USB3.1

USB3.1簡介

　　USB 3.1 Gen2是最新的USB規范，該規范由英特爾等公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與USB 3.0（即USB3.1 Gen1）技術相比，新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統，并提供一倍以上的有效數據吞吐率。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。USB 3.1 Gen2兼容現有的USB 3.0（即USB3.1 Gen1）軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。

USB3.1百科

　　USB 3.1 Gen2是最新的USB規范，該規范由英特爾等公司發起。數據傳輸速度提升可至速度10Gbps。與USB 3.0（即USB3.1 Gen1）技術相比，新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統，并提供一倍以上的有效數據吞吐率。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。USB 3.1 Gen2兼容現有的USB 3.0（即USB3.1 Gen1）軟件堆棧和設備協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。

　　特性

　　簡介重點：由于市場的混亂，和不良奸商的忽悠，大多數人根本搞不清USB3.0和USB3.1。USB3.1 Gen1就是USB3.0。USB3.1 Gen2才是真正的USB3.1。［1］ USB2.0的最大傳輸帶寬為480Mbps（即60MB/s），而USB3.0即（USB3.1 Gen1）的最大傳輸帶寬為5.0Gbps（500MB/s），USB3.1 Gen2的最大傳輸帶寬為10.0Gbps（雖然USB 3.1標稱的接口理論速率是10Gbps，但是其還保留了部分帶寬用以支持其他功能，因此其實際的有效帶寬大約為7.2Gbps）。USB2.0為白色接口，USB3.0即（USB3.1 Gen1）為藍色接口，USB3.1 Gen2為紅色接口。截止2017年絕大多數所謂的USB3.1基本都是USB3.1 Gen1即（USB3.0）。USB 3.1是最新的USB規范，該規范由英特爾等大公司發起。與現有的USB技術相比，新USB技術使用一個更高效的數據編碼系統，并提供一倍以上的有效數據吞吐率（USB IF協會）。它完全向下兼容現有的USB連接器與線纜。USB3.1兼容現有的USB3.0軟件堆棧和設備

　　USB3.1 LOGO協議、5Gbps的集線器與設備、USB 2.0產品。擁有Thunderbolt技術的英特爾也歡迎USB3.1標準的成形。USB 3.1包含了USB 3.0的大部分特性［2］ 。USB 3.1作為下一代的USB傳輸規格，通常被稱為“SuperSpeed+”，將在未來替代USB 3.0。［3］

　　規范制定歷程2008年11月12日USB 3.0推出之后，SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能，附加提供5V/0.9A電源。隨著傳輸速率的要求提高，加上也希望能提升供電能力，2013年1月6日USB IF協會（USB Implementers Forum）正式宣布要推出新的USB 3.0加強版（即USB 3.1）。2013年7月31日宣布正式開始研發SuperSpeed 10Gbps，2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣布USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014，ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片，實現SuperSpeed+，也就是SuperSpeed 10Gbps速率。［4］

　　介面規范usb 3.1有三種連接介面，分別為Type-A（Standard-A）、Type-B（Micro-B）以及Type-C

　　Type-A（左）與 Type-C（右）標準的Type-A是目前應用最廣泛的介面方式，Micro-B則主要應用于智能手機和平板電腦等設備，而新定義的Type-C主要面向更輕薄、更纖細的設備。Type-C大幅縮小了實體外型，更適合用于短小輕薄的手持式裝置上，Type-C將取代Micro-AB型連接器（支援USB裝置直接對傳，不需要有主控系統介入），也將取代一般Micro-USB連接器，Type-C仿Apple Lightning連接器，正反均可正常連接使用，較現有Micro-USB更理想，Micro-USB雖有防止反接的防呆機制，但正反均可接的好處，勝過防止反接，

　　Micro-B（反面）摸黑狀況上都可順利完成接線。［4］ 另外，Type-C還有增進的電磁干擾與RFI mitigation特性。

　　Type-C引腳定義

　　傳輸速率與編碼標準因應各種裝置的高速應用，USB的頻寬從1.0版本（1.5Mbps）、1.1版本（12Mbps）、2.0版本（480Mbps）到3.0版本（5Gbps），速度已經有很大的進步了，而面對將來的需求，新的USB 3.1介面將把頻寬再翻倍，提升至10Gbps，同時值得注意的是，編碼率也再度提升。USB 3.0為8b10b編碼，也就是每傳送10bit資料中，只有8bit是真實的資料，剩余的2bit是做為檢查碼，因此整個頻寬會有高達20%（2/10）的損耗，而新的USB 3.1則是使用128b/132b編碼，在132bit的資料中，只需使用4bit做為檢查碼，傳輸損耗率大幅下降為3%（4/132），所以USB 3.1不單只是提升頻寬而已，連傳輸效率也增進不少。另外，相較於Thunderbolt，USB 3.1和Thunderbolt1已同樣擁有10Gbps的速度，而Thunderbolt 2雖然提供20Gbps，但只是把原本的Thunderbolt 1中兩條獨立的10Gbps合并，變成單向傳輸20Gbps，而非雙向，而此看來，只要USB 3.1裝置正式問市後，頻寬速度和應用廣度上仍相當具有優勢。

　　電力供應規范相比USB 2.0的5V/0.5A，USB 3.0提供了5V/0.9A電源。但人們任然希望更強的供電能力，于是USB 3.1（SuperSpeed+）將供電的最高允許標準提高到了20V/5A，供電100W。電力供應規范- USB Power Delivery（USB PD），設計上兼容現有的USB 2.0和USB 3.0線材和連接器，新的USB 3.1 Type-C連接器也通用。USB PD支持更高的電壓和電流，以滿足不同的應用裝置，同時也相容現有的USB Battery Charging 1.2充電規格。USB PD為埠對埠的架構，USB和電力溝通訊號分開，電力的供應是透過主機端和裝置端的VBus通訊協定來溝通，如果裝置支持，則可依組態（Profiles）的電壓和電流，提供更高的瓦數供應。USB PD依裝置不同分成5個組態（Profiles），皆需要使用新的可偵測線材，才能提供大於1.5A或5V的電力。組態1針對手機，為5V/2A（10W），基本的電力輸出，已比USB 3.0的5V/0.9A（4.5W）還多； 組態2為5V/2A或12V/1.5A（最大18W），可為平板和筆電充電；組態3為5V/2A或12V/3A（可提供較大的筆電最大36W的電力）；組態4為最大為20V/3A（60W）（Micro-A/B連接器不支持），，組態5為最大為20V/5A（100W）的電力供應，（TYPE-A/B連接器不支持），也就是說只有type-c才能完全支持最大100W電力供應。USB 3.1供電的提升，以及支持充電的應用將會讓USB 3.1有望大一統手機、平板、電腦傳輸介面。［5］

　　影音傳輸標準USB 3.1新增USB A/V影音傳輸。使用USB來傳輸畫面其實有很大的便利性，除了USB介面本身就相當廣泛外，還能省去一條電源線，直接以USB供電，例如ASUS MB168B+ 15.6吋可攜式顯示器，就是以一條USB 3.0來連接顯示，不過它最多只支持到Full HD等級。新的USB AV 3.1提供9.8Gbps頻寬，最高支持4096 x 2304 @ 30FPS的4K顯示畫面，4K顯示的規格已和HDMI 1.4一樣，同時USB AV也支援HDCP影像加密技術，搭配更大的電力供應，較大尺寸的顯示器可望也能藉由USB AV 3.1來顯示4K解析度。另外，現有的裝置和顯示器可透過USB AV轉接器，以USB線來傳送影音。USB AV若能加以普及，勢必能為生活帶來很多便利性，USB線也可能取代其它顯示介面，成為最實用的影音傳輸線材。