Jak działa USB 3.0?

Nazwa USB wzięła się od skrótu słów Universal Serial Bus, czyli Uniwersalna Magistrala Szeregowa. Uniwersalna, czyli przeznaczona dla każdego rodzaju sprzętu. Do USB podłączymy myszkę, klawiaturę, drukarkę, skaner i wszystko to, co do komputera podłączyć można. Dziś jest to oczywiste, ale nie zawsze tak było. Do roku 1996 roku, czyli do momentu pojawienia się USB na rynku większość urządzeń miała swoje własne gniazdo o indywidualnych własnościach.

Twórcami specyfikacji było kilka firm, z których część już nie istnieje: Intel, Compaq, Microsoft, Digital, IBM, Northern Telecom. Nie miały one łatwego zadania, bo na rynku było już dostępne podobne łącze o nazwie FireWire, produkowane przez firmę Apple. Co więcej, konkurencyjny produkt był szybszy - mógł przekazywać dane z prędkością do 400Mbit/s, podczas gdy prędkość USB 1.1 sięgała najwyżej 12 Mbit/s. Poza tym łącze firmy Apple nie miało problemów z przesyłaniem większych plików, mogło służyć do łączenia ze sobą dwóch komputerów lub dwóch różnych urządzeń. Dzięki temu można było np. przesłać dane ze skanera do drukarki bez obciążania pamięci komputera.

Tego wszystkiego USB było pozbawione. Miało za to jedną bardzo ważną zaletę: niską cenę. To sprawiło, że zdobyło rynek. Kiedy w 2000 roku Intel zaprezentował specyfikację 2.0 o prędkości przesyłu 480 Mbit/s pozycja tego złącza była już na tyle silna, że nawet Apple montował USB w swoich komputerach. Według szacunków firmy In-Stat do roku 2007 udało się sprzedać łącznie 2,6 miliarda urządzeń z portem USB.

Jak działa USB 3.0?
W starszych specyfikacjach zanim do gniazda podłączono cokolwiek, komputer "odpytywał" magistralę w równych odstępach czasu, czy jest do niej podłączone urządzenie. Dzięki temu uniknięto kolizji danych, do jakiej mogłoby dojść, gdyby do magistrali było podłączonych kilka urządzeń. Niestety, takie permanentne odpytywanie wymagało dodatkowego poboru prądu nawet wtedy, gdy żadne urządzenie nie było podłączone. O ile przy korzystaniu z komputera stacjonarnego nie jest to aż tak ważne, o tyle energooszczędność jest istotna dla użytkowników laptopów, bo przedłuża czas działania komputera na baterii. USB 3.0 nie wymaga już odpytywania, dzięki czemu można się spodziewać, że znajdzie szerokie zastosowanie w laptopach.

Źródło: www.usb.com

Sama idea wymiany danych przez USB pozostała jednak niezmieniona. Tuż po podłączeniu komputer odczytuje rodzaj urządzenia oraz jego parametry obsługi. Dopiero od tego momentu może dojść do wymiany. Aby do niej doszło komputer musi podzielić całkowitą przepustowość na wirtualne kanały określonego typu. Każdy taki kanał przypisywany jest do określonego urządzenia.

We wszystkich starszych specyfikacjach wymiana danych mogła odbywać się tylko w jednym kierunku. Informacje przepływały albo z komputera do urządzenia, albo odwrotnie. Dzięki zastosowaniu w USB 3.0 dodatkowego przewodu, przepływ danych będzie się mógł odbywać w obydwu kierunkach. Prędkość zwiększona jest dodatkowo dzięki wykorzystaniu do produkcji przewodów materiałów światłowodowych.

Poza tym USB 3.0 ma podniesiony poziom natężenia prądu z 500 mA do 900 mA. Dzięki temu za pomocą jednego kabla będziemy mogli ładować większą ilość baterii na raz i zrobimy to szybciej.

Nie bez znaczenia jest też fakt, że nowa specyfikacja będzie w pełni kompatybilna ze starszymi urządzeniami, działającymi na magistrali USB 2.0. Co prawda nie będzie mogła ich przyspieszyć, ale konsumenci będą mieli więcej czasu na zaopatrzenie się w nowy sprzęt.

Wady USB 3.0
Mimo, że producenci nowej specyfikacji bardzo głośno chwalą się prędkością, z jaką nowy kabel będzie mógł przesyłać dane, to powstają pewne wątpliwości. Po pierwsze prędkość 5 Gbit/s wyznacza przepustowość, w czasie obustronnego przesyłu danych. Póki co mało urządzeń korzysta z tej możliwości.

Po drugie mimo, że kabel ma doskonałą przepustowość, to i tak żadne urządzenie nie jest w stanie zapisywać danych z taką prędkością.

Po trzecie, do przesyłu danych za pomocą USB nadal trzeba wykorzystywać moce przerobowe procesora, w przeciwieństwie do FireWire, które pozwala na łączenie urządzeń peryferyjnych bezpośrednio.

Wreszcie po czwarte, USB 3.0 ma być droższe, a to oznacza, że trudno będzie przekonać do siebie konsumentów, tym bardziej, że na rynku jest już konkurencja w postaci portów firmy Apple. Historia z FireWire już pokazała, że to nie prędkość przesyłu danych jest najważniejsza. Być może więc role niedługo się odwrócą.

Mirosław Bartołd

Czytaj także:

Ciekły magnes - czy to możliwe?

Jak można zobaczyć dźwięk?

Ślady statków na niebie