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usb3.1和3.0的区别,优点有哪些?

电脑入门 湖南电脑技术网2018-09-25 21:40:55

usb3.1相关知识

USB 3.1是最新的USB规范,该规范由英特尔等大公司发起。数据传输速度提升可至速度10Gbps。与USB 3.0技术相比,新USB技术使用一个更高效的数据编码系统,并提供一倍以上的有效数据吞吐率。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。

USB3.1兼容现有的USB 3.0软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。

usb 3.1有三种连接介面,分别为Type-A(Standard-A)、Type-B(Micro-B)以及Type-C
Type-A(Standard-A)、Type-B(Micro-B)以及Type-C接口图片
Type-A(Standard-A)、Type-B(Micro-B)以及Type-C接口图片
标准的Type-A是目前应用最广泛的介面方式,Micro-B则主要应用于智能手机和平板电脑等设备,而新定义的Type

-C主要面向更轻薄、更纤细的设备。

Type-C大幅缩小了实体外型,更适合用于短小轻薄的手持式装置上,Type-C将取代Micro-AB型连接器(支援USB装置直接对传,不需要有主控系统介入),也将取代一般Micro-USB连接器,Type-C仿Apple Lightning连接器,正反均可正常连接使用,较现有Micro-USB更理想,Micro-USB虽有防止反接的防呆机制,但正反均可接的好处,胜过防止反接,摸黑状况上都可顺利完成接线。 另外,Type-C还有增进的电磁干扰与RFI mitigation特性。

传输速率与编码标准

因应各种装置的高速应用,USB的频宽从1.0版本(1.5Mbps)、1.1版本(12Mbps)、2.0版本(480Mbps)到3.0版本(5Gbps),速度已经有很大的进步了,而面对将来的需求,新的USB 3.1介面将把频宽再翻倍,提升至10Gbps,同时值得注意的是,编码率也再度提升。

USB 3.0为8b10b编码,也就是每传送10bit资料中,只有8bit是真实的资料,剩余的2bit是做为检查码,因此整个频宽会有高达20%(2/10)的损耗,而新的USB 3.1则是使用128b/132b编码,在132bit的资料中,只需使用4bit做为检查码,传输损耗率大幅下降为3%(4/132),所以USB 3.1不单只是提升频宽而已,连传输效率也增进不少。另外,相较於Thunderbolt,USB 3.1和Thunderbolt1已同样拥有10Gbps的速度,而Thunderbolt 2虽然提供20Gbps,但只是把原本的Thunderbolt 1中两条独立的10Gbps合并,变成单向传输20Gbps,而非双向,而此看来,只要USB 3.1装置正式问市後,频宽速度和应用广度上仍相当具有优势。

电力供应规范

相比USB 2.0的5V/0.5A,USB 3.0提供了5V/0.9A电源。但人们任然希望更强的供电能力,于是USB 3.1(SuperSpeed+)将供电的最高允许标准提高到了20V/5A,供电100W。

电力供应规范- USB Power Delivery(USB PD),设计上兼容现有的USB 2.0和USB 3.0线材和连接器,新的USB 3.1 Type-C连接器也通用。USB PD支持更高的电压和电流,以满足不同的应用装置,同时也相容现有的USB Battery Charging 1.2充电规格。USB PD为埠对埠的架构,USB和电力沟通讯号分开,电力的供应是透过主机端和装置端的VBus通讯协定来沟通,如果装置支持,则可依组态(Profiles)的电压和电流,提供更高的瓦数供应。USB PD依装置不同分成5个组态(Profiles),皆需要使用新的可侦测线材,才能提供大於1.5A或5V的电力。组态1针对手机,为5V/2A(10W),基本的电力输出,已比USB 3.0的5V/0.9A(4.5W)还多; 组态2为5V/2A或12V/1.5A(最大18W),可为平板和笔电充电;组态3为5V/2A或12V/3A(可提供较大的笔电最大36W的电力);组态4为最大为20V/3A(60W),但仅限Micro-A/B连接器,组态5为最大为20V/5A(100W)的电力供应,仅限TYPE-A/B连接器。USB 3.1供电的提升,以及支持充电的应用将会让USB 3.1有望大一统手机、平板、电脑传输介面。

影音传输标准

USB 3.1新增USB A/V影音传输。使用USB来传输画面其实有很大的便利性,除了USB介面本身就相当广泛外,还能省去一条电源线,直接以USB供电,例如ASUS MB168B+ 15.6吋可携式显示器,就是以一条USB 3.0来连接显示,不过它最多只支持到Full HD等级。新的USB AV 3.1提供9.8Gbps频宽,最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K显示画面,4K显示的规格已和HDMI 1.4一样,同时USB AV也支援HDCP影像加密技术,搭配更大的电力供应,较大尺寸的显示器可望也能藉由USB AV 3.1来显示4K解析度。另外,现有的装置和显示器可透过USB AV转接器,以USB线来传送影音。USB AV若能加以普及,势必能为生活带来很多便利性,USB线也可能取代其它显示介面,成为最实用的影音传输线材。

usb3.1有哪些优点?

总得来说新的USB3.1以下五个优势。 
1.超高理论带宽下快到飞起的读写速度
usb3.1惊人的读写速度
理论上USB3.1端口的带宽为10Gpbs,当然实际速度肯定是离理论值还差很远,但这也不妨碍我们在实际测试中达到800M/s的超高读写速度。
2.超薄接口或将带来便携电子设备新一波超薄化狂潮
usb3.1超薄的接口图片
老式USB端口长1.4厘米、宽0.65厘米的尺寸显然已经满足不了便携电子设备尤其是手机厂商日益迫切的超薄化需要了,而USB3.1Type-C长0.83厘米、宽0.26厘米的尺寸显然又在轻薄这点上上了一个台阶。手机端接口从最开始的Mini USB升级到Micro USB后已经成了所有智能手机的标配也间接地推动了智能手机超薄化的第一波浪潮,再到如今尺寸超薄的USB3.1 Type-C,不难想象在不久的将来新一波便携电子设备又将掀起一波“没有最薄只有更薄的浪潮了”。
3.双面插拔显著改善使用体验
这次USB3.1Type-C带来的一个非常大的优势在于,双面插拔不分正反的设计极大的改善了一直以来USB数据线糟糕的使用体验。相信很多安卓用户要开始感叹一声,终于闭着眼也能给手机充上电了。 
4.兼容性超高老设备不会很快淘汰
usb3.1兼容老设备接口图片
我们知道,USB兼容性一向不错,这次的USB3.1规范也很好的继承了这一点。只需要一根转接线,USB3.1即可轻松兼容USB3.0和USB2.0设备。不过为了保证体验,笔者还是建议大家把手里用了五六年甚至十来年的USB2.0 U盘和移动硬盘这样的设备早点升级换代。
5.电流输出能力提升带来急速充电体验
按照USB3.1的规范,接口最大可提供5V 20A即100W的供电能力,但是目前出于安全和设备兼容性的考虑,华硕等一线主板大厂并没有将供电能力彻底放开,以华硕B85M-G PLUS主板为例,目前开放的供电为5V 3A尽管看起来只有15W好像是不高。但要知道标准USB3.0的供电电流才只有1A而已,对于支持高速充电的设备而言3A的电流无疑是天大的福音,三倍的充电速度想想都觉得非常爽。
 

关于USB3.1技术的推广发展,移动设备厂商尤其是手机厂商一直对此比较热衷,但貌似只是徒有其表,各种号称采用了USB3.1 Type-C技术的手机和附属线路其数据传输速度和供电能力实际上并没有质的飞越。真正推动USB3.1技术发展和普及的还是存储以及主板厂商,金士顿、闪迪、华硕、微星都是其中的代表。在不久前对华硕B85M-G PLUS的评测工作过程中,华硕这块主板给笔者留下的印象可谓非常深刻。CrystalDiskMark测试Read:686.4MB/s、Write:799.7MB/s的成绩让笔者见识到了USB3.1的真正威力。

usb3.1和usb3.0区别总结

从测试结果来看,USB 3.1接口的实际性能要比USB 3.0高出不少,连续读写速度在500MB/s到600MB/s左右,最高成绩甚至可以突破700MB/s。而USB 3.0接口方面,其连续读写速率大概在300MB/s到400MB/s左右。

虽然USB 3.1标称的接口理论速率是10Gbps,但是其还保留了部分带宽用以支持其他功能,因此其实际的有效带宽大约为7.2Gbps,理论传输速度应该可以达

到900MB/s,因此认为,现在的USB 3.1接口还有很大的提升空间,至少应该达到800MB/s的水平。

关于USB3.1现在已是大家讨论的焦点,USB3.1是最新的USB规范,该规范由英特尔等大公司发起。数据传输速度提升可至速度10Gbps。与USB 3.0技术相比,新USB技术使用一个更高效的数据编码系统,并提供一倍以上的有效数据吞吐率。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。,而相关的USB3.1产品也陆续走入人们的视线,其中尤其以为传统主机端设备提供扩展接口的主板最为活跃。虽然Intel到下一代 100系芯片组中仍不会提供原生的USB3.1支持,但就像以前USB3.0一样,在尚未有原生方案之前,都是以整合第三方的主控芯片提供新接口。
usb3.1和usb3.0速度区别
 

USB3.1标准于2013年7月发布,最大理论带宽相比USB3.0时翻了一番,达到10Gb/s(Super Speed+)。USB3.1编码方式从此前USB3.0的8b/10b换成了128b/132b,带宽损耗率从20%大幅下降到3%左右,换算之后带宽同样超过了1.2GB/s,这也意味着在真实使用中USB3.1的极限传输速率有望接近1GB/s。

虽然像过去的升级一样,USB3.1同样带来了更高的传输速率,并修复了此前存在的各方面问题,但人们谈论更多的都是随USB3.1引入的全新Type-C接口。与苹果的Lightning接口相似,Type-C接口取消了曾经的防呆保护设计,因此不分正反均可正常插入使用,免去了辨识插入方向的麻烦。

USB3.1 Type-C的另一个大卖点就是对移动设备充电能力的的增强。USB 3.1接口下的供电最高允许标准大幅提高到了20V/5A(仅限于Type-A/B),能够提供达100W的供电输出能力。而Type-C的最高标准为12V/3A,36W的充电能力已经足够一些轻薄型笔记本的使用,这也是New MacBook敢于放弃MagSafe而采用Type-C作为充电接口的重要原因。功能上USB 3.1 Type-C还引入了全新的Alternate Mode(交替模式),这意味着Type-C接口和数据线能传送非USB数据信号。目前Alt Mode已经能够支持DisplayPort 1.3和MHL 3.2规范,而USB-IF同时也在寻求对其他的功能标准的支持,除了视频接口,像以太网等其他接口同样也可以被Type-C支持。USB3.1与USB3.0传输速度对比

目前虽然仍没有原生的USB3.1支持,但是比起原生的USB3.0,第三方的USB3.1解决方案最高的存取速度还是能高出原生USB 3.0达到60%以上,整体性能并没有令我们失望。

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