Zehn Jahre USB 3.0

Zehn Jahre USB 3.0

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Im November 2008 brachte die USB-3.0-Spezifikation den SuperSpeed-Transfermodus - und blaue Buchsen. Milliarden von USB-Geräten sind auf dem Markt, immer mehr mit USB-C.

Der Mitte der 1990er-Jahre eingeführte Universal Serial Bus ist eine der erfolgreichsten digitalen Schnittstellen: Jedes Jahr werden weltweit mehrere Milliarden Geräte mit USB-Anschluss verkauft. 2008 schuf das USB Implementer's Forum (USB-IF) die Voraussetzung für die zweite Generalüberholung: Zu LowSpeed und FullSpeed von USB 1.0 (1996) beziehungsweise USB 1.1 (1998) und USB 2.0 HighSpeed (2000) gesellte sich der SuperSpeed-Transfermodus mit 5 GBit/s.

In der Praxis schafft SuperSpeed bis zu 480 MByte/s, also rund 85 Prozent der Transferrate einer flinken SATA-6G-SSD. Das reicht für sehr viele Anwendungsfälle – der Großteil der USB-Sticks und Speicherkarten liefert nur Bruchteile davon, weil ihr Flash-Speicher zu langsam ist. Die schnellsten SATA-Festplatten bringen es auf rund 260 MByte/s – da reicht USB 3.0 locker.

So ist es wohl auch zu erklären, dass sich USB 3.1 Gen 2 – die Spezifikation dafür erschien schon 2013 – noch immer nicht allgegenwärtig ist. Es gibt auch nur wenige Speichermedien, die SuperSpeedPlus mit 10 GBit/s, also über 1 GByte/s in der Praxis, wirklich ausreizen. Erst allmählich rutschen PCIe-SSDs in den bezahlbaren Bereich. Von USB 3.2 ist noch gar keine Rede.

10 Jahre USB 3.0 (11 Bilder)

Bevor AMD und Intel Chipsätze mit eingebauten "xHCI"-Controller für USB 3.0 lieferten, musste man PCIe-Karten nachrüsten; es gab sogar ExpressCard-USB-3.0-Adapter für Notebooks.


Anders als seinerzeit erwartet, sind die praktischen USB-C-Buchsen keine Garanten für USB 3.1 Gen 2: Viele Mini-PCs und Billig-Notebooks liefern darüber noch USB 3.0. Viele Smartphones übertragen trotz USB-C bloß mit HighSpeed-Geschwindigkeit, also kümmerliche 45 MByte/s – manche deutlich weniger. Erst jüngere ARM-SoCs für Smartphones und Tablets schaffen überhaupt USB 3.0 alias USB 3.1 Gen 1 – ausgerechnet Apple macht's am besten, denn der neue A12X Bionic im iPad Pro 2018 kann USB 3.1 Gen 2.

Nach der Veröffentlichung der USB-3.0-Spezifikation im Herbst 2008 dauerte es noch ein gutes Jahr, bis erste USB-3.0-Geräte hierzulande erhältlich waren. Zunächst brauchte man noch PCIe-USB-3.0-Adapterkarten, um sie überhaupt irgendwo anschließen zu können.

Dabei war es kein Zufall, dass die SuperSpeed-Transferrate mit 5 GBit/s genau der von PCIe 2.0 (2007) entspricht: Die Branche zielte auf billige PCIe-x1-Adapterkarten, die auch keine der selteneren PCIe-Slots mit mehr als einer Lane belegen sollten. Nachteil: Bei älteren Boards mit PCIe 1.0 (2,5 Gigatransfers/s) ließ sich USB 3.0 nur unbefriedigend nachrüsten. Aber wie üblich erschienen sogar PCI-Adapter, die gar nicht über 100 MByte/s herauskommen konnten.

Asus lötete den Controller NEC µPD720200 auf das LGA1156-Mainboard P7P55D-E, USB 3.0 im Chipsatz brachte AMD mit dem A75 für Llano erst 2011. Intel zog sogar erst 2012 nach, nämlich mit den Serie-7-Chipsätzen für Ivy Bridge (Core i-3000). Ach ja, und auch damals musste man eine ganze Weile warten, bis brauchbare USB-3.0-Hubs erschienen.

USB-3.0-Hub: Die Datenpfade für HighSpeed- und SuperSpeed-Transfers laufen getrennt.

Während man beim Aufstieg von USB 1.1 auf USB 2.0 dieselben Kabel weiterverwenden konnte, sofern sie von ordentlicher Qualität waren, zwang USB 3.0 zum Umstieg: Die SuperSpeed-Transfers laufen über separate Adern und Steckkontakte. Man brauchte für SuperSpeed also neue Kabel und Stecker; immerhin ist USB 3.0 abwärtskompatibel, funktioniert also auch mit älteren USB-Geräten und -Kabeln, bloß eben langsamer. Obwohl, das stimmt so gar nicht: Durch den effizienteren UASP-Transfermodus (USB Attached SCSI) können USB-2.0-Speichermedien an einem USB-3.0-Port schneller sein. In der Praxis war bei USB 2.0 einst bei 36 MByte/s Schluss, nun geht es oft über 40 MByte/s.

Die mit USB 3.0 eingeführten Kabel – anfangs waren sie oft blau gefärbt, wie es die USB-3.0-Spezifikation auch für die Isolatoren in USB-3.0-Buchsen vorschlägt – funktionieren oft auch mit USB 3.1 Gen 2.

Wichtiger als höchste Geschwindigkeiten ist bei USB üblicherweise, dass der Anschluss überhaupt vorhanden ist. Für Datentransfers, zum Aufladen von Mobilgeräten, zum Anschluss von Eingabe- und Peripheriegeräten ist USB die am weitesten verbreitete Schnittstelle. Im Laufe der Jahre sind die seltsamsten Adapter erschienen, um verschiedene USB-Buchsen, USB-Kabel und USB-Geräte miteinander zu koppeln. Nur auf den USB-Gardena-Adapter zum Gießen der Topfpflanzen im Büro warten wir weiter vergeblich.

So beliebt und verbreitet USB ist, so legendär sind seine Kompatibilitätsprobleme. Es dauert jeweils mehrere Jahre, bis neu eingeführte Funktionen bei Geräten vom Massenmarkt reibungslos laufen. Gerade haben wir die ersten USB-Hubs mit USB 3.1 Gen 2 im c't-Labor, die eindrucksvoll vorführen, was alles schiefgehen kann. "Early Adopters" sind bei USB stets leidgeprüft.

Derzeit nimmt vor allem die Anzahl der Geräte mit USB-Typ-C-Buchsen stark zu. IHS Markit schätzt, dass 2021 rund 5 Milliarden Geräte mit USB-C verkauft werden: Vor allem Smartphones und Ladegeräte, aber auch Notebooks und PCs, zunehmend auch Unterhaltungselektronik und sogar Autos.

Überraschend hat sich Apple beim neuen iPad Pro vom hauseigenen Lightning-Ökosystem abgewendet und setzt ebenfalls auf USB-C. Die EU sieht USB-C als einheitlichen Ladeanschluss für Mobilgeräte. Auch Apples und Intels proprietäres Thunderbolt 3 verwendet die USB-C-Buchse.

Es scheint eher die Flexibilität von USB Typ C als die höhere Geschwindigkeit von USB 3.1 Gen 2 zu sein, die die USB-Verbreitung fördert. Nur einen einzigen Buchsentyp statt separate Anschlüsse für Datentransfers, zum Aufladen und zum Anschluss externer Displays. Weiterhin verwirrt die Branche aber ihre Kunden: Welche Funktionen eine Typ-C-Buchse hat, bekommt man oft nur durch Ausprobieren heraus. (ciw)

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