اين روزها ما شاهد ظهور اولين مادربردهايي که از USB3.0 پشتيباني مي کنند، هستيم. اين پشتيباني به شکل يک تراشه کنترلي اختصاصي ( نوعاً NEC uPD720200) است و احتمالاً تا اواخر سال 2010 يا اوايل 2011 زمان لازم است تا USB3.0 بصورت مجتمع در داخل چيپ ست مادربردها گنجانده شود. اما از آنجاييکه USB3.0 يک پيشرفت عمده در مقايسه با USB2.0 محسوب مي شود، بنابراين توليد کنندگان تجهيزات جانبي، از مدت ها قبل توليد محصولات سازگار با اين استاندارد جديد را اعلام نموده اند.

در ابتدا اجازه دهيد اشاره اي به واژه شناسي اين فناوري داشته باشيم. به 1.1/ USB1.0، نوعاً فقط USB گفته مي شد و از throughput تا 12Mb/s پشتيباني مي کرد. وقتي USB2.0 با سرعت 480Mb/s به منصه ظهور رسيد، کار گروه USB(www.usb.org) به يک اسم متفاوت نياز داشت، بنابراين آن را Hi-Speed USB ناميد. حالا قرار است به USB3.0، SuperSpeed USB گفته شود.
جائي که کهنه و نو با هم ملاقات مي کنند
SuperSpeed USB از حداکثر throughput تا 5Gb/s که تقريباً 10 برابر سرعت USB2.0 است، پشتيباني مي کند. هر چند که USB3.0 کاملاً با USB2.0 سازگار است بنابراين زماني که سيستم ها و مادربردهايي که از قابليت استفاده از USB3.0 برخوردار هستند وارد بازار شوند، نيازي نيست که شما سخت افزارهاي قديمي خود را از رده خارج کنيد.
USB3.0، اين سازگاري با استانداردهاي قبلي را با استفاده از يک معماري dual-bus که بطور هماهنگ با سيگنالينگ USB connector کار مي کند، به دست مي آورد و اين کار را با اضافه کردن پين هاي اضافي به کانکتور USB به انجام مي رساند. توجه داشته باشيد که USB3.0 يک معماري دو جهته( bidirectional) است در حالي که Hi-Speed USB يک جهته( unidirectional) مي باشد.
Connector shell سيستم ميزبان( آن کانکتور تخت که براي همه ما آشنا است) به همان شکل قبلي است. اگر ميزبان، هيچ اتصال USB3.0 را تشخيص ندهد به حالت USB2.0 بر مي گردد، در غير اينصورت با سرعت کامل USB3.0 اجرا مي شود. اينترفيس موجود بر روي وسيله جانبي، يعني آن کانکتور D شکل بلند، تا حدودي بزرگ تر شده و قسمت بالاي آن کمي برآمدگي پيدا کرده و تا حدودي شبيه به يک کانکتور اترنت شده است. هرچند اين کانکتور مي تواند کانکتور D-shell مربوط به USB2.0 را نيز قبول کند. ميکروکانکتورها يعني آن کانکتورهاي کوچکي که در دوربين ها، پخش کننده هاي ديجيتال و ساير ابزارهاي کوچک تر گنجانده شده اند دردسرسازتر هستند. مسائل مربوط به سازگاري اين ابزار با افزودن فضاي اضافي به خود کانکتور برطرف شده است که به شکلي مؤثر آن را به يک کانکتور دوبل، يکي براي ابزار USB2.0 و يکي براي سخت افزار USB3.0 تبديل نموده است. دو نوع ميکرو کانکتور براي USB3.0 به وجود خواهد آمد.
وقتي شما کار با سرعت 5Gb/s را آغاز مي کنيد، صحت و دقت سيگنالينگ اهميت زيادي پيدا مي کند. بنابراين USB3.0 از کابل کشي twisted-pair بدون حفاظ که در نسخه هاي قديمي تر USB مورد استفاده قرار مي گرفت، به سمت کابل کشي differential-pair حرکت خواهد کرد. اين کار ضمن حفظ دقت و صحت سيگنال مورد نياز براي SuperSpeed USB، طول کابل مورد نياز براي برقراري ارتباط مناسب بين تجهيزات جانبي را نيز تعيين مي کند. اين تکنولوژي جديد از 3 متر( 10 فوت) طول کابل پشتيباني مي کند.
عجيب نيست که خود سيگنال دهي، چيزي شبيه به PCI Express و Serial ATA با دو جفت متفاوت است. از قابليت hot-plug ابزار USB که در دنياي ابزار قابل حمل يک ضرورت به شمار مي رود نيز کماکان پشتيباني خواهد شد.

مديريت انرژي
 

يکي از ويژگي هايي که ديگر وجود نخواهد داشت، نياز به polling است که با يک مدل مبتني بر وقفه ( interrupt) که در آن، وسيله جانبي سيستم ميزبان را ping مي کند و سپس يک درخواست انتقال را راه اندازي مي کند، جايگزين خواهد شد. باس تنها در زمان انتقال واقعي داده ها فعال مي شود. اين کار باعث افزايش کارآيي کلي انرژي مي شود و بنابراين عمر باطري بيش تر مي گردد حتي در throughputهاي بالاتر.
در واقع، SuperSpeed USB مديريت انرژي را در تمام سطوح، از ميزبان به سمت هاب ها و به سوي لايه هاي فيزيکي واقعي حفظ مي کند. اين کار با استفاده از هشدارهاي غير همزمان در مواقعي که لينک يک وسيله يا ميزبان آماده دريافت يا انتقال داده ها است، انجام مي گيرد.

يکي از پارامترهاي کليدي طراحي اين بود که لينک هاي USB3.0 هر زمان که باس به حالت IDLE درآيد وارد وضعيت کم مصرف مي شوند. به کار گيري روش هاي مديريت انرژي پيچيده تر بدين معنا بود که هاب ها بايد هوشمندتر مي شدند. يک هاب USB3.0 را فقط به عنوان راهي براي افزودن درگاه هاي بيش تر در نظر نگيريد. هاب ها براي اطمينان از اين که داده ها به سمت وسيله مناسب هدايت مي شوند نياز به مانيتور کردن upstream و downstream دارند. داده ها نيز تا زماني که درگاه ها و وسيله اي که در حالت خواب به سر مي برد بيدار شوند نياز به بافر شدن دارند.
يک ويژگي کليدي ديگر که از مديريت انرژي استفاده مي کند LTM(Latency Tolerant Messaging) است که به سيستم ها اجازه مي دهد در حالي که کماکان لينک هاي فعال به تجهيزات جانبي را حفظ مي کنند به حالت deep sleep بروند. به نظر مي رسد که تعدادي از ابزارها در برابر تأخير پيام ها« صبورتر» از بقيه هستند بنابراين مي توانند ميزان حداکثر شکيبايي در برابر تأخير را به اطلاع سيستم ميزبان برسانند.
آخرين ويژگي کليدي که بايد به آن توجه کنيم، تحويل انرژي يا power delivery است. USB3.0 تا 900 ميلي آمپر براي هر اتصال را تحويل مي دهد که تقريباً دو برابر 500 ميلي آمپر استاندارد فعلي است. اين بدان معنا است که ابزاري که به انرژي بيش تر نياز دارند حالا ديگر به power brickها احتياجي ندارند. آيا درايوهاي نوري بيروني را که به دو اتصال USB، يکي براي انرژي پشتيباني و يکي براي داده ها و انرژي نياز داشتند به خاطر داريد؟ حالا اين وسيله جانبي مي تواند هر دو را در يک اتصال منفرد جاي دهد. در عين حال امکان ساخت شارژهاي USB قدرتمندتري نيز فراهم خواهد شد.

نگاهي به جلو
 

با سرعت 5Gb/s، استاندارد USB3.0 سريع تر از سرعت 3Gb/s تکنولوژي Serial ATA و تقريباً هم سرعت با SATA 6Gb/s است. اين باعث مي شود تا اين استاندارد براي ذخيره سازي بيروني شامل SSDهاي سريع، بسيار پر سرعت و عالي شود. تأخيرها نيز کمي بيش تر خواهند شد اما نه به اندازه اي که تفاوتي ايجاد کنند. اين ممکن است بدان معنا باشد که عمر eSATA در حال محدود شدن است زيرا USB3.0 انعطاف پذيرتر خواهد بود و کارآيي بيش تري در زمينه انرژي ارائه مي کند.
همچنين سرعت يک اتصال منفرد USB3.0 حدوداً مشابه يک اتصال single-line PCI Explress 2.0 خواهد بود. بنابراين امکان ساخت ابزار و تجهيزات شبکه سازي بيروني، صدا و ويدئوي با کيفيت بالا که در زمان واقعي کار مي کنند امکان پذير مي شود. در واقع اولين اعلام عمومي ساخت تجهيزات جانبي که از قابليت استفاده از USB3.0 برخوردار هستند، دوربين Point Gray USB3.0 بود که مي توانست ويدئوي full 1010p را در زمان واقعي از طريق يک اتصال SuperSpeed USB به جريان بيندازد. البته در عين حال نبايد منتظر معجزه باشيد. اگر بتوانيد تعدادي از ابزار و وسائل را به يک درگاه USB3.0 منفرد متصل کنيد طبيعتاً throughput کلي براي هر وسيله کاهش پيدا خواهد کرد. امروزه ما شاهد سيستم هايي با 8 تا 10 درگاه USB2.0 هستيم و در آينده نيز مشاهده تقاضا براي افزايش اين درگاه ها عجيب نخواهد بود. USB3.0 همچنين به ميخي بر تابوت اتصال هاي FireWire پي سي ها تبديل خواهد شد.
البته، تجهيزات جانبي عادي و معمولي شما به همان شکل قبل کار خواهند کرد. صفحه کليد، ماوس، کارت خوان و ساير تجهيزات USB2.0 کماکان عملياتي خواهند بود. شما به throughput سريع تر، تحويل انرژي بهتر و کارآيي قدرتمندتري دست پيدا خواهيد کرد. عجيب نيست که توليدکنندگان مادربرد و تجهيزات جانبي در حال پريدن بر روي اين ارابه هستند.
منبع: بزرگراه رايانه، شماره 129