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　　USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）标准，最初是由Intel、IBM、康柏、微软等多家公司在1994年联合推出的。作为连接外设与PC之间的纽带，USB具备许多优点，包括支持热插拔、标准统一兼容性强、低功耗、可同时连接多个设备等。

　　随着信息爆炸时代的来临，用户日常需处理的数据量亦日趋庞大，现时主流的USB 2.0其传输速度已显“疲态”，跟不上存储设备容量的发展，开发新一代USB标准显得非常有必要，因此USB 3.0就应运而生了。由Intel、HP、NEC、ST-NXP、微软及德州仪器组成的USB 3.0 Primoter Group在2008年11月正式宣布了USB 3.0规范，这样预示着USB 3.0时代的正式来临。

　　华硕在去年6月的Computex 2009上展示了全球首款提供USB 3.0接口的主板——P6X58 Premium，虽然可支持USB 3.0标准的外设属于凤毛麟角，但是在去年年底至今的短短数月时间内，各款USB 3.0主板、硬盘、闪盘等产品纷纷面世，使消费者与USB 3.0的距离拉得更近。

　　USB 1.0-3.0标准速度提升如下：

　　USB 1.0/1.1（Full Speed），1996年推出，最大传输速率为12Mbps，理论传输速度为1.5MB/s；

　　USB 2.0（High Speed），目前的主流标准，最大传输速率高达480Mbps，理论传输速度为60MB/s，与USB 1.1互相兼容；

　　USB 3.0（Super Speed），按照公布的规范显示，其最大传输速率达到5Gbps，理论传输速度达到500MB/s ，并且可向下兼容USB 1.0/1.1/2.0。

　　点击查看USB 3.0规范（PDF）

◆解读USB 3.0技术

●USB 3.0接口解析

USB 3.0插座示意图及实物图

　　USB 3.0插座是可以向下兼容USB 2.0的，相对于旧插座来说，USB 3.0插座增加了5pin的金属触片，对应USB 3.0线缆中A型接口的USB3_TX、GND以及USB3_RX触片。

USB 3.0 A型接口示意图以及实物

　　USB 3.0线缆A型接口触片增加到了9pin，其中下方的4pin可兼容旧有的USB 2.0/1.1/1.0标准，而后方增加的5pin则属于USB 3.0，分别为USB3_TX、USB3_TX、GND、USB3_RX及USB3_RX。

USB 3.0标准B型接口以及Micro-B接口示意图

　　USB 3.0标准的B型接口如上图所示，主要连接外设使用，具备4pin+5pin金属触片。标准B型接口外形较为“方正”，而Micro-B型接口则较扁，主要用于体积较小的设备，如MP3、手机、数码相机等。

USB 3.0兼容性（左侧为插座）

　　USB 3.0接口的兼容性还是相当不错的，如上表所示，除了USB 2.0/3.0标准A型接口可以互相兼容外，USB 3.0的其余各种插座均可兼容USB 2.0接头，而USB 2.0的插座除了标A型外，均不可兼容USB 3.0接头。

●USB 3.0线缆解析 

USB 3.0线缆结构图

　　USB 2.0仅为4条（Power、Ground、UTP Signal Pair），而USB 3.0则采用对偶单纯形四线制差分信号线，从其线缆的横切面可看到，共包括8条线路，相比USB 2.0增加了4条（SDP Signal Pair），具备独立的Dowmstream和Upstream通道。

USB 3.0双总线架构

　　USB 2.0为半双工二线制总线，仅支持单向数据流传输；而USB 3.0则基于全双工传输界面，可支持双向并发数据流传输，这是USB 3.0传输速度得到大幅提升的关键所在。

●USB 3.0供电增强，电源管理机制更完善

独立的Downstream及Upstream通道

USB 3.0供电规格

　　USB 3.0在供电方面亦有所增强，虽然信号电压值依然维持在4.45-5.25V之间，不过供电电流却提升到了150mA，相比USB 2.0的100mA增加了50%。当设备拥有6个USB 3.0 Hub Port则可提供高达900mA的电流，而USB 2.0最大仅能达到500mA，前者比后者足足提升了80%。

　　此外，USB 3.0还引入了新的电源管理机制，支持待机、睡眠以及暂定模式，这点对于移动PC设备来说是非常有裨益的。

◆USB 3.0的几种实现方式

NEC D720200F1芯片

　　目前，无论是Intel还是AMD尚未能够提供原生支持USB 3.0的芯片组，故目前可支持USB 3.0的主板均采用了第三方的芯片组——NEC D720200F1。

　　NEC D720200F1芯片的封装面积为10*10mm，最大耗电量为1W。除了能够支持USB 3.0标准外，还可与USB 2.0/1.1/1.0接口兼容，并同样支持PCI Express和SATA等数据传输接口。该芯片在去年六月份推出，售价约15美元，即人民币102元。

　　NEC解决方案暂时是目前唯一的USB 3.0解决方案，这是基于PCI-E 2.0 X1总线实现的。目前已有不少厂商推出了USB 3.0主板，不过我们知道Intel P55/H55主板的PCH仅支持PCI-E 1.1标准而非PCI-E 2.0，带宽将受到极大的限制。

　　目前针对P55/H55主板PCI-E 1.1带宽不足的问题，主要有两种解决方法：

　　第一，借用CPU中PCI-E控制器提供的带宽，使带宽能够达到500MB/s；

　　第二，搭载额外的PLX桥接芯片扩展带宽，利用PLX芯片整合两根PCI-E 1.1通道，使带宽提升至500MB/s。

　　以上的第一种方法虽然没有提升成本，但却占用了CPU中PCI-E通道，对GPU性能会有一定的影响；而第二种方法可保证GPU性能不至于下降，不过却徒增了成本。

●USB 3.0扩展卡解决方案

华硕USB 3.0/SATA 6Gbps扩展卡采用PCI-E X4接口并搭配PLX芯片

　　在USB 3.0标准大热的潮流趋势下，许多主板厂商除了在主板上搭载NEC D720200F1芯片外，还推出了另一种USB 3.0提供方式——USB 3.0扩展卡。

　　USB 3.0扩展卡在PCB上集成了NEC D720200F1芯片以提供USB 3.0支持，但这种解决方式并不完善，同样具备带宽不足的问题，在使用PCI-E X1接口时仅能达到250MB/s。在后面的测试中我们亦发现：采用PCI-E X1接口USB 3.0扩展卡的爆发传输率将低于主板板载NEC芯片的方案，而且远远低于SATA 3Gbps。

　　当然，华硕推出的USB 3.0/6Gbps扩展卡则很好地解决了带宽不足的问题，搭载PLX芯片扩展带宽，并采用了PCI-E X4接口保证充足的带宽。

◆关于USB 3.0的疑问解析

　　USB 3.0规范虽然早在2008年就已经出炉，但直到最近半年才开始陆续出现支持相关的主板及外设，而且由于初期成本过高致使其普及速度缓慢，大部分消费对USB 3.0技术还是存在诸多疑问的。

●USB 3.0比USB 2.0能快多少？

　　首先，USB 3.0的传输编码方式与USB 2.0有所不同，从USB 3.0规范中我们了解到，USB 3.0采用的是8b/10b编码方式：

　　USB 2.0采用8b编码，最大传输速率480Mbps，那么理论传输速度就能达到60MB/s；而USB 3.0在传送数据时会把8bit的数据编码成10bit，其中包含了2bit的控制数据（Control）；而在接收数据时则是一个逆方向过程，10bit数据会解码成8bit+Control信息，那么5Gbps的理论传输速度就为500MB/s。USB 3.0相比USB 2.0理论上数据传输速度提升8倍多，而非外界宣称的10倍。

●如何区分USB 2.0/3.0线缆？

USB 3.0/2.0接口比较

　　其实在前面接口解析已经说的很清楚了，USB 3.0的标准A型接口可向下兼容USB 2.0/1.1，其尺寸大小是一致的，但是这两种接口还是非常好区分的：

　　观察颜色法，为了与USB 2.0作出区分，USB 3.0 Primoter Group推荐业者在USB 3.0接口中采用蓝色的基座，故我们可以从颜色上加以区分；

　　观察触片法，这种方式更加谨慎，USB 2.0仅具备4pin金属触片，而USB 3.0则为9pin触片，前面4pin与USB 2.0是一至的，后方的5pin则为USB 3.0专属。

　　至于USB 3.0的B型接口就更好区分了，USB 3.0标准B型接口尺寸比USB 2.0的更大，上部较为突出，容纳新增的5pin触片。

　　观察标识法，USB 3.0的标识如下图，“SS”代表着“SuperSpeed”，在USB 3.0接口部分都会有该标识。此外，USB 3.0线缆由于增加了路线，故亦会比USB 2.0线缆稍粗。

USB 3.0标识

●如何区分主板USB 2.0/3.0接口？

主板上的USB 2.0接口及USB 3.0接口

　　主板上的USB 3.0接口时比较好识别的，单从颜色上就可简单区分了，主板上的USB 3.0接口会使用蓝色基座。如果用户觉得不放心，也可查看金属触片的数量，USB 3.0插座内的触片分里外两层，外面5片里面4片，与USB 2.0的非常好区分。

　　近日，华硕的一款支持USB 3.0的主板——P7H55D-M EVO以及Vantec的几款USB 3.0外设已进驻EXP评测室，下面我们就通过详细的对比测试来体验一下USB 3.0的威力所在吧。

◆华硕P7H55D-M EVO主板赏析

华硕P7H55D-M EVO主板

　　华硕P7H55D-M EVO主板为MicroATX板型设计，基于Intel H55芯片组，具备11相供电设计，可支持Clarkdale核心LGA1156接口的处理器。

　　主板具备四根共两组DDR3双通道内存插槽、1根PCIe X16插槽、1根PCI插槽以及2根PCIe X1插槽。主板搭载NEC D720200F1芯片提供两个USB 3.0接口，但由于并无搭载第三方的PLX桥接芯片，故在使用USB 3.0时将会占用CPU的PCI-E通道。

华硕P7H55D-M EVO主板

华硕P7H55D-M EVO主板I/O接口

　　主板共提供了6个USB接口，其中4个USB 2.0接口，只有蓝色的2个为USB 3.0接口。

NEC D720200F1芯片提供2个USB 3.0接口

◆Vantec NexStar3 SuperSpeed硬盘盒赏析

Vantec NexStar3 SuperSpeed硬盘盒

　　Vantec NexStar3 SuperSpeed硬盘盒适用于3.5英寸硬盘，可把SATA 3Gbps接口转换为USB 3.0接口。

　　硬盘盒子主要质材为铝质，表面黑色钢琴漆工艺提升整体质感。在硬盘盒左侧提供了一个电源接口、电源开关、以及USB 3.0 B型接口，而右侧设置了蓝色的LED，硬盘在进行读写操作时LED闪烁显得非常炫目。

　　目前该硬盘盒尚未在中国市场发售，而据Newegg的报价，为59.99美元，折合人民币约409元。

Vantec NexStar3 SuperSpeed硬盘盒

左侧提供了USB 3.0 B型接口、电源接口、电源开关

硬盘盒底座采用塑料制作

电源转换器

附送一根USB 3.0线缆

Asmedia ASM1051单芯片

　　Vantec NexStar3 SuperSpeed硬盘盒的PCB上搭载了一颗Asmedia ASM1051芯片，采用单芯片设计，可支持USB 3.0与SATA Gen2互连，其电气特性与传输协议均通过了PIL实验室的测试，此外该芯片还整合了CPU及嵌入式RAM。

◆Vantec USB 3.0 PCI-E扩展卡赏析

Vantce 2-Port SuperSpeed USB 3.0 PCIe Host Card

　　Vantec的这款USB 3.0 PCIE扩展卡，采用PCIe X1接口，板载NEC D720200F1芯片，提供了两个USB 3.0接口，此外该扩展卡需要外接供电才能正常使用，配备了一个SATA供电接口。

　　Vantec这款扩展卡产品编号为“UGT-PC302"，售价为259元。

扩展卡提供2个USB 3.0接口

采用NEC D720200F1芯片

需要外接SATA供电接口才可正常使用

附送一个半高式的I/O挡板

◆Vantec USB 3.0 Express扩展卡赏析

Vantce 2-Port SuperSpeed USB 3.0 Express Card/34

　　Vantec的这款2-Port SuperSpeed USB 3.0 Express Card，适用于具备Express扩展口的笔记本，可直接安装在尺寸为34mm Express扩展口的笔记本上，或通过附送的拓展支架安装在54mm Express扩展口的笔记本上。

　　该扩展卡可提供2个USB 3.0接口，为移动PC用户带来更快速的数据传输体验。产品编号为“UGT-UC302CB”，售价为299元人民币。

Vantce 2-Port SuperSpeed USB 3.0 Express Card/34

Vantce 2-Port SuperSpeed USB 3.0 Express Card/34

附送一个拓展架，可在具备54mm Express接口的笔记本中使用

◆测试平台及说明

　　本次测试目的在于比较机械硬盘使用USB 3.0、USB 2.0及SATA 3.0接口时的传输速度，采用了希捷ES.2 ST3500320NS（500GB）硬盘作为测试盘，而WD Caviar Black 640GB则为系统盘，测试在Windows 7操作系统下进行。具体测试方法如下：

　　*使用Vantec NexStar3 SuperSpeed外置硬盘盒，连接主板提供的USB 3.0接口进行测试；

　　*使用Vantec NexStar3 SuperSpeed外置硬盘盒，连接主板提供的USB 2.0接口进行测试；

　　*使用Vantec NexStar3 SuperSpeed外置硬盘盒，连接PCI-E USB 3.0扩展卡进行测试；

　　*把硬盘直接连接主板上的SATA 3.0Gbps接口进行测试。

　　测试内容包括PCMark Vantage中HDD子项得分、HD Tach RW、HD Tune Pro、ATTO Disk Benchmark以及FC-TEST五个项目。

◆ATTO Disk Benchmark

硬盘连接主板SATA 3.0Gbps接口测试情况

硬盘连接主板USB 3.0接口测试情况

硬盘连接PCIE USB 3.0扩展卡测试情况

硬盘使用USB 2.0接口测试情况

　　从ATTO Disk Benchmark测试的情况来看，使用USB 3.0接口或SATA 3Gbps均可达到110MB/s以上的读写速度；而使用USB 3.0 PCIE扩展卡，其写入性能则有所下降；USB 2.0则仅能达到33MB/s左右的读取速度和27MB/s的写入速度。

　　由此可见USB 3.0相比USB 2.0虽然没有达到理论上8倍多的速度提升，但3-4倍的速度提升已算是不错了。

◆HD Tune Pro 4.01测试

　　从对比的测试结果来看，在使用USB 3.0时的爆发率并不及SATA接口，但对比USB 2.0时有不错的提升。

　　在平均读写速度方面，USB 3.0接口基本与SATA 3Gbps看齐，其中使用USB 3.0 PCIE扩展卡时的写入速度略低于前两者；而USB 2.0读写则基本维持在30MB/s以下。

附：测试结果截图

硬盘连接主板SATA 3.0Gbps接口，读取性能

硬盘连接主板USB 3.0接口，读取性能

硬盘连接主板USB 3.0接口，读取性能

硬盘连接PCIE USB 3.0扩展卡接口，读取性能

硬盘连接主板USB 2.0接口，读取性能

硬盘连接主板SATA 3.0Gbps接口，写入性能

硬盘连接主板USB 3.0接口，写入性能

硬盘连接PCIE USB3.0扩展卡接口，写入性能

硬盘连接主板USB 2.0接口，写入性能

◆HD Tach RW测试

　　HD Tach RW的测试情况基本与HD Tune的一致，SATA 3Gbps、USB 3.0（主板）、USB 3.0（扩展卡）、USB 2.0的爆发率呈梯形排列；前三者在读取速度方面均达到93MB/s，而在写入测试中SATA 3Gbps出现偏低现象（66.6MB/s），估计是软件bug造成的。

　　在CPU占用率方面SATA 3Gbps时为4%，而其余三种情况均为6%。总的来说，USB 3.0的实际数据传输速度比USB 2.0提升约3倍左右。

附：测试结果截图

◆PCMark Vantage测试

　　从PCMark Vantage HDD子项的测试成绩可看到，SATA 3Gbps、USB 3.0（主板）、USB 3.0（扩展卡）的得分相差不大；而使用USB 2.0接口时得分仅为2583，比上三者低了约1000分以上。

◆FC-TEST测试

　　FC-TEST能够很好地模仿硬盘的实际使用情况，我们挑选其中的Programs、ISO、MP3项目，分别测试了文件的建立（写入）、读取以及远程数据复制（Copy to WD Caviar Black 640GB）。

　　一下测以操作完成的时间为衡量，测试中时间越短越好。

　　通过Programs、ISO、MP3文件写入测试可看到，成绩最好的为使用SATA 3Gbps接口；而两种使用USB 3.0接口情况的相差时间不长。使用USB 3.0接口时比USB 2.0节约了不少的时间。

　　Programs、ISO、MP3文件的读取情况基本与写入测试情况一致，与USB 2.0时拉开了较大差距。

　　Programs、ISO、MP3文件的远程复制测试结果，SATA 3Gbps、USB 3.0（主板）、USB 3.0（扩展卡）测试成绩相近，完成复制操作所需时间相差不超过3秒，比使用USB 2.0接口时可节约大概2倍以上的时间。

◆全文总结

　　综合情况，USB 3.0标准相比USB 2.0来说传输速度并未达到理论上8.3倍的提升，但通过在7200rpm的ES.2 500GB硬盘上的测试看到，实际数据传输速度对比USB 2.0约有3-4倍左右的提升，虽然爆发率依然比不上SATA 3Gbps，但持续传输速度已基本与该硬盘在使用SATA 3Gbps接口的时候持平，对于外置移动存储设备来说，能够达到这种传输速度已是非常可观的了。

　　随着用户存储数据量的不断增大，USB 2.0标准能够达到的传输速度已经是捉襟见肘了，USB 3.0标准的推出则很好地应对了潮流的趋势。可预见USB 3.0将成为未来主流标准，相信各式采用USB 3.0接口的设备亦将会在今年内遍地开花。不过就目前状况来看USB 3.0外设的价格依然偏高，这是USB 3.0普及的最大门槛。

　　当然现时可支持USB 3.0的主板亦在日渐增加，丰富了消费者的选择，而且USB 3.0 PCI-E扩展卡的诞生亦能够很好地给消费者一个升级的机会，相信亦会得到广大用户的青睐。