So funktioniert USB 3.0 - nicht alles bleibt kompatibel
Mittwoch, Mai 20th, 2009Mehr Leitungen und neue Stecker bringen bis zu 300 MByte/s
Beitrag vom 19.11.2008
Neben mehr Bandbreite stand bei der Entwicklung von USB 3.0 folglich vor allem eine Renovierung der elektrischen Architektur und damit auch der Übertragungsprotokolle auf der Agenda.
Ursprünglich hatte Intel USB erfunden und 1997 in eigenen Chipsätzen angeboten. Da zu dieser Zeit mit einer Vielzahl serieller und paralleler Schnittstellen aber genug Alternativen zur Verfügung standen, wurde die Abkürzung von Spöttern häufig als “Useless, Senseless, Brainless” buchstabiert. Das lag auch daran, dass die ersten USB-Controller der CPU einen Hauptteil der Arbeit beim Bearbeiten der Übertragungsprotokolle aufbürdeten und Single-Core-Prozessoren um 200 MHz regelrecht ausbremsen können. Mit heutigen Mehrkern-CPUs weit jenseits von 2 GHz und mit neuen Architekturen fällt die Belastung durch USB-Transfers kaum noch ins Gewicht.
Dazwischen gab es allerlei Hickhack zwischen Intel und anderen Chipherstellern wie AMD und Nvidia. Die Konkurrenten warfen dem Marktführer vor, wesentliche Teile des Designs geheim zu halten, um sich einen Vorteil beim Marktstart von USB 3.0 zu sichern. Durch wachsenden Druck erschien im August 2008 eine Version 0.9 der Spezifikation.
Seitdem, und auch in der endgültigen Version 1.0 der Designunterlagen, ist von optischen Verbindungen nicht mehr die Rede. Auf Anfrage teilte Jeff Ravencraft nun auch klar mit: “USB 3.0 ist eine Lösung auf der Basis von Kupfer” - also ganz herkömmlichen Kabeln.
Das verwundert nicht, sind doch Lichtwellenleiter mit Ausnahme des “optischen Digitalausgangs” (S/P-DIF) an Audiogeräten im Consumerumfeld nicht verbreitet. S/P-DIF besteht nur aus einer Glasfaser, die zwei für USB 3.0 wären doppelt so fehleranfällig. Zudem trägt man ein S/P-DIF-Kabel, anders als die Handyverbindung, selten zusammengerollt mit sich herum.
Statt zwei Glasfasern sind für USB 3.0 neben den vier Leitungen von USB 2.0 vier zusätzliche Leitungen in einem Kabel vorgesehen. Über diese vier neuen Verbindungen wird eine differenzielle Signalübertragung abgewickelt. Anders als bei USB 2.0 kann jedes dieser Adernpaare gleichzeitig senden oder empfangen. Es gibt also zu jeder Zeit eine Verbindung mit voller Bandbreite in beide Richtungen.
In den Zeichnungen aus der Spezifikation sind diese zwei Adernpaare als “Shielded Differential Pair” (SDP) bezeichnet. Wie der Name sagt, müssen sie paarweise abgeschirmt sein, für die USB-2.0-Leitungen ist das nicht nötig. Das gesamte Kabel muss zudem nochmals ummantelt sein, was bei USB 2.0 noch optional war - gute Verbindungen verfügen aber auch schon heute über diese Abschirmung.
Für die Praxis wird bisher im Umfeld der Chiphersteller davon ausgegangen, dass bezahlbare Kabel für USB 3.0 unter drei Metern lang sein werden. Bei USB 2.0 sind zwar laut Spezifikation ohne Repeater fünf Meter bei voller Geschwindigkeit möglich, doch aus Kostengründen sind die den Geräten beigelegten Kabel meist unter 2 Metern lang. Auch mit der gegenwärtigen USB-Generationen kommt es für 480 MBit pro Sekunde schon auf Verbindungen von hoher Qualität an.
Bisher muss sich ein USB-2.0-Gerät regelmäßig beim Host melden, sonst gilt es als abgesteckt. Dieses “Polling” kostet Strom und senkt durch ständige Übertragung von Statusmeldungen statt Nutzdaten auch Bandbreite. Bei USB 3.0 kann ein Gerät dem Host aber auch melden, dass es derzeit für Datenübertragungen nicht bereit ist, der Host fragt dann nicht weiter. Erst wenn das Gerät selbst wieder Daten übertragen will, teilt es das dem Host mit.
Neben dem Einsparen von elektrischer Leistung kann ein USB-3.0-Host aber auch mehr Strom als bisher zur Verfügung stellen: 900 Milliampere pro Port statt bisher 500 Milliampere. Das ist beispielsweise für externe Festplatten wichtig. Deren oft mitgelieferte Y-Adapter verletzten nämlich die USB-Spezifikation. Aktuelle 2,5-Zoll-Platten sind aber so sparsam, dass sie an Ports, die wirklich 500 Milliampere liefern, auch mit einem Anschluss funktionieren.
Aber auch darüber ist das letzte Wort noch nicht gesprochen, die Spezifikation erwähnt an vielen Stellen, dass noch Erweiterungen möglich sind. Mit den ersten Geräten für USB 3.0 rechnet zudem das USB-IF selbst erst Mitte 2009, und erst im Jahr 2010 soll die Verbreitung der neuen Schnittstelle stark wachsen. Zeit wäre es.
Den Anfang machen das “Wireless-N Gateway WAG300N”, der “Wireless-N Broadband Router WRT300N” und der “Wireless-N Notebook Adapter” (WPC300N). Sie alle sollen Netto-Datentransferraten von rund 150 MBit/s erreichen, also nach Abzug des Protokoll-Overheads. Die Bruttodatentransferrate gibt Linksys mit 300 MBit/s an. Damit steht ausreichend Bandbreite zur Verfügung, um zeitgleich mehrere HD-Videos ruckelfrei zu streamen, digitale Musik abzuspielen und Internettelefonate zu führen.
AMD stellte heute den AMD Athlon(tm) XP 3000+ vor - den leistungsstärksten Desktop-Prozessor der Welt. Der AMD Athlon XP Prozessor 3000+ verfügt über einen erweiterten integrierten Zwischenspeicher (Cache) und übertrifft die Ergebnisse vergleichbarer PC-Prozessoren bei einer Anzahl wichtiger Software-Benchmarks um bis zu 17 Prozent.
Feldkirchen / Santa Clara, den 11. Januar 1999 - Die nächste Mikroprozessor-Generation von INTEL wird die Markenbezeichnung “Pentium® III Prozessor” tragen. Die neuen Hochleistungsprozessoren mit dem Codenamen “Katmai” werden noch im Laufe des ersten Quartals 1999 auf den Markt gebracht werden. Der Name “Pentium III Prozessor” baut auf eine der bekanntesten Markenbezeichnungen weltweit auf. Der neue Markenname vermittelt das höchstmögliche PC-Erlebnis und steht für die nächste Generation des Internets. Der Pentium III Prozessor wird im ersten Quartal 1999 eingeführt werden. Er wird multimediale Anwendungen im Internet noch realitätsgetreuer machen, und er stellt eine sichere Investition dar im Hinblick auf die stetig steigenden Anforderungen aktueller und zukünftiger Software.
Außerdem stellen wir den Pentium® III Xeon™ Markennamen innerhalb INTEL’s neuester Prozessormarke vor, die entwickelt wurde, um auch für Server und Workstations im Midrange-Bereich und darüber immer höhere Leistung zur Verfügung zu stellen, entsprechend der Entwicklung im Desktop-Bereich.
Hannover (ots) - Mit dem neuen Prozessor ‘Athlon’, den AMD am 16. August herausbringt, bekommt Intel erstmals Konkurrenz außerhalb des Low-End-Bereiches. Intels Pentium III verliert alle Vergleiche mit AMDs Athlon, berichtet das Computermagazin c’t in seiner aktuellen Ausgabe 16/99. Ob im Bereich Spiele oder Multimedia, ganz besonders aber bei wissenschaftlichen Berechnungen: In allen Tests schnitt der neue Athlon von AMD mit 600 MHz unabhängig vom Betriebssystem besser ab. Nur wenn die Prozessorumgebung (Festplatte, Grafikkarte, Speicherinterface) bremst, kann Intels Prozessor bei den Testergebnissen mithalten.
Konkurrenz für den Celeron: Via Cyrix III mit 133MHz Frontside-Bus Der taiwanesische Chip-Hersteller Via Cyrix hat mit dem Cyrix III seine Prozessorfamilie für den hart umkämpften Markt für Einsteiger-PC vorgestellt.
München (ots) - Heute stellt AMD seinen neuen Billig-Prozessor Duron offiziell vor, dessen neue Modelle von 600 bis 700 MHz tecChannel.de schon auf Herz und Nieren testen konnte. Auch von der Leistung der erst später verfügbaren 750-MHz-Version konnte sich tecChannel.de schon ein Bild machen. Fazit der umfangreichen Tests: Die Ergebnisse überzeugen in allen Bereichen.
Intel® hat am 10. Mai 2000 bekannt gegeben, dass einige Mainboards/Systeme, die den Memory Translator Hub (MTH) verwenden, scheinbar empfindlich auf Systemgeräusche, bzw. ein Signalrauschen am MTH-BUS reagieren. Dieses Problem kann sich als unregelmäßiger Systemneustart oder -absturz während des Betriebes darstellen. Dieses Problem kann auch MSI Mainboards betreffen, welche den Intel® 820 Chipsatz mit MTH-Baustein verwenden. Es ist jedoch ein nicht immer auftretendes Problem und wurde nur bei einigen wenigen Systemen unter extremen Bedingungen mit speicherintensiven Applikationen beobachtet. Nur das MS-6301 Mainboard nutzt den Intel® 820 Chipsatz mit MTH-Baustein. Bis zum Zeitpunkt der Intel®-Bekanntmachung hat MSI noch keine MS-6301 Mainboards aufgrund dieses Problems zurückerhalten. 
Mit der ELSA GLADIAC GeForce2 GTS starten Sie Ihre 3D-Games mit einer neuen, beispiellosen Darstellungsqualität. Durch Einsatz der zweiten GeForce-Grafikprozessor-Generation NVIDIA GeForce2 GTS bietet die ELSA GLADIAC eine weitere drastische Entlastung der Rechner-CPU: Neben der integrierten Transform-&-Lighting-Einheit des NVIDIA-Prozessors, die die Polygon- und Beleuchtungsberechnungen übernimmt, übertragen die vier neuen HyperTexel-Pipelines jetzt zwei Textur-Informationen gleichzeitig in einem Taktschritt, und durch das Per-Pixel-Shading lassen sich Materialeigenschaften und viele weitere Details noch naturgetreuer darstellen. Die High-End-Speicherausstattung mit leistungsstarkem Double Data Rate RAM sichert gleichzeitig die entsprechend schnelle Bereitstellung der benötigten hohen Datenmengen. Achtung: Das Ergebnis ist eine fühlbar realistische 3D-Qualität, die Begeisterung bis zum Wahnsinn hervorrufen kann!
Neue Architektur soll Potenzial für die nächsten Jahre bieten
Der 400 MHz System Bus, der 128-Byte-Lines mit 64-Byte-Zugriffen verwendet, verspricht darüber hinaus ein deutliches Plus für den Datendurchsatz, der sich beim Pentium III mit zunehmender Takfrequenz als Flaschenhals erweist. Die in Aussicht gestellten theoretischen Datentransferraten von bis zu 3,2 GB zwischen dem Pentium-4-Prozessor und dem Memory-Controller haben aber auf der anderen Seite auch einen nicht unwesentlichen Nachteil: herkömmliche SDRAM-Module lassen sich nicht verwenden. Stattdessen ist man zunächts auf RDRAM angewiesen, das deutlich teurer ist, in Zukunft sollen sich aber auch die deutlich preiswerteren DDR-RAM Speicherbausteine verwenden lassen, wenn auch zunächst nicht mit Intel-Chipsätzen.
RAM-Preise steigen sprunghaft an