USB 3.1速度大幅提升

英文USB的全称为Universal Serial Bus，中文名称为通用串行总线，它作为连接电脑与外部设备的一种串口总线标准，1996年推出的USB标准已经获得了巨大的成功，现如今几乎所有电脑设备和移动设备都配备USB接口，几乎所有的移动设备都通过USB接口充电，但是目前仍然占主导地位的USB 2.0接口无论是数据传输速率还是供电功率都差强人意。

虽然负责制定USB标准的USB开发者论坛（USB Implementers Forum，简称USB-IF）于2008年发布了USB 3.0标准，但是第一个支持该标准的主板2011年才开始在市场上出现，直至2013年，我们才能够看到大量配备USB 3.0接口的设备出现在市场上。根据USB-IF的消息，预计2014年将有7亿台配备新一代USB接口的设备面世。到2016年，这一数字将上升到22亿，但随后的大多数设备将不再配备USB 3.0接口，而是配备新的USB 3.1接口。USB-IF在2013年7月发布了新的USB 3.1标准，这一称为SuperSpeed+的标准与称为SuperSpeed的USB 3.0标准虽然无论是版本编号还是名称都仅有细微的改变，USB 3.1所使用的USB线和USB接口也和USB 3.0一样向下兼容，从外部看一切都没有改变，但是内在却有着巨大的变化。SuperSpeed+传输数据的速度是SuperSpeed的两倍，电力供应最高可以达到100W，可为更多的设备供电，可更快地为设备充电。

更好的编码实现更高的速率

SuperSpeed+更高的速度很大程度上是通过将传输频率从5GHz增至10GHz的手段来实现的，除此之外，内部的信号处理方式也有所改变。在USB 3.0上采用的是8b/10b编码的信号处理方式，这意味着真正可供使用的只有8位，另2位被用于纠错，而USB 3.1切换到128b/132b编码方式，将信号处理的额外开销从20%降低到3%。不过，提高信号速度，要确保信号可靠地传输将对硬件有更高的要求。USB 3.1的线缆内包含的芯线数量没有改变，仍然和以往一样，通过两根双绞线分别负责信号的传送和接收。一根双绞线的两条线路以差分传输的方式同时传送或接收信号，这种传输方式可以显著地降低信号干扰的负面影响。与USB 3.0线缆不同的是，USB 3.0线缆每一根双绞线一个屏蔽层，而USB 3.1线缆的双绞线每一根芯线独立屏蔽，这对于降低信号干扰有着正面的意义。

此外，USB-IF收紧了信号衰减的规则，在USB 3.0标准上，信号衰减的总限制为20dB（分贝），但是由于很多时候设备和线缆由不同厂商生产，所以没有人能够确保设备与线缆总衰减的值。而在USB 3.1上，USB-IF分别为设备和线缆规定了最大的信号衰减值，设备为7dB，线缆为6dB。如果设备或者线缆不能够达到标准，那么需要安装信号放大器（中继器）。另外，USB-IF还限制USB 3.1线缆的最大长度为1m，超过限制的电缆也需要安装中继器。

除了严格控制USB 3.1的标准以外，USB-IF还定义了一下其他的相关规范来扩展USB接口的功能，如为多媒体音频和视频数据传输准备的USB-AV，该规范定义了如何倍增USB 3.1的性能，通过USB 3.1完成HDMI 1.4的传输任务。不过，由于缺少强制性的HDCP加密技术，所以USB 3.1无法用于传输蓝光影碟，但可以传输MKV或者MP4之类的文件。

更快地为移动设备充电

USB 3.1的USB供电规范（USB-PD）为设备定义了新的电源指引。目前，USB 3，0可以为设备提供的电源最大功率是4.5W。但是由于目前几乎所有的平板电脑和智能手机仅支持USB 2.0标准，所以最大功率只有2.5W。USB 3.1的供电规范定义了供电功率在10W～100W的5个不同的供充配置，这可以确保设备获得更充沛的电力，缩短充电时间。不过，由于目前市场上的USB电缆和插头都只能够支持10W，所以在需要为设备提供更大功率，如电流强度高达5A（安培）时如何解决，目前仍不清楚。此外，USB-PD还引入了一个协议用于在设备充电的过程中进行协商，以确保设备在充电的时候数据传输不会受到影响。

不像USB 3.0在标准公布之后很长一段时间相关的产品才开始出现，USB 3.1的相关产品将在近期上市。目前，标准的最后细节已经完成，第一个USB 3.1芯片预计将在2014年年中开始销售，它们将很快出现在台式电脑的扩展卡上。然而虽然英特尔是USB 3.1的主要推动者之一，但估计仍然需要比较长的时间USB 3.1芯片才能够集成到芯片组中。而根据USB-IF的介绍，USB接口仍然有潜力可以挖掘，传输速度应该可以再增加一倍到20Gb/s，这将是一个目前其他本地电缆连接无法比拟的速度。endprint