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USB 3.0

Un logotipo de empaquetado SuperSpeed ​​USB 5 Gbit/s obsoleto [2]

Universal Serial Bus 3.0 ( USB 3.0 ), comercializado como SuperSpeed ​​USB , es la tercera versión principal del estándar Universal Serial Bus (USB) para interconectar computadoras y dispositivos electrónicos. Fue lanzado en noviembre de 2008. La especificación USB 3.0 definió una nueva arquitectura y protocolo, llamado SuperSpeed, que incluía un nuevo carril para proporcionar transferencias de datos full-duplex que físicamente requerían cinco cables y pines adicionales, al mismo tiempo que agregaba un nuevo esquema de codificación de señal (símbolos 8b/10b, 5 Gbps; también conocido más tarde como Gen 1), y preservaba la arquitectura y los protocolos USB 2.0 y, por lo tanto, mantenía los cuatro pines y cables originales para la compatibilidad con versiones anteriores de USB 2.0, lo que resultó en nueve cables en total y nueve o diez pines en las interfaces del conector (el pin ID no está cableado). La nueva tasa de transferencia, comercializada como SuperSpeed ​​USB (SS), puede transferir señales a una velocidad de hasta 5  Gbit/s con una tasa de datos brutos de 500  MB/s después de la sobrecarga de codificación, lo que es aproximadamente 10 veces más rápido que High-Speed ​​(máximo para el estándar USB 2.0 ). Los conectores USB 3.0 Tipo A y B suelen ser de color azul, para distinguirlos de los conectores USB 2.0, como recomienda la especificación [3] y las iniciales SS . [4]

USB 3.1, lanzado en julio de 2013, es la especificación sucesora que reemplaza por completo la especificación USB 3.0. USB 3.1 conserva la arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​USB existentes con su modo de operación (símbolos 8b/10b, 5 Gbps), lo que le otorga la etiqueta USB 3.1 Gen 1 . [5] [6] USB 3.1 introdujo un sistema SuperSpeed ​​mejorado , al tiempo que conservaba e incorporaba la arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​(también conocido como SuperSpeed ​​USB ), con una arquitectura SuperSpeedPlus adicional que añadía y proporcionaba un nuevo esquema de codificación (símbolos 128b/132b) y un protocolo denominado SuperSpeedPlus (también conocido como SuperSpeedPlus USB , a veces comercializado como SuperSpeed+ o SS+ ) al tiempo que definía un nuevo modo de transferencia denominado USB 3.1 Gen 2 [5] con una velocidad de señal de 10 Gbit/s y una velocidad de datos brutos de 1212 MB/s sobre las conexiones existentes Tipo-A, Tipo-B y USB-C , más del doble de la velocidad de USB 3.0 (también conocido como Gen 1). [7] [8] La compatibilidad con versiones anteriores sigue estando garantizada por la implementación paralela del USB 2.0. Los conectores USB 3.1 Gen 2 Tipo-A y Tipo-B suelen ser de color verde azulado.

USB 3.2, lanzado en septiembre de 2017, reemplaza por completo la especificación USB 3.1. La especificación USB 3.2 agregó un segundo carril al sistema SuperSpeed ​​mejorado además de otras mejoras, de modo que SuperSpeedPlus USB implementa Gen 2x1 (anteriormente conocido como USB 3.1 Gen 2 ) y los dos nuevos modos de operación Gen 1x2 y Gen 2x2 mientras opera en dos carriles. La arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​(también conocido como SuperSpeed ​​USB) aún implementan el modo de operación de un carril Gen 1x1 (anteriormente conocido como USB 3.1 Gen 1 ). Por lo tanto, las operaciones de dos carriles, a saber, USB 3.2 Gen 1x2 (10 Gbit/s con una tasa de datos sin procesar de 1 GB/s después de la sobrecarga de codificación) y USB 3.2 Gen 2x2 (20 Gbit/s, 2,422 GB/s), solo son posibles con estructuras USB tipo C con todas las funciones (24 pines). A partir de 2023, USB 3.2 Gen 1x2 y Gen 2x2 aún no se han implementado en muchos productos; sin embargo, Intel comienza a incluirlos en sus chipsets LGA 1200 Rocket Lake (serie 500) en enero de 2021 y AMD en sus chipsets LGA 1718 AM5 en septiembre de 2022, pero Apple nunca los proporcionó. Por otro lado, las implementaciones de USB 3.2 Gen 1x1 (5 Gbit/s) y Gen 2x1 (10 Gbit/s) se han vuelto bastante comunes. Nuevamente, la compatibilidad con versiones anteriores está dada por la implementación paralela de USB 2.0.

Descripción general

La especificación USB 3.0 es similar a la USB 2.0 , pero con muchas mejoras y una implementación alternativa. Se conservan los conceptos USB anteriores, como los puntos finales y los cuatro tipos de transferencia (masiva, de control, isócrona y de interrupción), pero el protocolo y la interfaz eléctrica son diferentes. La especificación define un canal físicamente separado para transportar el tráfico USB 3.0. Los cambios en esta especificación suponen mejoras en las siguientes áreas:

USB 3.0 tiene velocidades de transmisión de hasta 5 Gbit/s o 5000 Mbit/s, aproximadamente diez veces más rápido que USB 2.0 (0,48 Gbit/s) incluso sin considerar que USB 3.0 es full duplex mientras que USB 2.0 es half duplex . Esto le da a USB 3.0 un ancho de banda bidireccional total potencial veinte veces mayor que USB 2.0. [10] Considerando el control de flujo, el enmarcado de paquetes y la sobrecarga de protocolo, las aplicaciones pueden esperar 450 MB/s de ancho de banda. [11]

Arquitectura y características

Vista frontal de un conector USB 3.0 estándar A, que muestra la primera fila de cuatro pines para la compatibilidad con versiones anteriores de USB 1.x/2.0 y una segunda fila de cinco pines para la conectividad USB 3.0 posterior (pero obsoleta). El inserto de plástico es de color azul, Pantone 300C, del estándar USB 3.0.

En USB 3.0, se utiliza una arquitectura de bus dual para permitir que las operaciones USB 2.0 (Full Speed, Low Speed ​​o High Speed) y USB 3.0 (SuperSpeed) se realicen simultáneamente, lo que proporciona compatibilidad con versiones anteriores . La topología estructural es la misma y consiste en una topología en estrella escalonada con un concentrador raíz en el nivel 0 y concentradores en niveles inferiores para proporcionar conectividad de bus a los dispositivos.

Transferencia y sincronización de datos

La transacción SuperSpeed ​​se inicia mediante una solicitud del host, seguida de una respuesta del dispositivo. El dispositivo acepta la solicitud o la rechaza; si la acepta, envía datos o acepta datos del host. Si el punto final se detiene, el dispositivo responde con un protocolo de enlace STALL. Si no hay suficiente espacio en el búfer o datos, responde con una señal Not Ready (NRDY) para indicar al host que no puede procesar la solicitud. Cuando el dispositivo está listo, envía una señal Endpoint Ready (ERDY) al host, que luego reprograma la transacción.

El uso de unidifusión y el número limitado de paquetes de multidifusión , combinados con notificaciones asincrónicas, permite que los enlaces que no pasan paquetes activamente se coloquen en estados de energía reducida, lo que permite una mejor gestión de la energía.

USB 3.0 utiliza un reloj de espectro amplio que varía hasta 5000 ppm a 33 KHz para reducir la interferencia electromagnética. Como resultado, el receptor necesita "perseguir" continuamente el reloj para recuperar los datos. La recuperación del reloj se ve facilitada por la codificación 8b/10b y otros diseños. [12]

Codificación de datos

El bus "SuperSpeed" permite un modo de transferencia a una velocidad nominal de 5,0 Gbit/s, además de los tres modos de transferencia existentes. Teniendo en cuenta la sobrecarga de codificación, el rendimiento de los datos brutos es de 4 Gbit/s, y la especificación considera razonable alcanzar 3,2 Gbit/s (400 MB/s) o más en la práctica. [13]

Todos los datos se envían como un flujo de segmentos de ocho bits (un byte) que se codifican y se convierten en símbolos de 10 bits mediante codificación 8b/10b ; esto ayuda a evitar que las transmisiones generen interferencias electromagnéticas (EMI). [7] La ​​codificación se implementa utilizando un registro de desplazamiento de retroalimentación lineal de ejecución libre (LFSR). El LFSR se restablece siempre que se envía o recibe un símbolo COM. [13]

A diferencia de los estándares anteriores, el estándar USB 3.0 no especifica una longitud máxima de cable, y solo requiere que todos los cables cumplan con una especificación eléctrica: para el cableado de cobre con cables AWG 26, la longitud práctica máxima es de 3 metros (10 pies). [14]

Energía y carga

Al igual que las versiones anteriores de USB, USB 3.0 proporciona energía a 5 voltios nominales. La corriente disponible para dispositivos SuperSpeed ​​de bajo consumo (una unidad de carga) es de 150 mA, un aumento de los 100 mA definidos en USB 2.0. Para dispositivos SuperSpeed ​​de alto consumo, el límite es de seis unidades de carga o 900 mA (4,5  W ), casi el doble de los 500 mA de USB 2.0. [13] : sección 9.2.5.1 Presupuesto de energía 

Los puertos USB 3.0 pueden implementar otras especificaciones USB para aumentar la potencia, incluida la Especificación de carga de batería USB de hasta 1,5 A o 7,5 W o, en el caso de USB 3.1, la Especificación de entrega de energía USB para cargar el dispositivo host hasta 100 W. [15]

Esquema de nombres

A partir de la especificación USB 3.2, USB-IF introdujo un nuevo esquema de nombres. [16] Para ayudar a las empresas con la marca de los diferentes modos de operación, USB-IF recomendó marcar las capacidades de 5, 10 y 20 Gbit/s como SuperSpeed ​​USB 5Gbps , SuperSpeed ​​USB 10 Gbps y SuperSpeed ​​USB 20 Gbps , respectivamente. [17]

En 2023, fueron reemplazados nuevamente, [18] eliminando "SuperSpeed" , con USB 5Gbps , USB 10Gbps y USB 20Gbps . Con nuevos logotipos de empaque y puerto . [19]

Disponibilidad

Placa de circuito interno y conectores de un concentrador USB 3.0 de cuatro puertos, que utiliza un chipset VIA Technologies

El grupo promotor del USB 3.0 anunció el 17 de noviembre de 2008 que se había completado la especificación de la versión 3.0 y que se había realizado la transición al USB Implementers Forum (USB-IF), el organismo de gestión de las especificaciones USB. [20] Este movimiento abrió efectivamente la especificación a los desarrolladores de hardware para su implementación en productos futuros.

Los primeros productos de consumo USB 3.0 fueron anunciados y enviados por Buffalo Technology en noviembre de 2009, mientras que los primeros productos de consumo USB 3.0 certificados se anunciaron el 5 de enero de 2010, en el Consumer Electronics Show (CES) de Las Vegas, incluidas dos placas base de Asus y Gigabyte Technology . [21] [22]

Los fabricantes de controladores host USB 3.0 incluyen, entre otros, Renesas Electronics , Fresco Logic, ASMedia , Etron, VIA Technologies , Texas Instruments , NEC y Nvidia . A partir de noviembre de 2010, Renesas y Fresco Logic [23] han pasado la certificación USB-IF. También se han visto placas base para procesadores Sandy Bridge de Intel con controladores host Asmedia y Etron. El 28 de octubre de 2010, Hewlett-Packard lanzó la HP Envy 17 3D con un controlador host USB 3.0 de Renesas varios meses antes que algunos de sus competidores. AMD trabajó con Renesas para agregar su implementación USB 3.0 en sus chipsets para sus plataformas 2011. [ Necesita actualización ] En el CES2011, Toshiba presentó una computadora portátil llamada " Qosmio X500 " que incluía USB 3.0 y Bluetooth 3.0 , y Sony lanzó una nueva serie de computadoras portátiles Sony VAIO que incluirían USB 3.0. A partir de abril de 2011, las series Inspiron y Dell XPS estaban disponibles con puertos USB 3.0 y, a partir de mayo de 2012, también lo estaban las computadoras portátiles Dell Latitude ; sin embargo, los hosts raíz USB no funcionaban a SuperSpeed ​​en Windows 8.

Ampliación del equipamiento existente

Un controlador USB 3.0 en forma de tarjeta de expansión PCI Express
Conectores laterales de una computadora portátil. De izquierda a derecha: host USB 3.0, conector VGA , conector DisplayPort , host USB 2.0. Observe los cinco pines adicionales en la parte inferior de la lengüeta del puerto USB 3.0.

Se puede obtener energía adicional para varios puertos de una computadora portátil de las siguientes maneras:

En las placas base de los ordenadores de sobremesa que disponen de ranuras PCI Express (PCIe) (o el antiguo estándar PCI ), se puede añadir compatibilidad con USB 3.0 como una tarjeta de expansión PCI Express . Además de una ranura PCIe vacía en la placa base, muchas tarjetas de expansión "PCI Express a USB 3.0" deben conectarse a una fuente de alimentación, como un adaptador Molex o una fuente de alimentación externa, para alimentar muchos dispositivos USB 3.0, como teléfonos móviles o discos duros externos que no tienen otra fuente de alimentación que USB; a partir de 2011, esto se utiliza a menudo para suministrar de dos a cuatro puertos USB 3.0 con la potencia total de 0,9 A (4,5 W) que cada puerto USB 3.0 es capaz de suministrar (al mismo tiempo que transmite datos), mientras que la ranura PCI Express por sí sola no puede suministrar la cantidad de energía necesaria.

Si la razón para considerar USB 3.0 es la conexión más rápida a dispositivos de almacenamiento, una alternativa es utilizar eSATAp , posiblemente añadiendo un soporte de ranura de expansión económico que proporcione un puerto eSATAp; algunas unidades de disco duro externas proporcionan interfaces USB (2.0 o 3.0) y eSATAp. [22] Para garantizar la compatibilidad entre placas base y periféricos, todos los dispositivos certificados para USB deben ser aprobados por el USB Implementers Forum (USB-IF). Hay disponible en el mercado al menos un sistema de prueba completo de extremo a extremo para diseñadores de USB 3.0. [24]

Adopción

El USB Promoter Group anunció el lanzamiento de USB 3.0 en noviembre de 2008. El 5 de enero de 2010, USB-IF anunció las dos primeras placas base USB 3.0 certificadas, una de ASUS y otra de Giga-Byte Technology . [22] [25] Los anuncios anteriores incluyeron la lista de Gigabyte de octubre de 2009 de siete placas base USB 3.0 con chipset P55 , [26] y una placa base Asus que se canceló antes de la producción. [27]

Se esperaba que los controladores comerciales entraran en producción en volumen en el primer trimestre de 2010. [28] El 14 de septiembre de 2009, Freecom anunció un disco duro externo USB 3.0. [29] El 4 de enero de 2010, Seagate anunció un pequeño disco duro portátil con una ExpressCard USB 3.0 adicional , destinado a computadoras portátiles (o computadoras de escritorio con ranura ExpressCard adicional) en el CES en Las Vegas, Nevada. [30] [31]

La línea principal del kernel de Linux contiene soporte para USB 3.0 desde la versión 2.6.31, que se lanzó en septiembre de 2009. [32] [33] [34]

FreeBSD admite USB 3.0 desde la versión 8.2, que se lanzó en febrero de 2011. [35]

Windows 8 fue el primer sistema operativo de Microsoft que ofreció soporte integrado para USB 3.0. [36] En Windows 7, el soporte no se incluyó con el lanzamiento inicial del sistema operativo. [37] Sin embargo, los controladores que habilitan el soporte para Windows 7 están disponibles a través de los sitios web de los fabricantes de hardware.

Intel lanzó su primer chipset con puertos USB 3.0 integrados en 2012 con el lanzamiento del chipset Panther Point . Algunos analistas de la industria han afirmado que Intel tardó en integrar USB 3.0 en el chipset, lo que ralentizó la adopción generalizada. [38] Estos retrasos pueden deberse a problemas en el proceso de fabricación de CMOS , [39] un enfoque para avanzar en la plataforma Nehalem , [40] una espera para madurar todos los estándares de conexiones 3.0 (USB 3.0, PCIe 3.0 , SATA 3.0 ) antes de desarrollar un nuevo chipset, [41] [42] o una táctica de Intel para favorecer su nueva interfaz Thunderbolt . [43] Apple, Inc. anunció computadoras portátiles con puertos USB 3.0 el 11 de junio de 2012, casi cuatro años después de que se finalizara USB 3.0.

AMD comenzó a soportar USB 3.0 con sus Fusion Controller Hubs en 2011. Samsung Electronics anunció el soporte de USB 3.0 con su plataforma Exynos 5 Dual basada en ARM, destinada a dispositivos portátiles.

Asuntos

Velocidad y compatibilidad

Varias implementaciones tempranas de USB 3.0 utilizaron ampliamente la familia de controladores host NEC / Renesas μD72020x, [44] que se sabe que requieren una actualización de firmware para funcionar correctamente con algunos dispositivos. [45] [46] [47]

Un factor que afecta la velocidad de los dispositivos de almacenamiento USB (más evidente con los dispositivos USB 3.0, pero también perceptible con los USB 2.0) es que los controladores del protocolo USB Mass Storage Bulk-Only Transfer (BOT) son generalmente más lentos que los controladores del protocolo USB Attached SCSI (UAS[P]). [48] [49] [50] [51]

En algunas placas base antiguas basadas en Ibex Peak (2009-2010) , los chipsets USB 3.0 integrados se conectan de forma predeterminada a través de un  carril PCI Express de 2,5 GT/s del PCH , que entonces no proporcionaba la velocidad completa de PCI Express 2.0 (5 GT/s), por lo que no proporcionaba suficiente ancho de banda ni siquiera para un solo puerto USB 3.0. Las primeras versiones de dichas placas (por ejemplo, la Gigabyte Technology P55A-UD4 o P55A-UD6) tienen un interruptor manual (en la BIOS) que puede conectar el chip USB 3.0 al procesador (en lugar del PCH), que proporcionaba conectividad PCI Express 2.0 a máxima velocidad incluso entonces, pero esto significaba utilizar menos carriles PCI Express 2.0 para la tarjeta gráfica. Sin embargo, las placas más nuevas (por ejemplo, Gigabyte P55A-UD7 o Asus P7P55D-E Premium) utilizan una técnica de unión de canales (en el caso de esas placas, provista de un conmutador PCI Express PLX PEX8608 o PEX8613) que combina dos líneas PCI Express de 2,5 GT/s en una única línea PCI Express de 5 GT/s (entre otras características), obteniendo así el ancho de banda necesario del PCH. [52] [53] [54]

Interferencia de radiofrecuencia

Los dispositivos y cables USB 3.0 pueden interferir con los dispositivos inalámbricos que funcionan en la banda ISM de 2,4 GHz. Esto puede provocar una caída en el rendimiento o una pérdida total de respuesta con los dispositivos Bluetooth y Wi-Fi . [55] Cuando los fabricantes no pudieron resolver los problemas de interferencia a tiempo, algunos dispositivos móviles, como el Vivo Xplay 3S, tuvieron que dejar de brindar soporte para USB 3.0 justo antes de su envío. [56] Se pueden aplicar varias estrategias para resolver el problema, que van desde soluciones simples como aumentar la distancia de los dispositivos USB 3.0 de los dispositivos Wi-Fi y Bluetooth, hasta aplicar protección adicional alrededor de los componentes internos de la computadora. [57]

Conectores

Receptáculo USB 3.0 estándar A (arriba, en color azul " Pantone 300C"), enchufe estándar B (en el medio) y enchufe Micro B (abajo)

Un receptáculo USB 3.0 estándar A acepta un enchufe USB 3.0 estándar A o un enchufe USB 2.0 estándar A. Por el contrario, es posible conectar un enchufe USB 3.0 estándar A a un receptáculo USB 2.0 estándar A. Este es un principio de compatibilidad con versiones anteriores. El enchufe estándar A se utiliza para conectar a un puerto de computadora, en el lado del host.

Un receptáculo USB 3.0 estándar B acepta un enchufe USB 3.0 estándar B o un enchufe USB 2.0 estándar B. La compatibilidad con versiones anteriores se aplica a la conexión de un enchufe USB 2.0 estándar B en un receptáculo USB 3.0 estándar B. Sin embargo, no es posible conectar un enchufe USB 3.0 estándar B en un receptáculo USB 2.0 estándar B debido a que el conector es físicamente más grande. El enchufe estándar B se utiliza en el lado del dispositivo.

Dado que los puertos USB 2.0 y USB 3.0 pueden coexistir en la misma máquina y tienen un aspecto similar, la especificación USB 3.0 recomienda que el receptáculo USB 3.0 estándar A tenga un inserto azul ( color Pantone 300C). La misma codificación de colores se aplica al enchufe USB 3.0 estándar A. [13] : secciones 3.1.1.1 y 5.3.1.3 

USB 3.0 también introdujo un nuevo conector de cable Micro-B, que consiste en un conector de cable Micro-B USB 1.x/2.0 estándar, con un conector adicional de 5 pines "apilado" al lado. De esa manera, el receptáculo de host USB 3.0 Micro-B conserva su compatibilidad con el conector de cable USB 1.x/2.0 Micro-B, lo que permite que los dispositivos con puertos USB 3.0 Micro-B funcionen a velocidades USB 2.0 en cables USB 2.0 Micro-B. Sin embargo, no es posible conectar un conector USB 3.0 Micro-B en un receptáculo USB 2.0 Micro-B, debido al conector físicamente más grande.

Distribución de pines

Conector USB 3.0 estándar A (arriba) y receptáculo (abajo), con pines anotados

El conector tiene la misma configuración física que su predecesor pero con cinco pines más.

Los pines VBUS, D−, D+ y GND son necesarios para la comunicación USB 2.0. Los cinco pines USB 3.0 adicionales son dos pares diferenciales y uno de conexión a tierra (GND_DRAIN). Los dos pares diferenciales adicionales son para la transferencia de datos SuperSpeed; se utilizan para la señalización SuperSpeed ​​full duplex. El pin GND_DRAIN es para la terminación del cable de drenaje y para controlar la interferencia electromagnética y mantener la integridad de la señal.

Compatibilidad con versiones anteriores

USB Micro-B USB 2.0 vs USB Micro-B SuperSpeed ​​(USB 3.0) (Tenga en cuenta que “Macro-B” en la imagen es un error. Nunca ha existido un término así para USB).

Los enchufes y receptáculos tipo A USB 3.0 y USB 2.0 (o anterior) están diseñados para interoperar.

Los receptáculos USB 3.0 Tipo B, como los que se encuentran en los dispositivos periféricos, son más grandes que los de USB 2.0 (o versiones anteriores) y aceptan tanto el enchufe USB 3.0 Tipo B más grande como el enchufe USB 2.0 (o versiones anteriores) Tipo B más pequeño. Los enchufes USB 3.0 Tipo B son más grandes que los enchufes USB 2.0 (o versiones anteriores) Tipo B; por lo tanto, los enchufes USB 3.0 Tipo B no se pueden insertar en receptáculos USB 2.0 (o versiones anteriores) Tipo B.

El conector y el receptáculo Micro USB 3.0 (Micro-B) están pensados ​​principalmente para dispositivos portátiles pequeños, como teléfonos inteligentes, cámaras digitales y dispositivos GPS. El receptáculo Micro USB 3.0 es compatible con versiones anteriores del conector Micro USB 2.0.

Un receptáculo para eSATAp , que es una combinación eSATA/USB, está diseñado para aceptar enchufes USB Tipo A de USB 2.0 (o anterior), por lo que también acepta enchufes USB 3.0 Tipo A.

USB 3.1

Un logotipo de empaquetado obsoleto [2] SuperSpeed+ USB 10 Gbit/s

En enero de 2013, el grupo USB anunció planes para actualizar USB 3.0 a 10 Gbit/s (1250 MB/s). [60] El grupo terminó creando una nueva especificación USB, USB 3.1, que fue lanzada el 31 de julio de 2013, [61] reemplazando el estándar USB 3.0. La especificación USB 3.1 asume la tasa de transferencia SuperSpeed ​​USB del USB 3.0 existente , ahora denominada USB 3.1 Gen 1 , e introduce una tasa de transferencia más rápida llamada SuperSpeed ​​USB 10  Gbps , correspondiente al modo de operación USB 3.1 Gen 2 , [62] poniéndolo a la par con un solo canal Thunderbolt de primera generación . El logotipo del nuevo modo presenta una leyenda estilizada como SUPERSPEED+ ; [63] esto se refiere al protocolo SuperSpeedPlus actualizado . El modo USB 3.1 Gen 2 también reduce la sobrecarga de codificación de línea a solo un 3% al cambiar el esquema de codificación a 128b/132b , con una velocidad de datos sin procesar de 1212 MB/s. [64] La primera implementación de USB 3.1 Gen 2 demostró velocidades de transferencia en el mundo real de 7,2 Gbit/s. [65]

La especificación USB 3.1 incluye la especificación USB 2.0, pero conserva por completo su capa física, arquitectura y protocolo dedicados en paralelo. La especificación USB 3.1 define los siguientes modos de funcionamiento:

La tasa de datos nominal en bytes tiene en cuenta la sobrecarga de codificación de bits. La tasa de bits de señalización SuperSpeed ​​física es de 5 Gbit/s. Dado que la transmisión de cada byte requiere 10 bits, la sobrecarga de datos sin procesar es del 20%, por lo que la tasa de bytes sin procesar es de 500 MB/s, no de 625. De manera similar, para el enlace Gen 2, la codificación es 128b/132b, por lo que la transmisión de 16 bytes requiere físicamente 16,5 bytes, o una sobrecarga del 3%. Por lo tanto, la nueva tasa de bytes sin procesar es 128/132 * 10 Gbit/s = 9,697 Gbit/s = 1212 MB/s. En realidad, cualquier modo de operación tiene una gestión de enlace adicional y una sobrecarga de protocolo, por lo que las mejores tasas de datos alcanzables para el modo de operación Gen 2 son aproximadamente inferiores a 800 MB/s solo para transferencias masivas de lectura. [66] [11]

La nueva especificación de USB 3.0 como "USB 3.1 Gen 1" fue mal utilizada por algunos fabricantes para publicitar productos con velocidades de señalización de solo 5 Gbit/s como "USB 3.1" omitiendo la generación que lo define. [67]

USB 3.2

Un logotipo de empaquetado obsoleto [2] SuperSpeed+ USB 20 Gbit/s
Logotipo del puerto USB de 20 Gbps

El 25 de julio de 2017, un comunicado de prensa del USB 3.0 Promoter Group detalló una actualización pendiente de la especificación USB Type-C , que define la duplicación del ancho de banda para los cables USB-C existentes. Según la especificación USB 3.2, publicada el 22 de septiembre de 2017, [11] los cables USB-C 3.1 Gen 1 con certificación SuperSpeed ​​existentes podrán funcionar a 10 Gbit/s (en lugar de 5 Gbit/s), y los cables USB-C 3.1 Gen 2 con certificación SuperSpeed+ podrán funcionar a 20 Gbit/s (en lugar de 10 Gbit/s). El aumento del ancho de banda es el resultado de la operación de múltiples carriles sobre cables existentes que estaban destinados a las capacidades flip-flop del conector USB-C. [68] [69]

El estándar USB 3.2 incluye la especificación USB 2.0 con cuatro cables dedicados en la capa física. El sistema SuperSpeed ​​mejorado abarca ambos, pero por separado y en paralelo a la implementación del USB 2.0: [70]

Al igual que con la versión anterior, se aplican las mismas consideraciones en torno a la codificación y las velocidades de datos sin procesar. Aunque tanto Gen 1x2 como Gen 2(x1) transmiten señales a 10 Gbit/s, Gen 1x2 utiliza la codificación de línea 8b/10b, más antigua y menos eficiente, que da como resultado una velocidad de datos sin procesar más baja en comparación con Gen 2(x1), aunque ambas utilizan el protocolo más nuevo SuperSpeedPlus. [70]

En mayo de 2018, Synopsys demostró el primer modo de operación USB 3.2 Gen 2x2, donde una PC con Windows se conectó a un dispositivo de almacenamiento, alcanzando una velocidad de datos promedio de 1600 MB/s para leer transmisiones masivas, [71] [72] que es el 66% de su rendimiento bruto.

USB 3.2 es compatible con los controladores USB predeterminados de Windows 10 y con los kernels Linux 4.18 y posteriores. [71] [72] [73]

En febrero de 2019, USB-IF simplificó las pautas de marketing al excluir el modo Gen 1x2 y requirió que los logotipos del tridente SuperSpeed ​​incluyeran la velocidad máxima de transferencia. [74] [75]

El funcionamiento de dos carriles (USB 3.2 Gen 1x2, USB 3.2 Gen 2x2) solo es posible con USB-C Fabrics con todas las funciones. [76]

Véase también

Referencias

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