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USB 3.1 und Power Delivery: Ein Kabel, sie alle anzubinden

IDF

Unkomprimierte Videos übertragen, Notebooks aufladen und SSDs nicht ausbremsen - das alles sollen USB 3.1 und Power Delivery (PD) leisten. Dazu werden die Standards getrennt voneinander entwickelt, erst 2015 soll es erste Geräte nach USB 3.1 geben.

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Das Logo für USB 3.1
Das Logo für USB 3.1 (Bild: Intel/Screenshot: Golem.de)

Auf dem Intel Developer Forum hat Intel, maßgeblicher Entwickler aller USB-Standards, die Weiterentwicklung der Schnittstelle in zwei Vorträgen beschrieben. Mit USB 3.1 soll die Bandbreite auf 10 Gigabit pro Sekunde verdoppelt werden, und USB Power Delivery (PD) soll das Laden von Geräten mit bis zu 100 Watt unterstützen.

Inhalt:
  1. USB 3.1 und Power Delivery: Ein Kabel, sie alle anzubinden
  2. Keine neuen Stecker, aber zertifizierte Kabel

Die beiden Standards werden getrennt voneinander vorangetrieben und bekommen eigene Logos. Bei Version 3.0 wird das Superspeed-Logo mit dem Zusatz "10 Gpbs" versehen, und PD bekommt ein eigenes Logo mit einem stilisierten Akku. So ist es beispielsweise auch möglich, USB-2.0-Geräte mit der Ladefunktion zu versehen - USB 3.1 und PD bedingen sich nicht gegenseitig.

  • Die Hubs werden mit USB 3.1 wichtiger.
  • Der Hub muss nun auch einen vBus für die Spannung enthalten, wenn er PD bieten soll.
  • Ende 2014 soll die Spec 1.0 für USB 3.1 fertig sein.
  • PD ist nicht zwingend Teil von USB 3.1, wird aber mitgetestet.
  • Erst 2015 sind die Geräte wirklich marktreif.
  • Die Klassen der Stromversorgung (Folien: Intel)
  • Jede Stromverbindung wird einzeln ausgehandelt.
  • Das neue Logo für Stromversorgung per USB gibt es nur nach Zertifizierung.
  • 4K-Auflösungen klappen per USB 3.1 nur mit 30 fps.
  • USB AV, eine Geräteklasse, wird erweitert.
  • HDCP ist zwar möglich, aber wie unten rechts angegeben, noch nicht zugesichert.
  • Nur noch ein Kabel zum Notebook (Folien: Intel)
  • Übersicht über die Neuerungen von USB 3.1
  • Gestrichelt der neue Datenpfad für USB 3.1
  • 1 Meter ist die neue Kabellänge.
  • Kabel und Stecker sollen besser getestet werden.
  • Repeater sind schon ab 20 dB Dämpfung nötig.
  • Neue Codierung für weniger Overhead
Nur noch ein Kabel zum Notebook (Folien: Intel)

Bis auch nur eine der beiden Erweiterungen funktioniert, haben die Ingenieure jedoch noch viel Arbeit vor sich, denn Fehler wie die Kabelprobleme von USB 3.0 sollen diesmal vermieden werden. So empfiehlt Intel für USB 3.1 nur eine Kabellänge von einem Meter, bei USB 3.0 sind drei Meter möglich - allerdings funktioniert das in der Praxis nur selten.

Da ein Meter arg kurz erscheint, taucht in Intels Präsentationen mehrfach eine Grafik auf, die nur eine 10-Gigabit-Verbindung enthält, und zwar von einem Notebook zum Monitor. Im Display sitzt dann ein Hub, der weitere Geräte mit 5 GBit/s anbindet, also nur mit 3.0-Geschwindigkeit. Das wäre gegenüber bisherigen Lösungen aber schon ein Fortschritt, denn am Notebook muss der Anwender dann tatsächlich nur ein einzelnes Kabel anschließen. Mit Strom versorgt wird das gesamte System über das Netzteil des Monitors.

Neue Hubs mit mehr Aufgaben

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Die Hubs - im Beispiel also der des Monitors - müssen für USB 3.1 wesentlich mehr leisten als bisher. Schon jetzt gibt es in USB-3.0-Hubs und den Hostcontrollern zwei getrennte Datenpfade für 3.0 und 2.0. Mit USB 3.1 kommt noch die Möglichkeit hinzu, in beiden Richtungen 5 oder 10 GBit/s zu übertragen, um die schnelle Verbindung stets auszulasten. Dazu sind Buffer und das Umsortieren von Paketen nötig. So soll auch eine am Monitor angeschlossene SSD nicht gebremst werden, wenn das Notebook über seine Direktverbindung Videos an das Display schickt.

Dafür wird USB 3.1 dann nicht nur bei den reinen Bruttodatenraten besser, sondern auch bei der Effizienz. Laut Intel gibt es statt bisher 20 nur noch 3 Prozent Protokoll-Overhead. Wesentlich verantwortlich dafür ist das neue Kodierungsverfahren mit 128b/132b statt der bisherigen 8b/10b. Die Header der Pakete sind 4 Bit groß, ein einzelner Bitfehler soll nicht mehr - wie es bei USB 3.0 der Fall war - zum Verlust des ganzen Pakets führen. USB 3.1 soll damit also trotz geringeren Overheads robuster werden.

Keine neuen Stecker, aber zertifizierte Kabel 
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manitu 20. Sep 2013

Ich vermute, dass das Probleme bei der Rückwärtskompatibilität, sowie der Stromversorgung...

Drag 16. Sep 2013

Grafikkarten kann ich mir vorstellen, aber USB Soundkarten gibt es schon lange.

SoniX 16. Sep 2013

Danke für die Erklärung. Ich glaube ich denke zu kompliziert. *g


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