不仅仅是速度提升 浅析USB 3.1规范
你主板上的USB 3.0接口都物尽其用了吗？你手里的USB 3.0闪存盘和移动硬盘都实现了高速的传输吗？对于大多数用户和电脑而言，基本上是难以发挥USB 3.0真正威力的，很多电脑甚至都还不具备USB 3.0接口。但这并不会妨碍技术上的后浪推前浪，不会因为大部分人的落后而停止前进的步伐。所以，USB 3.1来了。
新标准呼之欲出
虽然USB 2.0这辆老爷车依然老当益壮，USB 3.0也正年轻有为，但我们不得不面对一个现实：文件的体积越来越大了。一款游戏动辄10GB以上，高清电影几十GB。此外，还有一些新的高速闪存盘、搭载SSD的移动硬盘等，别说USB 2.0，就算是3.0都有点力不从心了。所以，新的USB标准呼之欲出。
今年1月，USB-IF（USB开发者论坛）的USB 3.0推进小组声称，他们将改进数据编码方式来提升数据传送效率，以获得更高的数据吞吐性能。他们将下一代的USB传输速率定在10Gb/s，与雷电接口的速度相同。端口和连接线方面与现有的USB 3.0保持一致，软件堆栈和硬件协议保持兼容，也与US B 2.0/1.1接口保持兼容。从这一点上看，USB接口很厚道，不管怎么升级，用户拿到手都会发现还是原来的配方，还是熟悉的味道。
7月，USB-IF公布了USB 3.1的技术规范。从各大媒体基本雷同的新闻稿来看，开发小组已经完成了设计初稿。虽然到目前为止暂时还没有任何相关产品出现，USB IF的开发者大会也在10月份才召开，一切都还未尘埃落定。
USB 3.0线缆结构图
USB 3.0和3.1的LOGO
USB 3.1内含两个工作模块
USB Power Delivery的供电层级示意图
USB 3.1速度进一步提升
我们可以从目前了解到的一些资料来为大家简单介绍一下USB 3.1，在这之前，有必要先了解一下它的母体：USB 3.0。尽管USB 3.0和USB 2.0的接口形状看起来一样，但它比USB 2.0多了几个触点。3.0的线缆内含8条线路：Vbus和GND为电源线，SSRX+/- 和SSTX+/- 为3.0专属的高速差分信号线，D+/-为兼容USB 2.0的信号线。USB 3.0支持全双工，采用发送列表区段来进行数据发包。USB 3.0的供电标准为900mA，设计传输速度为5Gb/s，采用了三级多层电源管理技术，可以为不同设备提供不同的电源管理方案。
USB 3.0规格是2008年11月发布的，但一直到近两年才看到相关产品大规模占领市场。所以，USB 3.1的产品也需要耐心等待。USB 3.1的线缆规格与3.0相同。LOGO上显示它被命名为“SuperSpeed+”，另外在规范中还可以看到“Enhanced SuperSpeed”的字样。“10G b/s”的速度标称表现出了USB 3.1的卓尔不凡。一个简单的计算就容易得出，USB 3.1的传输速度是3.0接口的两倍。
且慢。10Gb/s是理论速度，不要以为USB 3.1就能够每秒传输10Gb即1.25GB的数据。我们知道USB 3.0与PCI Express Gen2共用物理层，因此它们的速率自然也一样，都是5G b/s。但是，为了信号的直流平衡，USB 3.0的编码方式是8b/10b，也就是说理论上虽然传输了10bit数据，实际上只有8bit，即8成的有用数据，所以USB 3.0的理论速度为5×0.8=4Gb/s=500MB/s。
USB 3.1怎么样呢？规范提到除了速度提升到10Gb/s外，编码方式也变更为128 b/132b，有效数据的利用率更高。那么我们可以得到USB 3.1 的理论速度为10×128÷132 = 9.6 97Gb/s=1.212GB/s，是USB 3.0的2.4倍多。这样的速度非常惊人，复制一张蓝光原盘也就是半分钟的事情。
由于信号传输速度、编码解码方式的不同，实际上USB 3.1和3.0已经貌合神离属于不同的接口了。但USB必须继承向下兼容的优良传统，因此USB 3.1里面塞入了两个模块，根据外部设备决定以Super Speed还是以Super Speed+的模式运行。而USB 3.1又需要与USB2.0/1.1兼容，因此USB 3.1实际上包含了EnhancedSuperSpeed逻辑层、Super Speed物理层、USB1.1/ 2.0逻辑层和物理层。为了兼容，不得不让步。
USB 3.1的抗干扰能力
为改善USB 3.1的EMI和RFI（电磁干扰和射频干扰）性能，USB- IF在3.1的连接器上新增四片接地弹片（Grounding Figure），分布于PCB接点、连接器转角、公/母头介面、连接线终端。如此一来连接器内部的隔离程度得到增强，降低EMI和R FI对数据传输品质的影响。USB-IF在实际测试后指出，增加接地弹片后的US B3.1连接器较原方案减少至少10dB以上的EMI/RFI干扰。因此，制造商无需另外增加金属隔离元件，即可达到相同的数据传输表现，有效地降低了物料成本。
USB 3.1的其他提升
除了速度标准以外，USB-IF近几年相继发布了三个标准，关于On-The-Go、USB Power Delivery功率规范和Inter- Chip芯片间应用，他们都将在USB 3.1中得到应用。
On-The-Go就是设备之间通过USB直接连接，而不通过电脑。这项技术并不新鲜，相机直连打印机打印照片相信大家都见过。USB Power Delivery值得一提。目前USB足够供应许多小型设备如手机、MP3播放器、移动硬盘等的电力。但打印机等大设备依然需要外接电源。而USB-IF这次将USB 3.1的功率一下提升到了100W。也就是说打印机、笔记本电脑、显示器之类的设备基本上都可以告别电源了，直接由USB供电。以5V的电压传输100W的功率，意味着USB接口的电流高达20A。如此大的电流准得出事，而且手机插上去还会担心烧掉。放心吧，USB-IF绝对不敢把这样一个大杀器扔给用户。在USB Power Delivery Specification中，提到采用一种阶段提高电压与电流的运作方式：主控与Hub、设备通信期间，从Profile1（5V@2A）到Profile5（20V@5A）之间阶梯型提高。主控将采用一种识别机制，识别接入设备所需的电压和电流规格之后决定采用不同的Profile。
Inter-Chip Supplement to USB简单说来就是让USB 3.0由基于PCI Express的物理层，向称作MIPI（Mobile Industry Processor Inter face，移动产业处理器接口）的适合手机等移动产品的低耗电、自由调节速率的物理层转变。这是硬件设计人员和制造商更关注的东西。
以上我们介绍了USB 3.1的一些新特性，可以看到USB 3.1还是很令人期待的。该规范在开发者大会之后兴许还会进一步修改，业内人士估计消费者快也得到2014年下半年才能看到USB 3.1的相关产品上市。USB在狂奔，但雷电也没闲着。英特尔正在制定相关标准，要让雷电2的速率达到20Gb/s。不过从价格和兼容性过渡的角度考虑，USB 3.1占领市场应该是毫无压力。
