Введение

Прошло определённое время, прежде чем версия USB 2.0, относящаяся ко второму поколению шины Universal Serial Bus, приобрела нынешнюю популярность. Intel объявила шину USB ещё в 1996 году в качестве альтернативы последовательному порту RS-232 и параллельному 25-контактному порту. Конечно, преимущества USB прекрасно говорят сами за себя, но потребовалась широкая поддержка на уровне платформы, чтобы шину стали считать успешной.

Хотя Intel реализовала поддержку USB в своём чипсете 440FX для Pentium Pro и Pentium II, шина не получила широкого признания из-за отсутствующей поддержки в операционных системах Microsoft Windows 95 и Windows NT 4.0. Кроме того, в те времена на рынке было очень мало USB-устройств, что ещё сильнее затрудняло продвижение нового интерфейса. USB 1.0 со скоростью передачи 12 Мбит/с стартовал как нишевой интерфейс.

Введение

Многие пользователи стали по-новому смотреть на Universal Serial Bus когда Intel обновила спецификации в 1998 году. В версии 1.1 появились передачи по прерыванию, которые довольно важны для устройств ввода, таких как мыши и клавиатуры. Однако стандарт USB 1.1 так и не дал более высокой скорости передачи, то есть пропускная способность осталась на уровне 1,5 Мбит/с в низкоскоростном режиме и 12 Мбит/с на полной скорости.

USB 2.0

Через два года в 2000 году стандарт USB получил ещё одно обновление. На сей раз им стала версия USB 2.0, которая увеличила пропускную способность в 40 раз - до 480 Мбит/с в высокоскоростном режиме. К счастью, шина USB 2.0 была по-прежнему совместима с USB 1.1, что было довольно важно для поддержки USB-брелоков первого поколения, которые изначально строились на стандарте USB 1.1 с пропускной способностью 12 Мбит/с.

"Родные" устройства USB 2.0 вышли на массовый рынок в 2002 года, когда новый интерфейс, наконец, смог утвердиться. Пропускная способность 480 Мбит/с была не только достаточно быстрой для флэш-брелоков, но её хватало и для внешних накопителей, MP3-плееров, смартфонов и цифровых камер, которым требовалась передавать большое количество данных.

После своего широкого внедрения USB 2.0 удалось полностью заменить последовательный и параллельный интерфейсы - этот факт наиболее заметен, если посмотреть на последние материнские платы. Только немногие продукты по-прежнему содержат параллельный и последовательный порты, поскольку они уже не требуются для потребительской периферии. Устаревшие интерфейсы нужны, разве что, для серверных окружений или промышленных компьютеров.

Но история успеха USB на этом не заканчивается, поскольку скоро на массовый рынок выходит USB 3.0.

SuperSpeed быстрее High-Speed

USB Implementers Forum финализировал спецификации стандарта USB 3.0 в конце 2008 года. Как и можно было ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0. В любом случае, 10-кратное повышение пропускной способности можно приветствовать. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).

Каждый энтузиаст подтвердит, что интерфейс USB 2.0 является основным "узким местом" современных компьютеров и ноутбуков, поскольку его пиковая "чистая" пропускная способность составляет от 30 до 35 Мбайт/с. Но у современных 3,5" жёстких дисков для настольных ПК скорость передачи уже превысила 100 Мбайт/с (появляются и 2,5" модели для ноутбуков, приближающиеся к данному уровню). Скоростные твёрдотельные накопители успешно превзошли порог 200 Мбайт/с. А 5 Гбит/с (или 5120 Мбит/с) соответствует 640 Мбайт/с.

Мы не думаем, что в обозримом будущем жёсткие диски приблизятся к уровню 600 Мбайт/, но следующие поколения твёрдотельных накопителей могут превысить это число уже через несколько лет. Увеличение пропускной способности становится всё более важным, поскольку количество информации увеличивается, соответственно, растёт и время её резервирования. Чем быстрее работает хранилище, тем меньше будет время резервирования, тем проще будет сделать "окна" в расписании резервирования.

SuperSpeed быстрее High-Speed

Цифровые видеокамеры сегодня могут записывать и хранить гигабайты видеоданных. Доля HD-видеокамер увеличивается, а им требуются более ёмкие и быстрые хранилища для записи большого количества данных. Если использовать USB 2.0, то на передачу нескольких десятков гигабайт видеоданных на компьютер для монтажа потребуется значительное время. USB Implementers Forum считает, что пропускная способность останется принципиально важной, и USB 3.0 будет достаточно для всех потребительских устройств на протяжении ближайших пяти лет.

Кодирование 8/10 бит

Чтобы гарантировать надёжную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит, знакомое нам, например, по Serial ATA. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надёжность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

Обзор пропускной способности
Интерфейс Номинальная пропускная способность (Мбит/с) Номинальная пропускная способность (Мбайт/с)
USB 1.x 1,5 0,19
USB 1.x 12 1.5
USB 2.0 480 60
USB 3.0 5000 500*
FireWire 400 400 50
FireWire 800 800 80*
SATA / eSATA 150 1500 150*
SATA / eSATA 300 3000 300*
* - кодирование 8/10 бит.