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Turbo Transfer mit USB 3.0
Wichtigste Neuerung der dritten USB-Spezifikation (Universal Serial Bus) ist die höhere Geschwindigkeit: Dank des neuen Super-Speed-Modus sollen Daten mit einer Bruttorate von bis zu 5 Gigabit pro Sekunde übertragen werden - bislang lag das theoretische USB-Maximum von USB 2.0 bei 480 MBit/s. Um diese hohen Geschwindigkeiten zu erreichen sind allerdings weitere Aderpaare in den USB-Kabeln nötig. Nur dann wird "Super-Speed" realistisch. Stecker und Kabel bleiben jedoch abwärtskompatibel, die langsameren Modi lassen sich also auch weiterhin nutzen.
Von USB 1.0 nach USB 3.0
Mit der Einführung des ersten USB-Standards ("Fullspeed-USB") 1996 stand dem PC
endlich eine universell einsetzbare Schnittstelle für Peripheriegeräte zur Verfügung - ob
als Anschluss für Drucker, Scanner, Kameras oder externe Modems, spielte nun keine
Rolle mehr. Erst 2000 erfolgte die Verabschiedung des USB-2.0-Standards ("Highspeed-
USB"), der bis zu 480 MBit/s Bandbreite bot.
Warum USB 3.0?
Acht Jahre nach der Einführung gehört USB 2.0 heute bei einem modernen PC zum
Standard. Allerdings zeigte sich in den letzten Jahren immer häufiger, dass die stetige
Erweiterung des Einsatzgebietes die anfangs als ausreichend erachtete Bandbreite von
USB 2.0 zum Flaschenhals machte - vor allem durch die immer schneller werdenden
USB-Sticks und insbesondere durch externe Festplatten sowie neue Endgeräte aus dem
Consumer Electronics Bereich.
Gebremste externe Festplatten
Die 480 MBit/s oder 60 MByte/s stehen bei USB 2.0 zwar auf dem Papier, in der Praxis
jedoch kommt kaum eine externe Festplatte auf eine Transferrate von mehr als 35
MByte/s. Das liegt zum Teil an den ATA33-zu-USB-Konvertern, welche die Bandbreite
festplattenseitig limitieren, sowie an USB-Controllern, die dank des Verwaltungs-
Overheads oder der hohen CPU-Last nicht mehr reale Bandbreite zustande bringen.
Moderne Festplatten könnten heute bis zu 100 MByte/s sequenzielle Lesegeschwindigkeit
und bis zu 300 MByte/s Burst-Geschwindigkeit aus dem Plattencache liefern und
werden dann aber bei 35 MByte/s eingebremst. Dieser Mangel führte in den letzten Jahren
zur Einführung des E-SATA-Standards für externe SATA-Festplatten, allerdings
konnte er sich bisher nicht auf breiter Front durchsetzen, vermutlich auch deshalb, weil
der E-SATA Schnittstelle im Gegensatz zu USB die Komponente "universell einsetzbar"
fehlt.
Beim Blick in die nahe Zukunft zeigt sich, dass nicht nur immer schnellere Datenträger,
sondern auch Entwicklungen wie hochauflösendes Fernsehen, HDTV-DVB-Empfänger
oder Unterhaltungselektronik wie MP3-Player mit mehreren hundert GByte Kapazität
nach einer schnelleren Schnittstelle verlangen. Und USB 3.0 ist schnell: Bis zu 5 Gigabit
pro Sekunde sollen im "Superspeed"-Modus durch die Kabel rauschen, zehnmal so viel
wie bei USB 2.0.
Die Technologie hinter USB 3.0
Das Wichtigste an der Weiterentwicklung eines Standards ist die Abwärtskompatibilität
zur bestehenden Technik. Die Erfahrung der letzten 25 Jahre PC zeigt, dass sich radikale
Schnitte oder Neuansätze nur sehr schwer durchsetzen, wenn der Anwender dadurch
gezwungen ist, seine bestehende Hard- oder Software zu ersetzen. Aus diesem Grund
haben die Entwickler USB 3.0 ("Superspeed-USB") so ausgelegt, dass sowohl die
Schnittstellen als auch die Geräte auf- und abwärtskompatibel bleiben.
So kann sowohl ein USB-3.0-Endgerät an einem USB-2.0-Port betrieben werden (natürlich
mit der Einschränkung, dass ein Transfer dann länger dauert) als auch ein USB-2.0-
Endgerät an einer USB-3.0-Schnittstelle. Eine wichtige Rolle spielt dabei das USB-Kabel.
Um Kompatibilität zu gewährleisten, bleiben die alten USB-Kontakte in den Steckern bestehen.
Um USB 3.0 nutzen zu können, muss jedoch ein entsprechendes Kabel verwendet
werden, das zusätzlich zu den alten Kontakten weitere Verbindungen besitzt. Nur so kann die bis zu zehnmal so hohe Übertragungsgeschwindigkeit gegenüber USB 2.0 genutzt werden. Das bedeutet jedoch auch: Wer ein USB-3.0-
Endgerät an einem USB-3.0-Computer einsetzt, aber nur ein herkömmliches USB-2.0-
Kabel verwendet, bremst sich selbst aus, da die benötigten Leitungen im Kabel fehlen.
Ebenfalls zu Kompatibilitätszwecken verwendet USB 3.0 das gleiche Softwaremodell wie
bisher. Es wird also möglich sein, USB 3.0 zu nutzen, ohne dafür irgendwelche proprietären
Miniport-Treiber verwenden zu müssen, wie es damals bei Windows NT der Fall war,
das keinerlei Unterstützung für USB ab Werk mitbrachte.
Neben mehr Geschwindigkeit soll USB 3.0 auch die Zuverlässigkeit erhöhen, indem sich
Sender und Empfänger beim Datentransfer über "acknowledgements" ständig unterhalten
und die fehlerfreie Übertragung anfragen und bestätigen. Um bei all der Geschwindigkeit
und Übertragungssicherheit das Thema Stromverbrauch nicht zu ignorieren, wird USB 3.0 die Möglichkeit bieten, im Leerlauf auf ein niedrigeres Level der Leistungsaufnahme
zu schalten - ähnlich wie es Prozessoren tun, die Speedstep oder Cool‘n‘quiet
beherrschen. Sobald der Anwender wieder Leistung abfragt, schaltet der Controller in
den normalen Modus zurück, um wieder volle Performance liefern zu können.
USB-3.0-Buchse im Detail
Geschwindigkeitsvergleich USB 3.0 zu USB 2.0
| Daten |
MP3/Foto |
USB Stick |
USB Stick |
SD Film |
USB Stick |
HD-Film |
| Größe (MB) |
< 4 |
256 |
1.000 |
6.000 |
16.000 |
< 25.000 |
| USB 2.0 |
0,1 Sek. |
8,5 Sek. |
33 Sek. |
3,3 Min. |
8,9 Min. |
13,9 Min. |
| USB 3.0 |
0,01 Sek. |
0,8 Sek. |
3,3 Sek. |
20 Sek. |
53,3 Sek. |
70 Sek. |
Unser Dank geht an dieser Stelle noch an die Kingston Technology Company, die uns die Informationen bereitgestellt hat.
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