USB — Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина) — стандарт передачи данных между компьютером и периферийным устройством, идущий на смену устаревшим последовательному и параллельному интерфейсам. USB был разработан ведущими компьютерными и телекоммуникационными компаниями, в том числе Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, NorTel (Northern Telecom).

Первая версия стандарта и мало отличающаяся от него версия 1.1 имеют скорость передачи данных 12 Мб/с (1,5 МБ/с) с подканалом на скорости 1,5 Мб/с для медленных устройств, что позволяет подключать к компьютеру устройства ввода (клавиатуру, мышь, джойстик, дигитайзер), не требующие большой скорости внешние накопители (дисководы ZIP, малоскоростные CD-приводы), принтеры и не очень быстрые сканеры. Версия 2.0 имеет в 40 раз большую скорость передачи данных — 480 Мб/с (60 МБ/с), что дает возможность подключать внешние винчестеры, самые современные CD- и DVD-приводы, производительные сканеры.

USB имеет целый ряд преимуществ перед устаревшими параллельным и последовательным интерфейсами. Во-первых, устройства могут подключаться и отключаться непосредственно во время работы компьютера. При этом происходит автоматическое распознавание устройства и установка необходимых драйверов, причем перезагрузки не требуется. Во-вторых, максимальное количество USB-устройств ограничено 127-ю. В-третих, большинству устройств, подключаемых по USB, не требуется внешнего питания, поскольку оно обеспечивается USB. Наконец, USB, в отличие от COM-порта, имеет универсальный разъем для различных типов устройств

В настоящее время появилось  новое поколение интерфейса Universal Serial Bus -USB 3.0 или USB Super Speed

Его ключевым отличием от предыдущей версии USB 2.0 (или High Speed) является возросшая с 480Мбит/сек до 5Гбит/cек максимальная теоретическая скорость передачи данных.
Менее очевидный, но столь же принципиальный момент - с версией 3.0 USB не только разгонится, но и станет изохронным и полнодуплексным, т.е. обретёт возможность независимо передавать данные в обе стороны с максимальной скоростью. Более ранние версии USB были полудуплексными, и заявленная максимальная скорость достигалась только при передаче данных в одном направлении. Это усовершенствование крайне важно для будущих высокоскоростных USB 3.0 SSD и прочих устройств хранения данных, поскольку интерфейс не будет ограничивать потенциальные возможности устройства при одновременном выполнении операций чтения и записи.
На практике между контроллером и устройством достигается максимальная устоявшаяся скорость передачи данных около 380Мбайт/cек, что например, быстрее, чем фактическая скорость SATA-II (около 250Мбайт/cек), и более чем на порядок превышает аналогичный параметр для USB2.0 и IEEE1394.

Для того чтобы достичь таких характеристик, в USB 3.0 SuperSpeed впервые серьёзно была изменена конструкция разъёмов и кабелей с сохранением максимальной совместимости с предыдущими версиями стандарта там, где это возможно.
В дополнение к имеющимся в предыдущих версиях стандарта линиям питания, земли и дифференциальной пары для передачи данных добавлено ещё две дифференциальные пары для SuperSpeed-режима и отдельный экран, из-за чего сам кабель конструкцией и диаметром стал напоминать экранированную витую пару (STP) категории 6, а SuperSpeed часть USB 3.0 производительностью и использованными методами передачи информации очень напоминает PCI-E 2.0 1x во внешнем исполнении, к сожалению, являясь с ним полностью несовместимой.

 рис.1-Cхема USB 3.0 кабеля

Был добавлен новый тип разъёма - USB Powered B. В дополнение к уже имеющимся в USB 3.0 контактам там добавлены два принципиально новых - DPWR и DGND, которые обеспечивают возможность питания контроллера подключенным к нему устройством (а не наоборот, как было во всех других версиях интерфейса).

Усилено питание устройств - теперь USB3.0 контроллер может отдать до 900 мА вместо 500 мА у предыдущей версии интерфейса. Минимальная "порция" тока увеличена до 150мА, т.е. с одного контроллера может "кормиться" 6 устройств по 150мА или одно - съесть все 900. Естественно, возможны промежуточные варианты. Минимальное рабочее напряжение подключенного устройства снижено до 4 Вольт.

Усовершенствования коснулись не только физического уровня - в отличие от USB 2.0 HighSpeed, USB 3.0 SuperSpeed контроллер организует индивидуальный виртуальный канал до каждого устройства, а не транслирует все передаваемые данные всем подключенным к контроллеру устройствам (а те уже сами при этом разбираются, что из принятых пакетов данных действительно было им предназначено), это позволяет с некоторыми оговорками назвать USB 3.0 хаб - свитчем, коим он фактически и является.

Пожалуй, пока единственный заметный недостаток USB 3.0 - это снижение максимальной длины SuperSpeed кабеля до 3 метров, но, возможно, эта информация в дальнейшем будет уточнена, и по итогам массового внедрения эта цифра может непринципиально измениться как в большую, так и в меньшую сторону.

Механический ресурс обычных полноразмерных USB 3.0 коннекторов рассчитан на полторы тысячи циклов "подключение-отключение", коннекторов повышенной прочности - на пять тысяч таких циклов, а коннектор USB 3.0 Micro наиболее "живучий" - он должен выдерживать до десяти тысяч подключений и отключений.

Многие материнские платы оснащаются встроенным контроллером USB 3.1. 

USB 3.1 Gen 1 – он же USB 3.0. Интерфейс для подключения периферии с максимальной пропускной способностью 5 Гбит/с. Маркетинговое название – SuperSpeed USB
USB 3.1 Gen 2 – интерфейс для подключения периферийного оборудования с максимальной пропускной способностью 10 Гбит/с. Маркетинговое название SuperSpeed USB 10 Gbps

2.Типы разъёмов и совместимость.

SuperSpeed разъёмы в дополнение к четырём контактам, сохранённым на привычных местах для совместимости с предыдущими версиями стандарта, получили ещё пять специфичных контактов, располагающихся глубже внутри разъёмов и необходимых для работы в новом скоростном режиме. Однако полной обратной совместимости не достигнуто, поэтому кратко перечисляем исходы возможных сочетаний:

 

• USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа A, например, "флешку", можно подключить к USB 3.0 контроллеру, и оно будет там работать.
• USB 2.0 устройство с разъёмом USB типа B, например, принтер, можно подключить к USB 3.0 контроллеру стандартным кабелем USB 2.0 A<->B, и оно будет там работать, разъёмы на кабеле просто не достанут до отвечающих за USB 3.0контактов.
• USB 3.0 устройство с разъёмом USB типа A можно подключить к контроллеру USB 2.0, и оно должно там работать в режимах USB 2.0.
• USB 3.0 устройство не будет работать с контроллером USB 1.1.
• !!!Внимание!!! Кабель USB 3.0 типа B невозможно подключить к разъёму USB 2.0, разъёмы старого типа недостаточно глубоки для него.