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Articulo de referencia

USB 3.0

{{cite web |title=Intel Universal Serial Bus (USB) Frequently Asked Questions (FAQ) |url= http://www.intel.com/content/www/us/en/io/universal-serial-bus/universal-serial-bus-faq...

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Logotipo de embalaje obsoleto [ 2 ] SuperSpeed ​​USB 5Gbps
Logotipo del puerto USB de 5 Gbps

Universal Serial Bus 3.0 ( USB 3.0 ), comercializado como SuperSpeed ​​USB , es la tercera versión principal del estándar Universal Serial Bus (USB) para la interconexión de 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 dúplex completo que requería físicamente cinco cables y pines adicionales, al tiempo que agregaba un nuevo esquema de codificación de señales (símbolos 8b/10b,5 Gbit/s  ; también conocido posteriormente como Gen  1 ), y conservando la arquitectura y los protocolos USB 2.0 y, por lo tanto, manteniendo los cuatro pines y cables originales para la retrocompatibilidad USB 2.0, lo que resulta en nueve cables en total y nueve o diez pines en las interfaces del conector (el pin ID no está cableado). La nueva velocidad de transferencia, comercializada como SuperSpeed ​​USB (SS), puede transferir señales a hasta 5 Gbit/s (con una velocidad de datos bruta de500 MB/s  después de la sobrecarga de codificación), lo que es aproximadamente 10 veces más rápido que Alta Velocidad (máximo para el estándar USB 2.0 ). En  los conectores USB 3.0 Tipo A (y generalmente también Tipo B), los aislantes internos visibles suelen ser azules, para distinguirlos de  los conectores USB 2.0, como recomienda la especificación, [ 3 ] : §5.3.1.4 y por las iniciales SS . [ 4 ]

USB  3.1 , lanzado en julio de 2013, es la especificación sucesora que reemplaza por completo a la  especificación USB 3.0. USB  3.1 conserva la arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​USB existentes con su modo de funcionamiento (símbolos 8b/10b, 5 Gbit/s ), lo que le da la etiqueta USB 3.1 Gen 1 . [ 5 ] [ 6 ] USB 3.1 introdujo un sistema SuperSpeed ​​mejorado , mientras conservaba e incorporaba la arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​(también conocido como SuperSpeed ​​USB ), con una arquitectura SuperSpeedPlus adicional que agregaba y proporcionaba un nuevo esquema de codificación (símbolos de 128b/132b) y un protocolo llamado SuperSpeedPlus (también conocido como SuperSpeedPlus USB , a veces comercializado como SuperSpeed+ o SS+ ) mientras definía un nuevo modo de transferencia llamado USB 3.1 Gen 2 [ 5 ] con una velocidad de señal de 10 Gbit/s y una tasa de datos sin procesar de 1212  MB/s sobre las conexiones existentes de tipo A, tipo B y tipo C (USB-C), más del doble de la tasa de USB  3.0 (también conocido como Gen 1). [ 7 ] [ 3 ] La retrocompatibilidad todavía se proporciona mediante la implementación paralela de USB 2.0. Los conectores USB 3.1 Gen 2 Standard-A y Standard-B suelen ser de color verde azulado, aunque esto no es lo habitual. (El estándar recomienda que todos los enchufes y receptáculos Standard-A compatibles con USB  3, incluidos los compatibles con Gen  2, tengan aislantes azules, concretamente Pantone 300 C. No menciona el color verde azulado ni el color del conector Standard-B, y todos los demás conectores Type-A y Type-B (Micro y Mini) deben tener aislantes blancos, negros o grises para los tipos A, B y AB, respectivamente).

USB  3.2 , lanzado en septiembre de 2017, reemplaza por completo la  especificación USB 3.1. La especificación USB  3.2 añadió un segundo carril al sistema Enhanced SuperSpeed, además de otras mejoras, de modo que SuperSpeedPlus USB implementa el modo de operación Gen  2×1 (anteriormente conocido como USB  3.1 Gen  2 ) y los dos nuevos modos de operación Gen 1×2 y Gen 2×2, operando en dos carriles. La arquitectura y el protocolo SuperSpeed ​​(también conocido como SuperSpeed ​​USB) aún implementan el modo de operación de un carril Gen  1×1 (anteriormente conocido como USB  3.1 Gen  1 ). Por lo tanto, las operaciones de doble carril, a saber, USB  3.2 Gen  1×2 ( 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  2×2 ( 20 Gbit/s , 2,422 GB/s ), solo son posibles con Full-Featured Fabrics (host, concentradores, dispositivos periféricos y cables y enchufes totalmente cableados con 24 pines). A fecha de 2023, USB  3.2 Gen  1×2 y Gen  2×2 aún no están implementados en muchos productos; sin embargo, Intel comenzó 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 ofreció. Por otro lado, las implementaciones USB  3.2 Gen  1×1 ( 5 Gbit/s ) y Gen  2×1 ( 10 Gbit/s ) se han vuelto bastante comunes. Nuevamente, la retrocompatibilidad se garantiza mediante la  implementación paralela 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 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 introducen mejoras en las siguientes áreas:

  • Velocidad de transferencia : USB 3.0 añade un nuevo tipo de transferencia llamado SuperSpeed ​​o SS, de 5 Gbit/s (eléctricamente, es más similar a PCI Express 2.0 y SATA que a USB 2.0). [ 8 ]   
  • Mayor ancho de banda : USB 3.0 utiliza dos rutas de datos unidireccionales en lugar de una sola: una para recibir datos y otra para transmitirlos.  
  • Administración de energía : se definen los estados de administración de energía de los enlaces U0 a U3. 
  • Uso mejorado del bus : se añade una nueva función (que utiliza los paquetes NRDY y ERDY) para permitir que un dispositivo notifique de forma asíncrona al host su estado de disponibilidad, sin necesidad de sondeo. 
  • Compatibilidad con medios rotativos : el protocolo masivo se actualiza con una nueva función llamada Protocolo de flujo que permite un gran número de flujos lógicos dentro de un punto final. 

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 dúplex completo mientras que USB  2.0 es semidúplex . Esto le da a USB  3.0 un ancho de banda bidireccional total potencial veinte veces mayor que el de USB 2.0. [ 9 ] Considerando el control de flujo, el encuadre de paquetes y la sobrecarga del protocolo, las aplicaciones pueden esperar un ancho de banda de 450 MB/s . [ 10 ]

Arquitectura y características

Vista frontal de un  conector USB 3.0 estándar tipo A, que muestra su primera fila de cuatro pines para alimentación y USB  1.x/2.0, y una segunda fila de cinco pines para la  conectividad USB 3.0 posterior. El aislante es del color azul estándar USB 3.0, Pantone 300  C.

En USB  3.0, se utiliza una arquitectura de doble bus para permitir que tanto las operaciones USB  2.0 (velocidad completa, baja o alta) como las USB  3.0 (supervelocidad) se realicen simultáneamente, lo que proporciona compatibilidad con versiones anteriores . La topología estructural es la misma, consistente en una topología de estrella jerárquica 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 con una solicitud del host, seguida de una respuesta del dispositivo. El dispositivo acepta o rechaza la solicitud; si la acepta, envía o recibe datos del host. Si el punto final está bloqueado, el dispositivo responde con una señal 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 reprograma la transacción.

El uso de la transmisión unicast y el número limitado de paquetes multicast , combinado con las notificaciones asíncronas, permite que los enlaces que no están transmitiendo paquetes activamente entren en estados de consumo reducido, lo que facilita una mejor gestión de la energía.

USB  3.0 utiliza un reloj de espectro ensanchado que varía hasta 5000  ppm a 33  kHz para reducir la interferencia electromagnética (EMI). Como resultado, el receptor necesita "seguir" continuamente el reloj para recuperar los datos. La recuperación del reloj se ve facilitada por la codificación 8b/10b y otros diseños. [ 11 ]

Codificación de datos

El bus "SuperSpeed" proporciona 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 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. [ 12 ]

Todos los datos se envían como un flujo de segmentos de ocho bits (un byte) que se codifican y convierten en símbolos de 10 bits mediante codificación 8b/10b ; esto ayuda a evitar que las transmisiones generen interferencia electromagnética (EMI). [ 7 ] La codificación se implementa utilizando un registro de desplazamiento con retroalimentación lineal de funcionamiento libre (LFSR). El LFSR se reinicia cada vez que se envía o recibe un símbolo COM. [ 12 ]

A diferencia de los estándares anteriores, el estándar USB  3.0 no especifica una longitud máxima de cable, sino que solo requiere que todos los cables cumplan con una especificación eléctrica: para el cableado de cobre con hilos AWG 26, la longitud práctica máxima es de 3 metros (10 pies) . [ 13 ] 

Energía y carga

Al igual que las versiones anteriores de USB, USB 3.0 proporciona alimentación a 5  voltios nominales. La corriente disponible para dispositivos SuperSpeed ​​de baja potencia (una unidad de carga) es de 150  mA, un aumento con respecto a los 100  mA definidos en USB 2.0. Para dispositivos SuperSpeed ​​de alta potencia, 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. [ 12 ] : sección 9.2.5.1 Presupuesto de energía  

Los puertos USB 3.0 pueden implementar otras especificaciones USB para mayor potencia, incluyendo la especificación de carga de batería USB para hasta 1,5  A o 7,5  W, o, en el caso de USB 3.1, la especificación de suministro de energía USB para cargar el dispositivo host hasta 100  W. [ 14 ]

Esquema de nomenclatura

A partir de la especificación USB 3.2, USB-IF introdujo un nuevo esquema de nomenclatura. [ 15 ] Para ayudar a las empresas con la marca de los diferentes modos de operación, USB-IF recomendó denominar las capacidades de 5, 10 y 20 Gbit/s como SuperSpeed ​​USB 5Gbps , SuperSpeed ​​USB 10  Gbps y SuperSpeed ​​USB 20  Gbps , respectivamente. [ 16 ] En 2023, se reemplazaron nuevamente, [ 17 ] reemplazando "SuperSpeed" por USB 5Gbps , USB 10Gbps y USB 20Gbps , e introduciendo nuevos logotipos de empaque y puerto . [ 18 ]

Disponibilidad

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

El Grupo Promotor de USB 3.0 anunció el 17 de noviembre de 2008 que la especificación de la versión 3.0 se había completado y había pasado al Foro de Implementadores de USB (USB-IF), el organismo gestor de las especificaciones USB. [ 19 ] Esta medida abrió efectivamente la especificación a los desarrolladores de hardware para su implementación en futuros productos.

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 fueron anunciados el 5 de enero de 2010 en la Feria de Electrónica de Consumo (CES) de Las Vegas, incluyendo dos placas base de Asus y Gigabyte Technology . [ 20 ] [ 21 ]

Entre los fabricantes de controladores de host USB 3.0 se incluyen, entre otros, Renesas Electronics , Fresco Logic, ASMedia , Etron, VIA Technologies , Texas Instruments , NEC y Nvidia . En noviembre de 2010, Renesas y Fresco Logic [ 22 ] obtuvieron la certificación USB-IF. También se han visto placas base para procesadores Intel Sandy Bridge con controladores de host de Asmedia y Etron. El 28 de octubre de 2010, Hewlett-Packard lanzó el HP Envy 17 3D con un controlador de host USB 3.0 de Renesas varios  meses antes que algunos de sus competidores. AMD trabajó con Renesas para agregar su  implementación de USB 3.0 a sus chipsets para sus plataformas de 2011.En el CES 2011, Toshiba presentó un portátil llamado " Qosmio X500" que incluía USB 3.0 y Bluetooth 3.0 , y Sony lanzó una nueva serie de portátiles Sony VAIO que también incluirían USB  3.0. En abril de 2011, las series Inspiron y Dell XPS estaban disponibles con puertos USB  3.0, y en mayo de 2012, la serie de portátiles Dell Latitude también lo estaba; sin embargo, los hosts raíz USB no funcionaban a SuperSpeed ​​en Windows 8.

Ampliación de equipos existentes

Un controlador USB  3.0 en forma de tarjeta de expansión PCI Express
Conectores laterales de un ordenador portátil. De izquierda a derecha:  puerto USB 3.0 estándar-A (host) (los cinco contactos adicionales para USB 3 son visibles en la parte inferior de la lengüeta), conector VGA , conector DisplayPort , puerto USB  2.0 estándar-A (host).

En las placas base de los ordenadores de sobremesa que disponen de ranuras PCI Express (PCIe) (o del estándar PCI anterior ),  se puede añadir compatibilidad con USB 3.0 mediante una tarjeta de expansión PCI Express . Además de una ranura PCIe libre 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 el USB. Desde 2011, esto se utiliza a menudo para alimentar de dos a cuatro  puertos USB 3.0 con la potencia máxima de 0,9  A (4,5 W) que cada puerto USB 3.0 puede suministrar (mientras también transmite datos), ya que la propia ranura PCI Express no puede suministrar la cantidad de energía necesaria.  

Si la razón para considerar USB  3.0 es la necesidad de conexiones más rápidas a dispositivos de almacenamiento, una alternativa es usar eSATAp , posiblemente agregando un soporte de ranura de expansión económico que proporcione un puerto eSATAp; algunos discos duros externos ofrecen interfaces USB (2.0 o 3.0) y eSATAp. [ 21 ] Para garantizar la compatibilidad entre placas base y periféricos, todos los dispositivos con certificación USB deben ser aprobados por el USB Implementers Forum (USB-IF). Al menos un sistema de prueba completo de extremo a extremo para diseñadores de USB  3.0 está disponible en el mercado. [ 23 ]

Adopción

El USB Promoter Group anunció el lanzamiento de USB 3.0 en noviembre de 2008. El 5 de enero de 2010, el USB-IF anunció las dos primeras placas base USB 3.0 certificadas, una de ASUS y otra de Gigabyte Technology . [ 21 ] [ 24 ] Entre los anuncios anteriores se incluía la lista de Gigabyte de octubre de 2009 de siete placas base USB 3.0 con chipset P55 , [ 25 ] y una placa base de Asus que se canceló antes de su producción. [ 26 ]

Se esperaba que los controladores comerciales entraran en producción en volumen en el primer trimestre de 2010. [ 27 ] El 14 de septiembre de 2009, Freecom anunció un disco duro externo USB 3.0. [ 28 ] El 4 de enero de 2010, Seagate anunció un pequeño disco duro portátil con una tarjeta ExpressCard  USB 3.0 adicional , destinado a computadoras portátiles (o de escritorio con ranura ExpressCard) en el CES de Las Vegas, Nevada. [ 29 ] [ 30 ]

El kernel principal de Linux incluye soporte para USB  3.0 desde la versión 2.6.31, que se publicó en septiembre de 2009. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

FreeBSD admite USB  3.0 desde la versión 8.2, que se lanzó en febrero de 2011. [ 34 ]

Windows 8 fue el primer sistema operativo de Microsoft en ofrecer soporte integrado para USB 3.0. [ 35 ] En Windows 7, el soporte no se incluyó en la versión inicial del sistema operativo. [ 36 ] Sin embargo, los controladores que permiten el soporte para Windows 7 están disponibles en 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 su adopción generalizada. [ 37 ] Estos retrasos pueden deberse a problemas en el proceso de fabricación de CMOS , [ 38 ] un enfoque en el avance de la plataforma Nehalem , [ 39 ] una espera para que maduraran todos los estándares de conexiones 3.0 (USB 3.0, PCIe 3.0 , SATA 3.0 ) antes de desarrollar un nuevo chipset, [ 40 ] [ 41 ] o una táctica de Intel para favorecer su nueva interfaz Thunderbolt . [ 42 ] Apple, Inc. anunció 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 ofrecer soporte para USB 3.0 con sus concentradores Fusion Controller en 2011. Samsung Electronics anunció soporte para 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, [ 43 ] que se sabe que requieren una actualización de firmware para funcionar correctamente con algunos dispositivos. [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]

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]). [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

En algunas placas base antiguas (2009-2010) basadas en Ibex Peak , los chipsets USB 3.0 integrados  se conectaban 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 ofrecía 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 la P55A-UD6) tienen un interruptor manual (en la BIOS) que puede conectar el chip USB 3.0 al procesador (en lugar del PCH), lo que sí proporcionaba conectividad PCI Express 2.0 a velocidad completa incluso entonces, pero esto implicaba utilizar menos carriles PCI Express 2.0 para la tarjeta gráfica. Sin embargo, las placas más recientes (por ejemplo, la Gigabyte P55A-UD7 o la Asus P7P55D-E Premium) utilizaban una técnica de agregación de canales (en el caso de esas placas proporcionada por un conmutador PCI Express PLX PEX8608 o PEX8613) que combina dos carriles PCI Express de 2,5 GT/s en un único carril PCI Express de 5 GT/s (entre otras características), obteniendo así el ancho de banda necesario del PCH. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]  

interferencia de radiofrecuencia

 Los dispositivos y cables USB 3.0 pueden interferir con los dispositivos inalámbricos que operan en la  banda ISM de 2,4 GHz. Esto puede provocar una disminución del rendimiento o la pérdida total de respuesta con dispositivos Bluetooth y Wi-Fi . [ 54 ] Cuando los fabricantes no pudieron resolver los problemas de interferencia en ese momento, algunos dispositivos móviles, como el Vivo Xplay 3S, tuvieron que dejar de ser compatibles con USB 3.0 justo antes de su lanzamiento. [ 55 ] Se pueden aplicar diversas estrategias para mitigar el problema, desde soluciones sencillas, como aumentar la distancia de  los dispositivos USB 3.0 a los dispositivos Wi-Fi y Bluetooth, hasta aplicar blindaje y conexión a tierra alrededor de los dispositivos USB y los hosts USB. [ 56 ] [ 57 ]

Conectores

Conector USB  3.0 estándar tipo A (superior, en color azul Pantone 300  C), conector estándar tipo B (central) y conector micro-B (inferior).

Un  conector USB 3.0 estándar tipo A acepta tanto un  conector USB 3.0 estándar tipo A como un conector USB  2.0 estándar tipo A. A la inversa, es posible conectar un  conector USB 3.0 estándar tipo A a un conector USB  2.0 estándar tipo A. Esto se debe al principio de retrocompatibilidad. El conector estándar tipo A se utiliza para la conexión a un puerto del ordenador, en el lado del host.

Un conector USB  3.0 estándar B admite tanto un  conector USB 3.0 estándar B como un  conector USB 2.0 estándar B. La retrocompatibilidad se aplica a la conexión de un  conector USB 2.0 estándar B a un  conector USB 3.0 estándar B. Sin embargo, no es posible conectar un  conector USB 3.0 estándar B a un  conector USB 2.0 estándar B debido al mayor tamaño del conector. El conector estándar B se utiliza en el 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 conector USB 3.0 estándar A  tenga un inserto azul ( color Pantone 300  C). El mismo código de color se aplica al  conector USB 3.0 estándar A. [ 12 ] : secciones 3.1.1.1 y 5.3.1.3

USB  3.0 también introdujo un nuevo conector Micro-B, que consiste en un conector Micro-B estándar USB 1.x/2.0 con un conector adicional de 5 pines "apilado" al lado. De esta forma, el  conector Micro-B del puerto USB 3.0 conserva su compatibilidad con versiones anteriores del conector Micro-B del puerto USB 1.x/2.0, lo que permite que los dispositivos con  puertos Micro-B USB 3.0 funcionen a  velocidades USB 2.0 con  cables Micro-B USB 2.0. Sin embargo, no es posible conectar un  conector Micro-B USB 3.0 a un  puerto Micro-B USB 2.0 debido al mayor tamaño físico del conector.

Asignación de pines

Conector USB  3.0 estándar tipo A (parte superior) y receptáculo (parte inferior), con pines indicados.

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

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

Compatibilidad con versiones anteriores

USB Micro-B USB 2.0 frente a USB Micro-B SuperSpeed ​​(USB 3.0)

Los conectores y receptáculos USB  3.0 y USB  2.0 (o anteriores) de tipo A están diseñados para ser interoperables.

Los conectores USB  3.0 Tipo B, como los que se encuentran en los dispositivos periféricos, son más grandes que los USB  2.0 (o versiones anteriores) y admiten tanto el  conector USB 3.0 Tipo B, de mayor tamaño, como el  conector USB 2.0 (o versiones anteriores) Tipo B, de menor tamaño.  Los conectores USB 3.0 Tipo B son más grandes que  los conectores USB 2.0 (o versiones anteriores) Tipo B; por lo tanto,  los conectores USB 3.0 Tipo B no se pueden insertar en conectores USB 2.0 (o versiones  anteriores) Tipo B.

El conector y la toma Micro USB  3.0 (Micro-B) están diseñados principalmente para dispositivos portátiles pequeños como teléfonos inteligentes, cámaras digitales y dispositivos GPS. La  toma Micro USB 3.0 es compatible con versiones anteriores del  conector Micro USB 2.0.

Un conector para eSATAp , que es una combinación de eSATA y USB, está diseñado para aceptar conectores USB tipo A de USB  2.0 (o anteriores), por lo que también acepta  conectores USB 3.0 tipo A.

USB 3.1

Logotipo de embalaje obsoleto [ 2 ] SuperSpeed+ USB 10Gbps
Logotipo del puerto USB de 10 Gbps

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 se lanzó el 31 de julio de 2013, [ 61 ] reemplazando el estándar USB 3.0. La especificación USB 3.1 toma la velocidad de transferencia SuperSpeed ​​USB existente de USB 3.0 , ahora denominada USB 3.1 Gen 1 , e introduce una velocidad de transferencia más rápida llamada SuperSpeed ​​USB 10 Gbit/s , correspondiente al modo de operación USB 3.1 Gen 2 , [ 5 ] poniéndola a la par con un solo canal Thunderbolt de primera generación . El logotipo del nuevo modo presenta una leyenda estilizada como SUPERSPEED+ ; [ 62 ] esto hace referencia 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 a 128b/132b , con una velocidad de datos sin procesar de 1212 MB/s . [ 63 ] La primera  implementación de USB 3.1 Gen 2 demostró velocidades de transferencia reales de 7,2 Gbit/s . [ 64 ]

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

  • USB  3.1 Gen  1 – comercializado recientemente como SuperSpeed ​​o SS , velocidad de señalización de 5 Gbit/s en 1 carril utilizando codificación 8b/10b (velocidad de datos sin procesar: 500 MB/s ); reemplazó a USB 3.0 .
  • USB  3.1 Gen  2 : nuevo, comercializado como SuperSpeed+ o SS+ , velocidad de señalización de 10 Gbit/s en 1 carril utilizando codificación 128b/132b (velocidad de datos sin procesar: 1212 MB/s ).

La tasa de datos nominal en bytes tiene en cuenta la sobrecarga de codificación de bits. La tasa de bits de señalización física SuperSpeed ​​es de 5 Gbit/s . Dado que la transmisión de cada byte requiere 10 tiempos de bit, 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 de 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 sobrecarga adicional de gestión de enlace y protocolo, por lo que las tasas de datos alcanzables en el mejor caso para el modo de operación Gen  2 son aproximadamente inferiores a 800 MB/s solo para transferencias de lectura masiva. [ 65 ] [ 10 ]

La reespecificación de USB  3.0 como "USB  3.1 Gen  1" fue utilizada indebidamente por algunos fabricantes para anunciar productos con velocidades de señalización de solo 5 Gbit/s como "USB  3.1" omitiendo la generación que los definía. [ 66 ]

USB 3.2

Logotipo de embalaje obsoleto [ 2 ] SuperSpeed+ USB 20Gbps
Logotipo del puerto USB de 20 Gbps

El 25 de julio de 2017, un comunicado de prensa del  Grupo Promotor USB 3.0 detalló una actualización pendiente de la especificación USB Tipo-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, [ 10 ] los cables USB-C  3.1 Gen  1 con certificación SuperSpeed ​​existentes podrán operar a 10 Gbit/s (en lugar de 5 Gbit/s ), y los cables USB-C  3.1 Gen  2 con certificación SuperSpeed+ podrán operar a 20 Gbit/s (en lugar de 10 Gbit/s ). El aumento del ancho de banda es el resultado de la operación multicanal sobre los cables existentes que fueron diseñados para las capacidades flip-flop del conector USB-C. [ 67 ] [ 68 ]

El estándar USB  3.2 incluye la especificación USB 2.0 con cuatro cables dedicados en la capa física. El sistema Enhanced SuperSpeed ​​abarca ambos, pero separados y en paralelo a la  implementación USB 2.0: [ 10 ] : Figura 3-2

  • USB SuperSpeed ​​(basado en la arquitectura y los protocolos SuperSpeed ):
    • USB  3.2 Gen  1×1 : comercializado recientemente como SuperSpeed ​​USB 5Gbps (sustituye a SuperSpeed ​​o SS ), velocidad de señalización de 5 Gbit/s en 1 carril utilizando codificación 8b/10b (velocidad de datos sin procesar: 500 MB/s ); sustituye a USB  3.1 Gen  1 , que a su vez sustituyó a USB  3.0 .
  • USB SuperSpeedPlus (basado en la arquitectura y los protocolos SuperSpeedPlus ):
    • USB  3.2 Gen  2×1 – comercializado recientemente como SuperSpeed ​​USB 10  Gbps (reemplaza a SuperSpeed+ o SS+ ), [ 62 ] velocidad de señalización de 10 Gbit/s a través de 1 carril usando codificación 128b/132b (velocidad de datos sin procesar: 1212 MB/s ); reemplaza a USB  3.1 Gen  2.
    • USB  3.2 Gen  1×2 : nueva velocidad de señalización de 10 Gbit/s a través de 2 carriles utilizando codificación 8b/10b (velocidad de datos sin procesar: 1000  MB/s).
    • USB  3.2 Gen  2×2 : nuevo , comercializado como SuperSpeed ​​USB 20  Gbps , velocidad de señalización de 20 Gbit/s en 2 carriles utilizando codificación 128b/132b (velocidad de datos sin procesar: 2424 MB/s ).

Al igual que en la versión anterior, se aplican las mismas consideraciones sobre la codificación y las tasas de datos sin procesar. Aunque tanto Gen  1×2 como Gen  2(×1) transmiten a 10 Gbit/s , Gen  1×2 utiliza la codificación de línea 8b/10b, más antigua y menos eficiente, lo que resulta en una tasa de datos sin procesar menor en comparación con Gen  2(×1), si bien ambas utilizan el protocolo SuperSpeedPlus más reciente. [ 10 ] : Figura 3-2

En mayo de 2018, Synopsys demostró el primer modo de operación USB  3.2 Gen  2×2, donde una PC con Windows se conectó a un dispositivo de almacenamiento, alcanzando una velocidad de datos promedio de 1600  MB/s para la lectura de transmisiones masivas, [ 69 ] [ 70 ] que es el 66% de su rendimiento bruto.

USB  3.2 es compatible con los controladores USB predeterminados de Windows 10 y en los núcleos de Linux 4.18 y posteriores. [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]

En febrero de 2019, USB-IF simplificó las directrices de marketing al excluir el  modo Gen 1×2 y exigió que los logotipos del tridente SuperSpeed ​​incluyeran la velocidad máxima de transferencia. [ 72 ] [ 15 ]

El funcionamiento de dos carriles (USB  3.2 Gen  1×2, USB  3.2 Gen  2×2) solo es posible con conectores Tipo-C con todas las funciones. [ 73 ]

Véase también

Referencias

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