3.0 decyduje (tak samo jak w USB 2.0) najwolniejsze ogniwo łańcucha. Zatem urządzenie USB 3.0 podłączone do kontrolera USB 2.0 będzie przesyłało dane z prędkością nie większą niż 60 MB na sekundę (tryb High Speed interfejsu USB 2.0). Aby osiągnąć maksymalną prędkość 600 MB na sekundę (tryb Super Speed), musisz zapewnić kontroler USB 3.0 i kabel USB 3.0. Kabel ten nie może być dłuższy niż 4,5 metra. Rozpoznasz go po niebieskiej części wewnętrznej we wtyczkach. W porównaniu do nich wnętrze większości wtyczek w starszych kablach USB jest białe lub czarne.

Aby koncentrator USB 3.0 mógł zaoferować wszystkie tryby transmisji, składa się z dwóch koncentratorów podrzędnych. Pierwszy zapewnia 600 MB/s trybu Super Speed, drugi zaś jest odpowiedzialny za transmisję w trybach Full Speed i High Speed. Oba wymienione koncentratory łączą się dopiero przy samym porcie USB.

Zasady działania i zasilanie urządzeń USB 3.0

Zwykle w połączeniach USB stosuje się metodę określaną jako polling. Host, czyli komputer macierzysty regularnie odpytuje podłączone urządzenia peryferyjne, aby ustalić, czy chcą przesłać dane. To odpytywanie pochłania niepotrzebnie czas. W USB 3.0 urządzenia peryferyjne mogą zablokować polling, zgłaszając swój stan jako NRDY (Not Ready). Gdy urządzenie zechce wysłać dane, wysyła sygnał ERDY (Endpoint Ready), aby zainicjować transmisję. Dzięki rozdzielonym liniom wysyłania i odbierania SSTX+/- i SSRX+/- urządzenie nie musi oczekiwać na przydział magistrali od komputera macierzystego.

Urządzenia, które wysłały sygnał stanu NRDY, mogą przełączyć się w tryb energooszczędny. Oprócz aktywnego połączenia określanego mianem U0 urządzenia USB 3.0 wyróżniają jeszcze trzy inne tryby. W trybie U1 zostaje wyłączony moduł wysyłania i odbierania danych. W U2 zostaje ponadto przerwany obwód zegara taktującego. U3 przełącza urządzenie w stan wstrzymania (suspend mode). Gdy wszystkie urządzenia peryferyjne znajdą się w tym trybie energooszczędnym, także komputer macierzysty może zamknąć łącze przyjmowania danych.

Jeśli chodzi o zasilanie w standardzie USB 3.0, każde urządzenie dostaje do dyspozycji maksymalnie 900 mA. Dla porównania w USB 2.0 maksymalne natężenie prądu wynosi 500 mA. To podwyższenie sprawi, że w przyszłości nie będzie konieczne wyposażanie niektórych urządzeń, np. twardych dysków USB 3.0, w zewnętrzne zasilacze ani w specjalne kable USB z dwoma wtyczkami, które zajmują aż dwa porty USB w komputerze, aby zapewnić wystarczające zasilanie urządzenia.