超高速USB來(lái)了

　　包含速度更快的超高速（SuperSpeed）USB速度的USB 3.0是通用串行總線(xiàn)（USB）技術(shù)規(guī)范的最新版本。雖然USB 3.0仍在開(kāi)發(fā)之中，但是，預(yù)計(jì)它將很快完成。市場(chǎng)研究公司In-Stat預(yù)計(jì)超高速USB在未來(lái)四年里將在PC和消費(fèi)電子市場(chǎng)廣泛普及，盡管有些PC外設(shè)和消費(fèi)電子設(shè)備根本不會(huì)受到影響，因?yàn)檫@些設(shè)備實(shí)際上不能利用更高的帶寬。

USB 3.0介紹

　　英特爾在2007年9月18日召開(kāi)的英特爾開(kāi)發(fā)商論壇會(huì)議上發(fā)布了有關(guān)USB 3.0的細(xì)節(jié)。USB 3.0的最大理論帶寬是大約每秒5.0GB，但是，實(shí)際數(shù)據(jù)吞量可能接近每秒3.0GB。相比之下，目前高速的USB 2.0提供的最大帶寬是每秒480MB。因此，超高速USB的速度大約快十倍。

　　USB 3.0是一種包羅萬(wàn)象的技術(shù)規(guī)范。它包括低速、全速、高速和超高速USB。并非所有的USB 3.0設(shè)備都必須支持超高速的速度，就像并非所有的USB 2.0設(shè)備都必須支持高速速度一樣。超高速USB的電源需求將顯著減少，這對(duì)于使用電池的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的改進(jìn)。通過(guò)降低主機(jī)輪詢(xún)每一個(gè)設(shè)備的速度，超高速USB待機(jī)時(shí)的耗電量預(yù)計(jì)將接近于零。

　　新的連接器將有五個(gè)額外的數(shù)據(jù)線(xiàn)。但是這個(gè)連接器要插入到USB 1.x和USB 2.0端口。超高速USB將繼續(xù)早期版本USB的向下兼容的傳統(tǒng)。超高速USB芯片將于2009年將推出，產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用將從2010年開(kāi)始。

　　由于一些設(shè)備不需要超高速USB的更大的吞吐量，因此超高速USB的應(yīng)用沒(méi)有全速和高速USB應(yīng)用那樣廣泛。然而，超高速USB將在需要傳輸較大數(shù)據(jù)（如數(shù)碼相機(jī)和攝錄機(jī)、外部硬盤(pán)和PMP）的市場(chǎng)開(kāi)始大量普及。圖1顯示了In-Stat對(duì)各種USB類(lèi)型的有線(xiàn)USB設(shè)備的預(yù)測(cè)。

圖1  In-Stat預(yù)計(jì)超高速USB 3.0的應(yīng)用將比以前的USB技術(shù)規(guī)范慢得多，主要因?yàn)樾枰邘挼腜C外設(shè)和消費(fèi)電子產(chǎn)品較少（資料來(lái)源：In-Stat）

PC和外設(shè)中的USB 3.0

　　PC是第一種采用USB并且從全速向高速USB轉(zhuǎn)換的產(chǎn)品，因?yàn)閁SB設(shè)備集成到邏輯芯片組，使這種產(chǎn)品對(duì)于PC廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)是免費(fèi)的。這使高速USB比其它競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)（如IEEE 1394 Firewire)擁有更明顯的優(yōu)勢(shì)。其它的接口技術(shù)很少集成到芯片組中，需要單獨(dú)的主機(jī)控制器。

　　在超高速USB在2009年推出的時(shí)候，臺(tái)式電腦市場(chǎng)預(yù)計(jì)是超高速USB出貨量和普及率最高的市場(chǎng)之一。In-Stat預(yù)測(cè)，超高速USB在臺(tái)式電腦市場(chǎng)的普及率到2012年將達(dá)到75%。

　　筆記本電腦市場(chǎng)正在發(fā)生更大的變化，事實(shí)上，In-Stat現(xiàn)在把這個(gè)市場(chǎng)中的產(chǎn)品稱(chēng)作移動(dòng)PC（平板電腦、UMPC），例如Asus的Eee PC。因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)最近幾年推出的許多產(chǎn)品都不符合以前對(duì)筆記本電腦標(biāo)準(zhǔn)的定義。移動(dòng)PC與臺(tái)式電腦一樣，在把高速USB建成接口標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。超高速USB在移動(dòng)PC中的應(yīng)用速度將超過(guò)臺(tái)式電腦，移動(dòng)PC一般都配置較小的硬盤(pán)，所以它們需要更多的外部存儲(chǔ)解決方案。In-Stat預(yù)測(cè)，在2012年，80%的移動(dòng)PC都將配置超高速USB接口。

　　目前，用戶(hù)必須增加單獨(dú)的USB主機(jī)控制器來(lái)升級(jí)缺少內(nèi)置高速USB端口的老式電腦。單獨(dú)的控制器可以采用PCI卡或者PC卡安裝到老式電腦。在這類(lèi)產(chǎn)品中，只有高速USB主機(jī)控制器目前在PC市場(chǎng)還在積極地銷(xiāo)售。In-Stat預(yù)計(jì)這類(lèi)產(chǎn)品在2008年的銷(xiāo)售將繼續(xù)下降，因?yàn)閾碛袃?nèi)置高速USB端口的PC用戶(hù)群每一年都在增加。

　　PC外設(shè)是指幾乎一直與PC連接的設(shè)備或者需要PC主機(jī)才能運(yùn)行的設(shè)備。這類(lèi)設(shè)備包括打印機(jī)（噴墨、激光和熱升華打印機(jī)）、多功能外設(shè)、掃描儀、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、LCD顯示器、外部硬盤(pán)、外部光刻錄機(jī)（DVD或者CD）、單獨(dú)的閃存卡讀卡器、集線(xiàn)器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)控制器、游戲手柄、控制桿、USB藍(lán)牙適配器、USB Wi-Fi適配器、優(yōu)盤(pán)和USB PC揚(yáng)聲器。

　　大多數(shù)PC外設(shè)已經(jīng)從全速USB過(guò)渡到了超高速USB，同樣，如果外設(shè)能夠使用更高的數(shù)據(jù)速度，并且如果超高速USB的成本能夠被廠(chǎng)商接受，這些外設(shè)就將支持超高速USB。表1顯示In-Stat預(yù)測(cè)超高速USB 3.0在PC外設(shè)中的應(yīng)用。

　　集線(xiàn)器包括獨(dú)立的有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)USB集線(xiàn)器以及集成到鍵盤(pán)和顯示器中的集線(xiàn)器。我們預(yù)計(jì)獨(dú)立的集線(xiàn)器市場(chǎng)2008年將全部過(guò)渡到高速USB。超高速USB將標(biāo)志著獨(dú)立的集線(xiàn)器市場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入強(qiáng)勁增長(zhǎng)階段。集成多個(gè)超高速USB端口的應(yīng)用最初是有限的，因此獨(dú)立的集線(xiàn)器和獨(dú)立的主機(jī)控制器將推動(dòng)早期的超高速單獨(dú)的集線(xiàn)器的銷(xiāo)售。

　　低速和全速USB集線(xiàn)器都將繼續(xù)應(yīng)用在鍵盤(pán)中，并且正在慢慢地向全速USB集線(xiàn)器過(guò)渡。中檔和高端液晶顯示器在2007年全部過(guò)渡到了高速USB集線(xiàn)器。超高速USB可能將在2010年出現(xiàn)在視頻顯示器的集線(xiàn)器中，首先是中檔和高端液晶顯示器。這些顯示器沒(méi)有像鍵盤(pán)那樣價(jià)格敏感。

表1.In-Stat對(duì)超高速USB 3.0在2009和2012年在PC外設(shè)中應(yīng)用的預(yù)測(cè)

資料來(lái)源：In-Stat

　　外部硬盤(pán)是首先改用高速USB的PC外設(shè)。外部硬盤(pán)有多種I/O接口標(biāo)準(zhǔn)。除了高速USB之外，IEEE 1394也很常用，以太網(wǎng)由于網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的而增長(zhǎng)正在日益流行。有些硬盤(pán)有雙接口，通常是高速USB和IEEE 1394。外部串口A(yíng)TA硬盤(pán)在2006年開(kāi)始具有吸引力，并且正在開(kāi)始逐步流行起來(lái)。外部串口A(yíng)TA硬盤(pán)主要用于PC，這種硬盤(pán)也用于機(jī)頂盒和數(shù)字視頻錄像機(jī)，因?yàn)榇鎯?chǔ)視頻需要高吞吐量和高容量。超高速USB的更大的吞吐量將使外部硬盤(pán)成為廣泛應(yīng)用這種新接口的第一批PC外設(shè)。

消費(fèi)電子產(chǎn)品中的USB 3.0

　　在我們的預(yù)測(cè)中的消費(fèi)電子設(shè)備包括數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄機(jī)、數(shù)字電視機(jī)、掌上電腦、機(jī)頂盒、單獨(dú)的個(gè)人視頻錄像機(jī)、便攜式數(shù)字媒體播放機(jī)、視頻游戲機(jī)、掌上游戲機(jī)、DVD錄像機(jī)、DVD播放機(jī)、藍(lán)光DVD錄像機(jī)、藍(lán)光DVD播放機(jī)和音頻/視頻接收機(jī)。

　　首先采用USB技術(shù)的消費(fèi)電子產(chǎn)品是那些要與PC連接的產(chǎn)品，如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄機(jī)和便攜式數(shù)字媒體播放機(jī)。這些設(shè)備也將是超高速USB首先發(fā)展的市場(chǎng)。超高速USB將繼續(xù)在消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)享有很大的市場(chǎng)份額。表2顯示了In-Stat對(duì)超高速USB 3.0在消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)應(yīng)用的預(yù)測(cè)。

　　超高速USB將在2010年出現(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z錄機(jī)和便攜式數(shù)字媒體播放機(jī)中，并且在2011年和2012年快速增長(zhǎng)。USB在數(shù)碼相機(jī)中的應(yīng)用是非常成功的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)用戶(hù)要把圖像下載到PC以便存儲(chǔ)和打印照片。

　　隨著像素分辨率繼續(xù)提高，對(duì)于速度更快的接口的需求也在增長(zhǎng)。PictBridge標(biāo)準(zhǔn)是另一個(gè)主要的推動(dòng)因素，準(zhǔn)旨在實(shí)現(xiàn)從數(shù)碼相機(jī)通過(guò)USB接口連接到打印機(jī)進(jìn)行直接打印的標(biāo)準(zhǔn)化，不需要PC。Wi-Fi和無(wú)線(xiàn)USB將與有線(xiàn)USB進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。但是，我們認(rèn)為有線(xiàn)USB仍是占主導(dǎo)地位的接口選擇。

　　當(dāng)前的所有的數(shù)字?jǐn)z錄機(jī)幾乎都能拍攝靜態(tài)圖像。對(duì)于這些產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，USB也是把靜態(tài)圖像傳送到PC的主要手段。（PictBridge也能夠在攝錄機(jī)中使用）IEEE 1394長(zhǎng)期以來(lái)一直是把視頻從攝像機(jī)傳送到PC的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，但是，這個(gè)市場(chǎng)已經(jīng)在逐步轉(zhuǎn)向高速USB。推動(dòng)這種應(yīng)用的是向DVD和硬盤(pán)攝像機(jī)的發(fā)展。這些產(chǎn)品使用高速USB顯示視頻或者把視頻下載到PC。大多數(shù)這種產(chǎn)品都缺少I(mǎi)EEE 1394接口。

表2. In-Stat對(duì)超高速USB 3.0在2012年在消費(fèi)電子產(chǎn)品中應(yīng)用的預(yù)測(cè)

資料來(lái)源：In-Stat

　　In-Stat希望2007年是數(shù)字?jǐn)z錄機(jī)使用全速USB的最后一年，因?yàn)榧筛咚賃SB的成本已經(jīng)接近全速USB的成本。這個(gè)市場(chǎng)應(yīng)該是超高速USB的強(qiáng)大的應(yīng)用者，特別是由于硬盤(pán)攝錄機(jī)和高清晰度攝錄機(jī)中容量的增長(zhǎng)。在2010年，少量的使用超高速USB的攝錄機(jī)將進(jìn)入市場(chǎng)。這種產(chǎn)品從2010年至2012年的普及率的增長(zhǎng)是以高速USB的下降為前提的。PMP包括MP3播放機(jī)和能夠播放數(shù)字音頻和視頻的媒體播放機(jī)。蘋(píng)果iPod從IEEE 1394向高速USB過(guò)渡推動(dòng)了USB在這個(gè)市場(chǎng)中的應(yīng)用。

　　無(wú)線(xiàn)連接也是從PC下載音樂(lè)和視頻的一個(gè)選擇，就像在微軟的Zune播放機(jī)上看到的那樣。然而，蘋(píng)果是占統(tǒng)治地位的廠(chǎng)商，并且可能繼續(xù)使用高速USB，盡管未來(lái)可能把無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)連接結(jié)合起來(lái)。

USB在通訊和汽車(chē)中的應(yīng)用

　　USB已經(jīng)在手機(jī)市場(chǎng)取得了巨大的成功。USB作為從手機(jī)線(xiàn)路板至手機(jī)連接器之間的連接用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，替代RS-232串口。全速USB提供了比RS-232串口更大的帶寬。隨著手機(jī)閃存容量和多媒體需求的增加，更多的帶寬是很重要的。此外，閃存插槽的日益流行將增加USB更大的帶寬的需求。USB還能夠讓手機(jī)軟件更新的速度加快。

　　手機(jī)向高速USB發(fā)展的一個(gè)原因是手機(jī)中的音頻播放功能。這個(gè)功能需要手機(jī)頻繁地連接到PC以便傳送音頻文件。另一個(gè)原因是WCDMA 3G技術(shù)規(guī)范中的HSDPA和HSUPA無(wú)線(xiàn)連接標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布。下行鏈路每秒3.6MB的起始速度很快將提高到每秒7.2MB，甚至提高到每秒14.4MB。這些進(jìn)步需要手機(jī)采用高速USB。但是，現(xiàn)在使用超高速USB有些太夸張了。

　　對(duì)于單一功能的線(xiàn)纜調(diào)制解調(diào)器和DSL調(diào)制解調(diào)器以及增加路由和交換能力的網(wǎng)關(guān)設(shè)備也是如此。這些網(wǎng)關(guān)設(shè)備將比單一動(dòng)能的調(diào)制解調(diào)器更流行。這些設(shè)備更喜歡采用以太網(wǎng)或者Wi-Fi連接，而不是USB接口。隨著網(wǎng)關(guān)的市場(chǎng)份額超過(guò)調(diào)制解調(diào)器，USB在這個(gè)市場(chǎng)中的普及率將下降。到2009年，高速USB將是這個(gè)市場(chǎng)中使用的唯一的USB技術(shù)。

　　我們預(yù)計(jì)超高速USB在汽車(chē)市場(chǎng)的普及率也不會(huì)很高，盡管USB在這個(gè)市場(chǎng)的應(yīng)用日益流行。美國(guó)2008年生產(chǎn)的汽車(chē)中有20%配置了USB端口或者把USB端口作為一種選購(gòu)件。先鋒、Clarion和索尼等汽車(chē)配件立體聲廠(chǎng)商已經(jīng)集成了USB接口以滿(mǎn)足用戶(hù)把便攜式數(shù)字音樂(lè)播放機(jī)或者優(yōu)盤(pán)中的歌曲傳送到汽車(chē)立體聲設(shè)備中的需求。然而，高速USB在預(yù)測(cè)期內(nèi)足以滿(mǎn)足這種應(yīng)用以及汽車(chē)中的其它應(yīng)用。（本文摘譯自In-stat的《微處理器報(bào)告》）