USB 3.1新登場，速度更快帶來全新應用！

文．圖／陳建宏．USB-IF & ELECOM & Intel
原先USB 3.0線材，包括先前只能跑5Gbps的USB 3.0 Type-A、TYPE-B、Micro-B線材，現在可以直接支援USB 3.1，速度直接從原先的5Gbps，飆上10Gbps（圖片來源：PCDIY!歷史資料庫）
原先USB 3.0線材，包括先前只能跑5Gbps的USB 3.0 Type-A、TYPE-B、Micro-B線材，現在可以直接支援USB 3.1，速度直接從原先的5Gbps，飆上10Gbps（圖片來源：PCDIY!歷史資料庫）

USB 3.1大躍進

PCDIY!對於USB 3.0、USB 3.1是非常期待的，一直密切注意中。2008年11月12日USB 3.0推出之後，SuperSpeed帶來了5Gbps高速傳輸效能，還附加提供5V/0.9A電源。隨著對於傳輸速率的要求，加上也希望能提昇供電，2013年1月6日USB IF協會（USB Implementers Forum）正式宣布要推出新的加強版USB 3.0，2013年4月10日並招集了硬體、連接器、線材業者進行討論，2013年7月31日宣布正式開始研發SuperSpeed 10Gbps，2013年12月3日USB 3.0 Promoter Group正式宣布USB 3.1誕生。到了2014年6月份Computex Taipei 2014，ASMedia第一家正式展示原生USB 3.1晶片，實現SuperSpeed+，也就是SuperSpeed 10Gbps速率，並且，最高允許到支援20V/5A，支援供電100W。

速度提升至10Gbps的USB 3.1將提供各種高速裝置的應用（圖片來源：Intel）
速度提升至10Gbps的USB 3.1將提供各種高速裝置的應用（圖片來源：Intel）

USB 3.1傳輸速率衝上10Gbps

USB 3.1、SuperSpeed 10Gbps、SuperSpeed+這三個詞指的是同一件東西，在新的USB 3.1 logo上，您也會看到有SuperSpeed+和10Gbps字樣。因應各種裝置的高速應用，USB的頻寬從1.0版本（1.5Mbps）、1.1版本（12Mbps）、2.0版本（480Mbps）到3.0版本（5Gbps），速度已經有很大的進步了，而面對將來的需求，新的USB 3.1介面將把頻寬再翻倍，提升至10Gbps，同時值得注意的是，編碼率也再度提升，USB 3.0為8b10b編碼，也就是每傳送10bit資料中，只有8bit是真實的資料，剩餘的2bit是做為檢查碼，因此整個頻寬會有高達20%（2／10）的損耗，而新的USB 3.1則是使用128b130b編碼，在130bit的資料中，只需使用4bit做為檢查碼，傳輸損耗率大幅下降為3%（4／132），所以USB 3.1不單只是提升頻寬而已，連傳輸效率也增進不少。另外，相較於Thunderbolt，USB 3.1和Thunderbolt 1已同樣擁有10Gbps的速度，而Thunderbolt 2雖然提供20Gbps，但只是把原本的Thunderbolt 1中兩條獨立的10Gbps合併，變成單向傳輸20Gbps，而非雙向，而此看來，只要USB 3.1裝置正式問市後，頻寬速度和應用廣度上仍相當具有優勢。

USB 3.1 TYPE-C連接器是一個很大的突破，連接器不用分正反面都能直接插入，插反也沒關係，可以正常使用！（圖片來源：ELECOM）
USB 3.1 TYPE-C連接器是一個很大的突破，連接器不用分正反面都能直接插入，插反也沒關係，可以正常使用！（圖片來源：ELECOM）

USB 3.1新增USB Type-C連接器

智慧型手機可以說是繼電視、電腦和網路之後，改變人類生活習慣最重要的東西了。隨著智慧型手機成為生活中不可或缺的一部分，USB在手機上的應用和便利性也更加受到關注，不過以現行USB 3.0的TYPE-A或Micro-B規格的連接器對於手機而言，其實有點太大了，連平板電腦也不適合，因此新的USB 3.1除了一樣有TYPE-A和Micro-B連接器向下相容外，還新增USB 3.1 Type-C連接器，線材兩端皆為相同的Type-C型式，連接器採用比USB 2.0 Micro-B還小的設計，尺寸為8.3mm x 2.5mm，可插拔達1萬次，同時也加強了EMI和RFI防護，標準線材即能提供3A的電流傳輸，同時連接器也特別改成正反兩用的格式，如此設計和Apple Lightning介面一樣，連接器不用分正反面都能直接插入，使用更加方便，整體的設計更加符合行動裝置的應用需求。

USB 3.1規格裡面，USB PD依裝置不同分成5個組態（Profiles），最大可提供100瓦的電力（圖片來源：Intel）
USB 3.1規格裡面，USB PD依裝置不同分成5個組態（Profiles），最大可提供100瓦的電力（圖片來源：Intel）

USB 3.1增加USB Power Delivery電力供應

USB 3.1也帶來新的電力供應規範 - USB Power Delivery（USB PD），設計上相容現有的USB 2.0和USB 3.0線材和連接器，新的USB 3.1 Type-C連接器也適用。USB PD支援更高的電壓和電流，以滿足不同的應用裝置，同時也相容現有的USB Battery Charging 1.2充電規格。USB PD為埠對埠的架構，USB和電力溝通訊號分開，電力的供應是透過主機端和裝置端的VBus通訊協定來溝通，如果裝置支援，則可依組態（Profiles）的電壓和電流，提供更高的瓦數供應。USB PD依裝置不同分成5個組態（Profiles），皆需要使用新的可偵測線材，才能提供大於1.5A或5V的電力。組態1針對手機，為5V/2A（10W），基本的電力輸出，已比USB 3.0的5V/0.9A（4.5W）還多； 組態2為5V/2A或12V/1.5A（最大18W），可為平板和筆電充電；組態3為5V/2A或12V/3A（可提供較大的筆電最大36W的電力）；組態4為最大為20V/3A（60W），但限制Micro-A／B連接器，組態5為最大為20V/5A（100W）的電力供應，但限TYPE-A／B連接器。PCDIY!認為USB 3.1供電的提升，以及支援充電的應用是非常重要的，這將會讓USB 3.1有望可以大一統手機、平板、電腦傳輸介面。

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