挑戰更高傳輸速率USB 3.0向Firewire宣戰（高速傳輸技術）

挑戰更高傳輸速率USB 3.0向Firewire宣戰（高速傳輸技術）
什麼是USB？
USB(Universal Serial Bus，通用串列匯流排) 是連接外部設備的一個串列匯流排標準，在電腦上使用廣泛，但也可以用在機頂盒和遊戲機上，補充標準(On-The-Go)使其能夠用於在可攜設備之間直接交換數據。
USB最初是由英特爾與微軟公司倡導發起，其最大的特點是支持熱插拔(Hot plug)和即插即用 (Plug&Play)。
當設備插入時，主機枚舉(enumerate)此設備並載入所需的驅動程序，因此使用遠比PCI和ISA匯流排方便。
原標準中USB 1.1的最大傳輸頻寬為12Mbps，USB 2.0的最大傳輸頻寬為480Mbps。
英特爾(Intel)宣佈正與多家業者合作，訂定把USB的理論吞吐量提高到4Gbps以上的新一代介面標準，號稱傳輸速率較現有標準10倍。
該USB 3.0規格的目標是在應用層提供300Mbytes/seconds的可用速率，並添加新的服務品質性能，好跟另一種互連介面標準1394　(又稱為 Firewire)相抗衡。

在1990年代USB標準問世之初，針對鍵盤和滑鼠的USB1.1規格的傳輸速度小於 12Mbps；而Firewire鎖定的則是諸如攝錄影機這類傳輸速率達100Mbps及以上的視聽應用。
然而，隨著時間的推移，USB已經獲得了廣泛的應用，速率逼近480Mbps，相較之下，Firewire的應用遠遠沒有這麼廣泛。
而根據Intel在美國舊金山IDF的最新宣佈，新一代的USB標準目標就是超越Firewire。
Intel的一位工程師表示，他們已經透過軟體模擬以5Gbps和25Gbps的速率對新協議的基本版本進行了測試。
該連結標準無媒介限制(media agnostic)，將執行在銅線和光纖上。
這種又稱為SuperSpeed USB的互連標準，目標是為基於快閃記憶體的設備提供服務，包括USB隨身碟、攝影機以及媒體播放器，設計目標之一就是為了跟上快閃記憶體晶片的傳輸速度。
「我們不想成為系統中的瓶頸，」Intel負責監督USB 3.0標準訂定的主管Jeff Ravencraft表示。
目前包括HP、Microsoft、NEC、NXP和TI都正協助新標準的訂定，預計新規格會在11月於美國San Jose舉行的兩天會議中進行審查。
Intel表示，該標準訂定小組將向所有成員公司發出最終規格召集令，期望能在明年初通過，並在2009年初完成首款晶片實作。
USB3.0將採用一種新的實體層，其中，用兩個通道把數據傳輸(transmission)和確認 (acknowledgement)過程分離，因而達到較高的速度。
為了取代目前USB所採用的輪流檢測(polling)和廣播(broadcast) 機制，新的規格將採用一種封包路由(packet-routing)技術，並且僅容許終端設備有資料要發送時才進行傳輸。
新的連結標準還將讓每一個元件支援多種資料流，並且每一個資料流都能夠維持獨立的優先級(separate priority levels)；該功能可在視訊傳輸過程中用來終止造成抖動的干擾。
資料流的傳輸機制也使固有的指令隊列(native command queuing)成為可能，因而能使硬碟的資料傳輸最佳化。
USB3.0陣營表示，該標準將能夠取代Firewire；他們指出Firewire已經失去許多業界的支持者，如新力(Sony)已經在攝影機這樣的產品中轉向採用USB2.0。
「很多人都發現1394正在走下坡，」參與USB3.0標準訂定的NEC電子美國分公司資深工程經理Masami Katagiri表示。
不過 Firewire陣營的1394貿易協會(Trade Association)執行總監James Snider卻表示：「看來USB3.0的進展迅速，然而如此不同的連結方法要在2009年產出晶片可能是一大挑戰。
他指出，目前有很多種類的產品──包括許多外接硬碟，都採用1394提供速度達800Mbps的最大物理層吞吐量；該組織並預計在明年初推出將速率提高到3.2Gbps的新版本。
新版Firewire的速度等級將繼續採用跟定義現行1394b標準一樣的電纜和連接器；那些電纜和連接器的額訂速度為10Gbps。Snider並補充，該協會正在審查10G版Firewire規格的提案。

Apple將轉而支持USB 3.0？
據了解，身為Firewire長期支持者的蘋果(Apple)也獲邀加入USB3.0陣營，但該公司尚未對邀請作出回應。Apple針對多媒體應用的 iMac系列產品都採用Firewire，該領域的應用目前超越USB的能力範圍。
對此NEC的Katagiri表示，Apple可能被迫轉向採用 USB3.0，因為Intel目前是該公司的主要晶片供應商，並將在其晶片組中最終採用USB 3.0。
不過USB 3.0也面臨挑戰；Katagiri表示，新標準可能不得不把目前USB 2.0的5公尺傳輸距離縮短到僅剩2公尺。
此外，主機控制器(host controller)將必須具備更多智慧功能，因為必須管理資料傳輸的路由(routing)。
另一方面，USB 3.0陣營也正在尋求一種支援同步資料傳輸的新技術，以提供比Firewire更具優勢的功能，Katagiri補充。
而Snider則指出，1394協會一直在研究採用Firewire規格在5/6類電纜和光纖上實現達100公尺的傳輸距離，此外也在研究以同軸電纜為基礎的家用、車用Firewire規格。
無論USB組織是否能夠在吞吐量上取得突破，1394的服務品質(QoS) 和上市時間優勢仍是有目共睹。而許多參與USB 3.0標準訂定的業者，也在關注採用超寬頻(ultrawideband)的無線USB標準進度。
同時主導兩個標準訂定的Intel的 Ravencraft說：「我們的菜色還很多。」無線USB小組近日公佈了其1.1規格的目標，將把吞吐量目標從480Mbps，提升到在3公尺的傳輸距離上實現1Gbps的吞吐量。
NEC的Katagiri說，吞吐量目標是可延伸的，因為目前大多數公司仍然推出數據傳輸速率僅40Mbps的第一代無線USB元件。
「我們必須使該協議更有效率，」Katagiri表示：「如果我們要達到Gbps級的速率，我們將需要至少500Mbps的速率。」
無線USB 1.1規格將支援無線USB 1.0支援的3~4GHz頻段以及6GHz以上頻段。
該規格鎖定較低功耗的應用，並將採用NFC技術，讓兩個設備透過簡單的接觸彼此識別。
目前，USB論壇(USB Implementers Forum)已經認證了一大批符合無線USB 1.0規格的筆記型電腦和網路集線器。WiMedia Alliance則可望在不久之後認證第一批符合無線USB 1.0規格的產品。
(參考原文：USB 3.0 guns for Firewire)