USB技術(shù)發(fā)展綜述

1、    usb技術(shù)發(fā)展綜述    張燕摘 要： 本文簡(jiǎn)要回顧了usb的發(fā)展歷程，并由此對(duì)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了梳理和展望。關(guān)鍵詞： usb2.0 usb3.0 接口 firewire wi-fi能將五花八門接口實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，usb技術(shù)無(wú)疑具有里程碑意義。2015年歲末，當(dāng)它歷經(jīng)18年風(fēng)雨歷程之際，usb type-c有望成為形形色色硬件線纜的終結(jié)者。一、usb溯源在十多年前pentium及pentium ii問(wèn)世的日子里，接口類型形形色色：鼠標(biāo)是串行接口和ps/2；鍵盤有ps/2，apple desktop bus及din connector；打印機(jī)和掃

2、描儀是舊式的并行接口及scsi，計(jì)算機(jī)連接游戲桿需要有專用的game port。多種接口并存的問(wèn)題是，各端口需要有各自的擴(kuò)展卡，由此造成系統(tǒng)配置的繁復(fù)。在上世紀(jì)九十年代末，終于在機(jī)器背面出現(xiàn)了一束usb接口，即速度為12mbps（對(duì)于鍵盤鼠標(biāo)則為1.5mbps）的usb 1.1。到了2000年前期，usb 2.0漸成燎原之勢(shì)，usb閃存導(dǎo)致軟驅(qū)被淘汰（同時(shí)波及覬覦軟盤的zip drive），小巧快捷穩(wěn)定不斷擴(kuò)容的usb盤忽如一夜春風(fēng)來(lái)，也直接導(dǎo)致慢慢吞吞的cds與dvds成為過(guò)氣之物；野心勃勃的usb 2.0還不斷征服各類新的外設(shè)，如wi-fi路由器與ethernet ports，并提速至48

3、0mbps，占據(jù)了桌面機(jī)和筆記本的外接端口：在桌面機(jī)背板通常有4甚至6個(gè)usb，同時(shí)為便于用戶駁接，在前端有1-2個(gè)甚至更多個(gè)接口。在usb 2.0實(shí)現(xiàn)了接口統(tǒng)一的夢(mèng)想之后，usb 3.0百尺竿頭般提速到5gbps，它省時(shí)地執(zhí)行著系統(tǒng)備份及視頻文件的傳遞，解決了困擾802.11ac與gigabit ethernet良久的瓶頸。在系統(tǒng)上運(yùn)行usb 3.0硬盤與閃存已經(jīng)成為一件非常自然的事情。此后筆記本上往往只有usb端口，尤其當(dāng)wi-fi普及后不再需要有ethernet端口。當(dāng)然，這一切的幕后操手離不開(kāi)所有芯片大佬廠商，從intel，qualcomm到amd（intel現(xiàn)在的芯片組可支持的14

4、usb ports總數(shù)已經(jīng)達(dá)到14個(gè)）。二、usb發(fā)展歷程盡管usb春風(fēng)得意，但一直有一些端口技術(shù)試圖侵占usb一角疆域，并且它們具有一些usb所不能之處，而且在小規(guī)模戰(zhàn)役或特定類型設(shè)備上取得勝役。其中的端口技術(shù)如firewire（即ieee 1394），它由蘋果公司倡導(dǎo)，在90年代末到2010年曾流行一時(shí)，當(dāng)時(shí)firewire較之usb確實(shí)有一些優(yōu)勢(shì)：firewire設(shè)備具有菊鏈?zhǔn)教卣?，意味著一個(gè)端口可以連接多臺(tái)設(shè)備；firewire運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)cpu資源占用較少；firewire可以“全雙工”傳輸數(shù)據(jù)（具有雙向性），而當(dāng)時(shí)無(wú)論usb 1.1還是2.0，在某一時(shí)刻只能夠在一個(gè)方向上傳輸（即“半

5、雙工”）。firewire在速度上亦有優(yōu)勢(shì)，firewire 400運(yùn)速可達(dá)400mbps，而usb 1.1為12mbps；盡管usb 2.0提速到480mbps，而同一起跑線的競(jìng)爭(zhēng)者firewire 800則為800mbps。但firewire存在的最大問(wèn)題是，其執(zhí)行成本過(guò)高，具體表現(xiàn)在無(wú)論是計(jì)算機(jī)還是外設(shè)，都要有歸其特有的芯片組，從firewire 400跳轉(zhuǎn)到firewire 800也需要有不同的線纜。反觀usb 1.0，1.1，2.0，及至3.0的轉(zhuǎn)型，這些方面都不會(huì)造成不便。由此，firewire漸漸成為一種高端外設(shè)和視頻設(shè)備的奢侈品，而usb則始終踐行著經(jīng)濟(jì)路線，不斷獲得用戶的認(rèn)可

6、。后來(lái)，在蘋果機(jī)上出現(xiàn)的thunderbolt（“雷電”）端口替代了firewire，它依然比usb運(yùn)行快。但thunderbolt開(kāi)發(fā)來(lái)自intel，起初命名為light peak，其速度高達(dá)10gbps，相當(dāng)于兩倍的usb 3.0。第二代thunderbolt提速至20gbps，原因在于改進(jìn)了數(shù)據(jù)傳輸方式：第一代thunderbolt發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)是在一塊pci express板上以10gbps運(yùn)行，接收數(shù)據(jù)時(shí)用另一塊pci express面板；thunderbolt 2則將兩塊面板組合起來(lái)，所以單方向傳輸數(shù)據(jù)就會(huì)有明顯改善。無(wú)論如何，它們最終沒(méi)有進(jìn)入macs或豪華pc之外的領(lǐng)域。但是，thu

7、nderbolt 3開(kāi)始加入usb 3.1陣營(yíng)，其改變?cè)谟谛碌?0gbps技術(shù)會(huì)用到usb type-c port，雖然新的thunderbolt端口依然需要有獨(dú)立的控制器，但其完全兼容usb type-c，并完全支持10gbps usb 3.1。迄今，thunderbolt 3爭(zhēng)取到了主流pc廠商的支持，但如果說(shuō)它真正進(jìn)入用戶市場(chǎng)尚為時(shí)過(guò)早。三、無(wú)線技術(shù)能否替代usb目前，無(wú)線技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭頗有當(dāng)年usb之勢(shì)，云存儲(chǔ)、藍(lán)牙、nfc、wi-fi導(dǎo)航及airdrop正在減少usb的使用需求。與此同時(shí)，wi-fi打印機(jī)，甚至wi-fi攝像機(jī)和內(nèi)存卡已經(jīng)出現(xiàn)。但它們普遍存在的問(wèn)題是速度不行，如需要從你的智能手機(jī)傳輸大量圖片或者1080p視頻時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)線方式讓你無(wú)法忍耐，而usb 2.0就會(huì)快很多，性能也較為穩(wěn)定。況且，無(wú)線技