圖1 通用序列匯流排應用者論壇總裁Jeff Ravencraft表示,USB 3.0從規格底定到終端產品問世的速度已經打破USB發展史的紀錄。 |
沉寂近10年未曾有過重大版本更新的通用序列匯流排(USB),自從第三版標準後,從上游晶片供應商到下游終端產品業者莫不靜極思動,制定積極的產品發展藍圖,以搶攻USB 3.0所帶來的商機。部分廠商的看法甚至與研究機構大相逕庭,看好USB 3.0市場可望一反仰賴英特爾(Intel)點火的模式,在2011年前便可望全面進軍高中低階個人電腦(PC)市場,展現出USB 2.0接班人的架式。
通用序列匯流排應用者論壇(USB-IF)總裁Jeff Ravencraft(圖1)表示,從2008年11月USB 3.0標準底定,到第一款獲得USB 3.0認證的終端產品問世只花了10個月時間,比USB 2.0的速度還要快上一倍,其速度之快已經創下USB發展史的紀錄。顯示業界對USB 3.0的支持與看好程度,是毋庸置疑的。
上下游積極搶進USB 3.0
圖2 華碩系統事業副總裁陳志雄認為,不僅高階筆記型電腦,連強調低價訴求的迷你筆記型電腦也有導入USB 3.0的需求。 |
事實上,瑞薩電子(Renesas Electronics,原瑞薩科技與NEC電子合併後的新公司)已宣布自2010年4月起,該公司已把USB 3.0主機(Host)控制晶片出貨目標拉高到每月兩百萬顆,並預計到2010年底,市場上將存在超過兩千萬台支援USB 3.0介面的產品。除瑞薩電子外,包含睿思(Fresco)等新創公司的USB 3.0主機控制器也已經進入量產階段;再加上長期參予USB標準制定的德州儀器(TI)亦排定將於第三季末提供四埠主機控制器樣本,USB 3.0的熱度可見一斑。
上游晶片供應商積極搶進USB 3.0,下游終端產品領域一樣對USB 3.0力挺到底。惠普(HP)傑出技術人員Lee Atkinson表示,目前惠普已推出三款內建USB 3.0的高階筆記型電腦,但隨著中低階筆記型電腦與桌上型電腦產品線陸續更新,USB 3.0很快也會在這些產品上現身。
圖3 技嘉主機板事業群副總經理高瀚宇喊出年底USB 3.0主機板單季出貨量五百萬張的目標,顯然對DIY市場的需求相當有信心。 |
針對USB 3.0,華碩也不吝表態全力支援。華碩系統事業副總裁陳志雄(圖2)表示,華碩將提供USB 3.0全面的解決方案,從主機板、標準筆記型電腦到由該公司打響名號的迷你筆記型電腦產品線,都將出現搭載USB 3.0新機種。目前華碩已有五十款主機板獲得USB-IF的SuperSpeed USB認證,內建USB 3.0的高階筆記型電腦亦已進入出貨階段。
現階段將推廣主力放在主機板的技嘉科技,則率先喊出2010年底USB 3.0主機板季出貨量將達五百萬片的目標。技嘉主機板事業群副總經理高瀚宇(圖3)認為,由於USB 3.0終端產品問世的時機點恰巧搭上Windows 7所帶動的換機潮,因此市場需求受到不錯的激勵。事實上,截至今年第一季為止,技嘉針對自行組裝(DIY)市場所設計的USB 3.0主機板出貨量便已達一百萬片,因此2010年底季出貨量五百萬片的目標應不難達成。
高速通訊後遺症浮現 訊號一致性挑戰艱鉅
除了主機控制器外,要實現USB 3.0連接功能,還需要很多其他元件配合,如轉接驅動器(Re-driver)、實體元件(PHY)、各種訊號橋接器(Bridge)與集線器(Hub)、靜電保護元件(ESD)等。在各家供應商積極努力下,目前這些元件多半都已經進入量產或樣品階段,也為USB 3.0開展多元應用奠定基礎。
圖4 德州儀器USB介面產品現行銷經理Dan Harmon指出,對終端應用開發商而言,訊號品質是USB 3.0設計實作時最大的挑戰所在。 |
德州儀器USB介面產品線行銷經理Dan Harmon(圖4)表示,頻寬可達5Gbit/s的USB 3.0,對於訊號品質的要求比先前的USB標準都來得更嚴苛,因此設計人員必須謹慎維持訊號一致性,這些都會帶來額外的元件需求。德州儀器認為,維持訊號品質是開發USB 3.0產品時最主要的挑戰,因此該公司雖然早已宣示將推出USB 3.0主機控制器方案,但首先商品化的,卻是如轉接驅動器等有助提升USB 3.0訊號品質的元件。
Harmon舉例說,例如一般桌上型個人電腦內建前置USB埠的比例已相當普遍,使用者也很喜愛這種設計所帶來的方便性,但連接機殼與主機板的USB纜線其實多半相當廉價,有些甚至未經絞合(Twisting)處理。USB 3.0訊號如果沒有經過適當的調整,在這些未經遮蔽(Shielding)、絞合的纜線上傳輸,其訊號衰退程度將相當嚴重,甚至無法通過USB 3.0認證。
事實上,驅動放大器才是USB 3.0中最關鍵的技術,只要掌握這項技術,後續不管是集線器、橋接器或實體元件,都能具備優異的訊號品質。Harmon透露,德州儀器目前的集線器等各種元件均已內建驅動放大技術,因此可讓終端產品製造商不用擔心訊號品質的問題。
高瀚宇也證實,為了維持USB 3.0的訊號品質,現階段要在主機板上實作USB 3.0介面,其整體物料清單成本(包含主機控制器、板材、訊號調整等元件)雖會增加10~15美元左右。但他相信,隨著USB 3.0普及率持續上升,加上晶片供應商所提供的解決方案整合度改善,USB 3.0的導入成本還有進一步下降的空間。
Light Peak引發爭議 光進銅退終為大勢所趨
隨著內建USB 3.0的終端產品問世,USB 3.0的下一步也成為上游晶片業者關注的焦點。尤其英特爾(Intel)一方面延後USB 3.0南橋晶片組的上市時間,另一方面又推出頻寬比USB 3.0更高的Light Peak塑膠光纖技術(圖5),更引發相關業者的危機意識,紛紛對光纖版USB 3.0展開研究。
圖5 Light Peak有助塑膠光纖普及 |
同時身兼英特爾科技策略顧問與USB-IF總裁的Jeff Ravencraft,在談到短距離有線介面光纖化的議題時,態度顯得相當謹慎。他表示,隨著訊號頻寬不斷提高,總有一天會超過銅纜的負荷能力,因此包含英特爾在內的科技業者都已認知,投入以光纖為基礎的次世代有線介面技術如Light Peak,是有必要性的。但他也提醒,基礎研究跟商品化是截然不同的兩件事,目前Light Peak現只是英特爾對未來短距離有線介面的理想,距離商品化還有很長遠的一段路要走。
事實上,USB 3.0制定規格時,也已將光纖銅纜世代交替的可能性列入考量,Ravencraft透露,畢竟USB從2.0發展到3.0,就花了近10年。若以此推算,USB 3.0的確可能成為跨過光/銅世代交替的技術。正因為如此,USB 3.0的通訊協定設計極具彈性,不僅支援銅纜,亦可改採光纖作為傳輸介質,頻寬更可從現有的5Gbit/s一路提升到25Gbit/s。此外,USB-IF也已針對未來USB 3.0前進光世代所需的連接器規格制定好標準,以確保日後業界要從銅纜升級到光纖時能夠平順銜接。
同樣地,Ravencraft也不認為光纖版USB 3.0在短間內有商品化的可能性,因為USB-IF尚未將光纖上實作USB 3.0所需的細部規格予以標準化,而且現階段USB-IF正集中所有資源在USB 3.0認證與推廣上。
英特爾晶片組動向受關注
沉寂近10年未曾有過重大更新的USB,雖然第三版新規格甫一出爐,便獲得眾多上下游供應商力挺,但不可諱言的是,英特爾何時要將USB 3.0功能納入其晶片組,仍將對其普及時程產生決定性的影響,畢竟USB 3.0一旦納入南橋晶片,對個人電腦製造商而言,便可大幅降低在產品中實作USB 3.0的成本,有助其大量普及。
根據英特爾的產品發展藍圖,支援USB 3.0的晶片組最快也要到2011年下半年才會問世。不過,英特爾的USB 3.0方案只聞樓梯響,不見人下來,對其他晶片業者來說未嘗不是好事。例如Harmon便指出,英特爾越慢出手,其他第三方主機控制器晶片業者所能分食到的商機就越大。
事實上,從下游終端產品製造商積極搶進USB 3.0的狀況來看,USB 3.0不一定要仰賴英特爾點火才有機會出頭。但反過來說,一旦英特爾出手,USB 3.0主機控制器市場上,將很難有人能與英特爾匹敵。屆時各家供應商對USB 3.0的策略勢必要做一番大幅修正。