USB技术发展综述

1、    usb技术发展综述    张燕摘 要： 本文简要回顾了usb的发展历程，并由此对计算机接口技术的发展进行了梳理和展望。关键词： usb2.0 usb3.0 接口 firewire wi-fi能将五花八门接口实现统一，usb技术无疑具有里程碑意义。2015年岁末，当它历经18年风雨历程之际，usb type-c有望成为形形色色硬件线缆的终结者。一、usb溯源在十多年前pentium及pentium ii问世的日子里，接口类型形形色色：鼠标是串行接口和ps/2；键盘有ps/2，apple desktop bus及din connector；打印机和扫

2、描仪是旧式的并行接口及scsi，计算机连接游戏杆需要有专用的game port。多种接口并存的问题是，各端口需要有各自的扩展卡，由此造成系统配置的繁复。在上世纪九十年代末，终于在机器背面出现了一束usb接口，即速度为12mbps（对于键盘鼠标则为1.5mbps）的usb 1.1。到了2000年前期，usb 2.0渐成燎原之势，usb闪存导致软驱被淘汰（同时波及觊觎软盘的zip drive），小巧快捷稳定不断扩容的usb盘忽如一夜春风来，也直接导致慢慢吞吞的cds与dvds成为过气之物；野心勃勃的usb 2.0还不断征服各类新的外设，如wi-fi路由器与ethernet ports，并提速至48

3、0mbps，占据了桌面机和笔记本的外接端口：在桌面机背板通常有4甚至6个usb，同时为便于用户驳接，在前端有1-2个甚至更多个接口。在usb 2.0实现了接口统一的梦想之后，usb 3.0百尺竿头般提速到5gbps，它省时地执行着系统备份及视频文件的传递，解决了困扰802.11ac与gigabit ethernet良久的瓶颈。在系统上运行usb 3.0硬盘与闪存已经成为一件非常自然的事情。此后笔记本上往往只有usb端口，尤其当wi-fi普及后不再需要有ethernet端口。当然，这一切的幕后操手离不开所有芯片大佬厂商，从intel，qualcomm到amd（intel现在的芯片组可支持的14

4、usb ports总数已经达到14个）。二、usb发展历程尽管usb春风得意，但一直有一些端口技术试图侵占usb一角疆域，并且它们具有一些usb所不能之处，而且在小规模战役或特定类型设备上取得胜役。其中的端口技术如firewire（即ieee 1394），它由苹果公司倡导，在90年代末到2010年曾流行一时，当时firewire较之usb确实有一些优势：firewire设备具有菊链式特征，意味着一个端口可以连接多台设备；firewire运行对系统cpu资源占用较少；firewire可以“全双工”传输数据（具有双向性），而当时无论usb 1.1还是2.0，在某一时刻只能够在一个方向上传输（即“半

5、双工”）。firewire在速度上亦有优势，firewire 400运速可达400mbps，而usb 1.1为12mbps；尽管usb 2.0提速到480mbps，而同一起跑线的竞争者firewire 800则为800mbps。但firewire存在的最大问题是，其执行成本过高，具体表现在无论是计算机还是外设，都要有归其特有的芯片组，从firewire 400跳转到firewire 800也需要有不同的线缆。反观usb 1.0，1.1，2.0，及至3.0的转型，这些方面都不会造成不便。由此，firewire渐渐成为一种高端外设和视频设备的奢侈品，而usb则始终践行着经济路线，不断获得用户的认可

6、。后来，在苹果机上出现的thunderbolt（“雷电”）端口替代了firewire，它依然比usb运行快。但thunderbolt开发来自intel，起初命名为light peak，其速度高达10gbps，相当于两倍的usb 3.0。第二代thunderbolt提速至20gbps，原因在于改进了数据传输方式：第一代thunderbolt发送数据时是在一块pci express板上以10gbps运行，接收数据时用另一块pci express面板；thunderbolt 2则将两块面板组合起来，所以单方向传输数据就会有明显改善。无论如何，它们最终没有进入macs或豪华pc之外的领域。但是，thu

7、nderbolt 3开始加入usb 3.1阵营，其改变在于新的40gbps技术会用到usb type-c port，虽然新的thunderbolt端口依然需要有独立的控制器，但其完全兼容usb type-c，并完全支持10gbps usb 3.1。迄今，thunderbolt 3争取到了主流pc厂商的支持，但如果说它真正进入用户市场尚为时过早。三、无线技术能否替代usb目前，无线技术的发展势头颇有当年usb之势，云存储、蓝牙、nfc、wi-fi导航及airdrop正在减少usb的使用需求。与此同时，wi-fi打印机，甚至wi-fi摄像机和内存卡已经出现。但它们普遍存在的问题是速度不行，如需要从你的智能手机传输大量图片或者1080p视频时，你会发现无线方式让你无法忍耐，而usb 2.0就会快很多，性能也较为稳定。况且，无线技