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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

    USB 3.0 Buchse

    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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