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USB 3.0 et USB 3.1: SuperSpeed

USB 3.0 et USB 3.1: SuperSpeed

L'USB est utilisé dans de nombreux domaines et pour de nombreuses applications, la vitesse est importante. L'USB 3.0 a été lancé en 2008, offrant des vitesses de transfert de données allant jusqu'à 5 Gbps et s'appelait également Superspeed.

L'USB 3.1, également appelé Superspeed +, a été lancé en juillet 2013 et permettait de transférer des données à des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit / s. Souvent, ces deux sous-ensembles sont simplement appelés USB 3.

Ces nouvelles versions d'USB permettent des transferts de données très rapides et permettent ainsi de maintenir l'USB en ligne avec les attentes du marché car les fichiers de données augmentent en taille et le temps est important.

Non seulement des fichiers beaucoup plus volumineux sont nécessaires beaucoup plus rapidement, mais aussi de nombreux ordinateurs portables utilisent le connecteur USB C avec USB 3 comme interface principale - il se peut souvent qu'il n'y ait que deux connexions USB C pour l'ordinateur portable. Cela nécessite l'utilisation de dongles pour étendre l'interfaçage pour tout, des sauvegardes externes, des affichages grand écran, une connexion Ethernet pour le haut débit et autres signifient que les vitesses élevées de l'USB 3 sont nécessaires.

Capacités USB 3

Les spécifications USB 3.0, Superspeed et 3.1, Superspeed + permettent des taux de transfert de données beaucoup plus élevés. Ceci est conforme aux exigences de téléchargement de vidéo et de nombreuses autres applications.

Un résumé des débits de données de base pour USB 3.0 et USB 3.1 est donné dans le tableau ci-dessous:

Chiffres de performances pour USB 3
c'est-à-dire USB3.0 et USB 3.1
Version USBÉtat du duplexVitesse de transfertAugmentation par rapport à USB 2.0
USB 2.0Semi-duplex480 Mbps---
USB 3.0 - SuperspeedUn duplex plein5 Gbit / s10 x
USB 3.1 - Superspeed +Un duplex plein10 Gbit / s20 x

En plus des améliorations de vitesse de base, USB 3.0 et 3.1 offrent également d'autres avantages importants.

  • Vitesse de transfert: USB 3.0, Superspeed et USB 3.1 Superspeed + offrent tous deux des augmentations significatives de la vitesse de transfert de données par rapport aux versions précédentes. Cela leur permet de maintenir leurs performances pour les applications nécessitant des niveaux de données plus élevés à transférer dans un délai donné. Un nouveau type de transfert appelé SuperSpeed ​​ou SS a été ajouté et cela permet des taux de transfert de données allant jusqu'à 5 Gbps sur USB 3.0 et 10 Gbps sur 3.1. Sur le plan électrique, les techniques derrière SuperSpeed ​​sont similaires à celles utilisées pour PCI Express 2.0 et SATA.
  • État du duplex: USB 1 et USB 2 n'avaient la capacité que pour les transmissions semi-duplex, c'est-à-dire la transmission dans un sens à tout moment. USB 3.0 et USB 3.1 ont tous deux la capacité de transmission simultanée dans les deux sens.
  • Gestion de l'alimentation: Les états de gestion de l'alimentation U0 à U3 sont pris en charge.
  • Améliorations de l'utilisation du bus: Le fonctionnement du bus a été amélioré par l'ajout d'une nouvelle fonctionnalité où les paquets NRDY et ERDY peuvent être utilisés pour permettre à un appareil de notifier de manière asynchrone l'hôte de sa disponibilité sans avoir besoin d'interroger.
  • Prise en charge des supports rotatifs: Le protocole de masse est mis à jour avec une nouvelle fonctionnalité appelée Stream Protocol qui autorise un grand nombre de flux logiques au sein d'un point de terminaison.

Compatibilité USB 3

Un problème clé avec toute avancée dans une norme est la question de la rétrocompatibilité. Pour USB 3.0 et 3.1, une approche d'architecture à double bus a été adoptée. Cela permet aux opérations USB 2.0, y compris pleine vitesse, basse vitesse ou haute vitesse, ainsi que USB 3.0, SuperSpeed ​​d'avoir lieu simultanément.

Le nouvel USB 3.0 a également été développé pour permettre la compatibilité ascendante. En conséquence, il est possible d'exécuter des ports USB 2.0 avec des périphériques USB 3.0 ou 3.1.

En ce qui concerne les topologies des liens utilisables, celles-ci restent les mêmes. Il s'agit d'une topologie en étoile à plusieurs niveaux avec un concentrateur racine au niveau 0. Ensuite, les concentrateurs de niveaux inférieurs peuvent fournir une connectivité de bus aux périphériques.

Annotation USB 3.0 / 3.1

Afin d'atteindre les vitesses très élevées, certaines différences sont nécessaires dans l'interface et cela entraîne la nécessité d'utiliser un connecteur différent. Cela dit, les connecteurs sont compatibles, bien que les connexions supplémentaires requises pour des performances supérieures ne soient pas utilisées lors de l'interfaçage avec un port, un câble ou un appareil USB 2.0.

En plus des différents connecteurs utilisés sur les câbles USB 3.0, les périphériques, etc., le câble se distingue également de ses homologues 2.0 par la couleur bleue des ports ou les initiales SS sur les prises. Souvent, les appareils dotés de la capacité USB 3.0 sont également marqués des lettres SS.

Connecteurs USB 3.0 / 3.1 et brochage des connecteurs

De nouveaux connecteurs USB ont été introduits pour l'USB 3.0. Il y avait un type A également introduit une nouvelle prise de câble Micro-B, qui se compose d'une prise de câble USB 1.x / 2.0 Micro-B standard, avec une prise supplémentaire à 5 broches "empilée" sur le côté. De cette façon, le connecteur hôte USB 3.0 Micro-B a conservé sa rétrocompatibilité avec les fiches de câble USB 1.x / 2.0 Micro-B, permettant aux appareils dotés de ports USB 3.0 Micro-B de fonctionner à des vitesses USB 2.0 sur USB 2.0 Micro-B câbles.

En termes de connexions réelles dans les connecteurs USB 3, les connexions D + et D d'origine restent, ainsi que l'alimentation et la terre, mais de nouveaux pilotes et récepteurs symétriques à paires torsadées sont utilisés pour le transfert de données SuperSpeed. Ceux-ci sont étiquetés StdA_SSRX + et StdA_SSRX- pour le côté réception et StdA_SSTX + et StdA_SSTX- pour le côté émission.

Brochage du connecteur USB 3.0 / USB 3.1
Code PINNom de connexionCouleur du fil
1VBUSrouge
2RÉ-blanc
3D +vert
4GNDNoir
5StdA_SSRX-Bleu
6StdA_SSRX +Jaune
7GND_DRAINSOL
8StdA_SSTX-Violet
9StdA_SSTX +Orange
coquilleBouclierShell de connecteur

Gestion de l'alimentation

La spécification USB 3.0 intègre de nouvelles fonctionnalités de gestion de l'alimentation qui sont bien plus sophistiquées qu'auparavant. Il prend en charge divers états, notamment: les états d'inactivité, de veille et de suspension. USB 3 prend également en charge la gestion de l'alimentation au niveau des liens, des périphériques et des fonctions.

La capacité d'alimentation du bus a également été augmentée à 900 mA. Il s'agit d'une augmentation de 80% par rapport à l'USB 2.0 qui s'élevait à 500 mA.

USB 3, à la fois en version 3.0 et 3.1, est capable de fournir les vitesses de transfert de données requises pour de nombreuses applications pour lesquelles des connexions USB sont utilisées. L'augmentation de la vitesse est en partie importante dans des domaines comme les sauvegardes de données pour les PC où l'augmentation des niveaux de données signifie que les vitesses plus élevées de l'USB 3.0 et de l'USB 3.1 sont les bienvenues. Les améliorations de la vitesse se font également sentir dans de nombreux autres domaines où de grandes quantités de données doivent être transférées rapidement via une interface USB.

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