Definition

Was ist USB?

| Autor / Redakteur: Walter Schadhauser / Rainer Graefen

Die symmetrische USB-Steckverbindung mit 24-poliger Beschaltung sorgt dafür, dass man auch im Halbschatten Buchse und Stecker zusammenbringt.
Die symmetrische USB-Steckverbindung mit 24-poliger Beschaltung sorgt dafür, dass man auch im Halbschatten Buchse und Stecker zusammenbringt. (Bild: Intel)

Der allerletzte USB-Standard 3.2 mit Typ-C-Stecker verspricht Datenraten von 20 GBit/s, Stromversorgung mit bis zu 100 W, durchschleusen fremder (Monitor-) Signale mittels Alternate Mode und einen einheitlichen, verdrehbaren Stecker. Doch selbst drei Jahre nach der Verabschiedung des Standards ist die Industrie noch hintendran mit der Umsetzung.

Inzwischen sind die ersten SSDs auf dem Markt, die fähig sind auch 4 Lanes von PCIe 3.0 x4 zeitweilig auszureizen. Die Datentransferrate entspricht auf diesem Level Brutto knapp 4 GByte pro Sekunde. USB 3.1 Gen2 wäre selbst bei voller Funktionsfähigkeit damit überreizt. Superspeed+ entspricht Brutto einer Geschwindigkeit von 1,25 GByte/s.

2017 erscheinen nun die ersten Prozessoren, die entweder selbst oder per Chipsatz, fähig sind USB-3.1-Gen2-Signale mit 10 GBit/s auszusenden. Die PC-Industrie hat insofern noch ein bis zwei Jahre Zeit die entsprechenden Kabel, Buchsen und Stecker zu produzieren, die die anvisierte Geschwindigkeit störungsfrei übertragen können. Bislang ist eine Kabellänge von maximal 1 Meter die Grenze.

Für die Verbraucher bedeutet das also weiterhin: Warten. Wer auf einen schnelleren Datentransport angewiesen ist, sollte dies auf Basis von USB 3.0 oder USB 3.1 Gen1 und qualitativ hochwertigen Komponenten tun.

Die kurze Historie des Universal Serial Bus (USB):

USB 1.0 (1996):

Der Anfang vom Ende von paralleler, serieller, Keyboard- und Maus-Buchse und diverser Interrupt-Probleme. Die Idee von Plug-and-Play wird auf die Schnittstellen übertragen.

verfügbarer Modus: Low-Speed: 1,5 MBit/s (~200 KByte/s)

verfügbarer Modus: Full-Speed: 12 MBit/s (1,5 MByte/s)

USB 2.0 (2000):

USB-Sticks und USB-Festplatten profitieren anfangs von der höheren Datenübertragungsrate, doch die Flash-Technik erweist sich als innovativ und bald unterfordert. Das Plug-and-Play funktioniert ganz ordentlich, allerdings wird die Kabel-Verbindungstechnik unübersichtlicher und leidet an Qualitätsproblemen.

verfügbarer Modus: High-Speed: 480 MBit/s (rechnerisch 60 MByte/s; real ~35 MByte/s)

USB 3.0 (2008):

Die Performance moderner Datenträger bekommt endlich eine USB-Schnittstelle, die sich den Datenraten von SATA 6G und SAS 6G annähert. Auch externe SSDs lassen sich nun fast mit Höchstgeschwindigkeit kopieren.

verfügbarer Modus: Super-Speed-USB: 5 GBit/s (Brutto 625 MByte/s; Netto 450 MByte/s)

USB 3.1 (2013) [ab 2014 in USB 3.1 Gen1 umgetauft]

Durch USB 3.1 kann das Marketing der diversen Komponenten-Lieferanten zahlreiche verwirrende Botschaften aussenden. Selbst aus der Sicht des Jahres 2017 ist nur wenig umgesetzt was Gen 1 und Gen 2 zu leisten vermögen. Nur wenige Intel-Prozessoren beherrschen inzwischen aus Chipsatz-Ebene die Datentransferfähigkeiten von USB 3.1 Gen2. In AMDs neuestem Prozessor namens Ryzen ist die schnelle USB-Schnittstelle direkt integriert.

verfügbarer Modus: Enhanced Super-Speed+ Gen 1: 5 GBit/s (Brutto 625 GByte/s)

USB 3.1 Gen2 (2014) [USB 3.1 Gen2 Type-C]

USB 3.1 Gen2 scheint das Non-plus-Ultra der Universalschnittstelle zu sein. Es vereint hohe Geschwindigkeit mit einem punktsymmetrischen Stecker, der endlich das leidige Herumstöpseln wie beim Typ-A- oder-B-Stecker beendet. Die USB-Schnittstelle unterstützt nun auch Thunderbolt-Geräte wie auch hochauflösende 4k-Monitore. Nicht zuletzt könnten laut Spezifikation über die Schnittstelle auch 5 Ampère Ladeströme übertragen werden.

Der sogenannte Power-Delivery-Modus arbeitet dazu aber nicht mehr mit einer Spannung von 5 Volt, sondern benötigt 20 Volt um Powerbanks mit 100 Watt laden zu können. Doch Vorsicht ist geboten: Ohne die richtige Konfiguration und die korrekten Kabel könnten Gerätschaften schnell abrauchen.
Das Alles klingt perfekt für moderne Anforderungen. Doch Apples Gegenkonzept Thunderbolt ist schon wieder ein Stück weiter. USB kann also noch besser werden - auch ohne Lichtleiter.

verfügbarer Modus: Enhanced Super-Speed+ Gen2: 10 GBit/s (Brutto 1,25 GByte/s; Netto 800 MByte/s)

verfügbarer Modus: Superspeed+: 10 GBit/s (Brutto 1,25 GByte/s; Netto 800 MByte/s)

Was kommt als nächstes? ==>USB 3.2 Type-C (Ende 2017)

Schon im September soll es soweit sein. Die Menschheit erhält ein Update auf USB 3.2, zu dem sie, siehe USB 3.1, wahrscheinlich erst in vier Jahren entsprechende Komponenten auf dem Markt vorfinden wird. Die Brutto-Transportgeschwindigkeit verdoppelt sich noch einmal - auf dann 20 Gigabit pro Sekunde. Möglich wird dies, da nun Daten gleichzeitig über zwei Leitungen geschickt werden können.

Voraussetzung für die hohen Datenraten sind zwei Geräte, die USB-3.2-fähig sind und USB-C-Buchsen haben. Dann könnten mit einem Kabel mit der Zertifizierung "SuperSpeed USB 10" Daten mit voraussichtliche 2 GByte hin- und hergeschickt werden.

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