Unkomprimierte Videos übertragen, Notebooks aufladen und SSDs nicht ausbremsen - das alles sollen USB 3.1 und Power Delivery (PD) leisten. Dazu werden die Standards getrennt voneinander entwickelt, erst 2015 soll es erste Geräte nach USB 3.1 geben.
Auf dem Intel Developer Forum hat Intel, maßgeblicher Entwickler aller USB-Standards, die Weiterentwicklung der Schnittstelle in zwei Vorträgen beschrieben. Mit USB 3.1 soll die Bandbreite auf 10 Gigabit pro Sekunde verdoppelt werden, und USB Power Delivery (PD) soll das Laden von Geräten mit bis zu 100 Watt unterstützen.
Die beiden Standards werden getrennt voneinander vorangetrieben und bekommen eigene Logos. Bei Version 3.0 wird das Superspeed-Logo mit dem Zusatz "10 Gpbs" versehen, und PD bekommt ein eigenes Logo mit einem stilisierten Akku. So ist es beispielsweise auch möglich, USB-2.0-Geräte mit der Ladefunktion zu versehen - USB 3.1 und PD bedingen sich nicht gegenseitig.
Bis auch nur eine der beiden Erweiterungen funktioniert, haben die Ingenieure jedoch noch viel Arbeit vor sich, denn Fehler wie die Kabelprobleme von USB 3.0 sollen diesmal vermieden werden. So empfiehlt Intel für USB 3.1 nur eine Kabellänge von einem Meter, bei USB 3.0 sind drei Meter möglich - allerdings funktioniert das in der Praxis nur selten.
Da ein Meter arg kurz erscheint, taucht in Intels Präsentationen mehrfach eine Grafik auf, die nur eine 10-Gigabit-Verbindung enthält, und zwar von einem Notebook zum Monitor. Im Display sitzt dann ein Hub, der weitere Geräte mit 5 GBit/s anbindet, also nur mit 3.0-Geschwindigkeit. Das wäre gegenüber bisherigen Lösungen aber schon ein Fortschritt, denn am Notebook muss der Anwender dann tatsächlich nur ein einzelnes Kabel anschließen. Mit Strom versorgt wird das gesamte System über das Netzteil des Monitors.
Neue Hubs mit mehr Aufgaben
Die Hubs - im Beispiel also der des Monitors - müssen für USB 3.1 wesentlich mehr leisten als bisher. Schon jetzt gibt es in USB-3.0-Hubs und den Hostcontrollern zwei getrennte Datenpfade für 3.0 und 2.0. Mit USB 3.1 kommt noch die Möglichkeit hinzu, in beiden Richtungen 5 oder 10 GBit/s zu übertragen, um die schnelle Verbindung stets auszulasten. Dazu sind Buffer und das Umsortieren von Paketen nötig. So soll auch eine am Monitor angeschlossene SSD nicht gebremst werden, wenn das Notebook über seine Direktverbindung Videos an das Display schickt.
Dafür wird USB 3.1 dann nicht nur bei den reinen Bruttodatenraten besser, sondern auch bei der Effizienz. Laut Intel gibt es statt bisher 20 nur noch 3 Prozent Protokoll-Overhead. Wesentlich verantwortlich dafür ist das neue Kodierungsverfahren mit 128b/132b statt der bisherigen 8b/10b. Die Header der Pakete sind 4 Bit groß, ein einzelner Bitfehler soll nicht mehr - wie es bei USB 3.0 der Fall war - zum Verlust des ganzen Pakets führen. USB 3.1 soll damit also trotz geringeren Overheads robuster werden.
An der Zahl der Leitungen in einem USB-3.1-Kabel und der Form der Stecker ändert sich nichts. Für den neuen Standard gibt es jedoch auch neue Messvorschriften, und eine Abschirmung der einzelnen Leitungen ist zwingend vorgeschrieben. Was passiert, wenn man ein USB-3.0-Kabel, das mechanisch passt, zwischen zwei USB-3.1-Geräte hängt, bleibt spannend. Wünschenswert wäre, dass es gar keine Verbindung gibt und nicht eine wacklige. Für Kabel von über einem Meter Länge hat Intel diesmal die Repeater gleich mitdefiniert; sie sind schon nötig, wenn von Punkt zu Punkt 20 dB Dämpfung auftreten. Wie bei Thunderbolt werden also auch bei USB 3.1 aktive Kabel wichtig.
Im genannten Beispiel des Notebooks am aktiven Display mit Hub spielt Power Delivery (PD) eine zentrale Rolle. Aber auch bei anderen mobilen Geräten, vor allem Tablets, soll das Problem der proprietären Ladegeräte durch PD endlich gelöst werden. USB 3.0 liefert zwar gegenüber 2.0 schon 4,5 statt 2 Watt, mit dem Zusatz USB-BC auch 7,5 Watt - aber selbst dieses "Battery Charging" ist bisher nicht durch ein einheitliches Logo erkennbar. Dass es heute USB-2.0-Ladegeräte mit 10 Watt gibt, bewegt sich klar außerhalb der Spezifikationen. Auch deshalb erkennen die Geräte sich gegenseitig durch proprietäre Verfahren. Billignachbauten sind zu einem so großen Problem geworden, dass beispielsweise Apple sie inzwischen sogar zurücknimmt.
Damit es bei PD nicht so weit kommt, gibt es fünf Profile, die jeweils 10, 18, 36, 60 und 100 Watt leisten können. Jenseits von 36 Watt sind die Micro-USB-Stecker nicht mehr vorgesehen, nur die großen Stecker vom Typ A und B sollen das noch verkraften. Schäden sind aber auch bei deren Verwendung nicht zu befürchten, denn: Für jede PD-Verbindung von Punkt zu Punkt können die Geräte ihre Fähigkeiten zuvor aushandeln. Das entspricht dem, was die proprietären Geräte schon heute beherrschen, nur eben in standardisierter Form.
Im Beispiel des Notebooks am Monitor kann der Hub im Display die elektrische Energie auch nach der Leistung des Monitor-Netzteils zuteilen, wenn besonders viele Geräte mit hoher Last angeschlossen werden. Dann könnte das Notebook zwar langsamer geladen werden, aber externe Festplatten würden noch funktionieren. Damit das so reibungslos wie gewünscht vonstattengeht, unterstehen die PD-Logos dem Gremium USB-IF. Erst bei Übereinstimmung mit den Spezifikationen werden die Logos lizenziert. Dass USB-PD den Anwendern erst erklärt werden muss - insbesondere wegen der fünf verschiedenen Profile -, erwähnte Intel auf dem IDF auch. Immerhin: Das Profil 1 mit bis zu 10 Watt arbeitet auch mit bisherigen Kabeln, für alle weiteren Profile sind neue PD-Kabel nötig.
An anderen Stellen lauern auch noch viele Fallstricke, zum Beispiel beim Kopierschutz für Videos: USB 3.1 beherrscht kein HDCP, womit unter anderem Blu-rays geschützt sind. Beim Wiedergeben einer solchen Disc vom Notebook auf dem Monitor dürfte dieser den Inhalt nicht anzeigen. Ebenso sind 4K-Auflösungen mit USB 3.1 rechnerisch unkomprimiert nur mit 30 Bildern pro Sekunde möglich, nicht mit 60.
Ob diese Bedenken die Version 1.0 von USB 3.1 und PD verhindern können, ist ungewiss. In zwei Konferenzen wollen die USB-Entwickler die Standards bis zum Ende des Jahres 2013 festschreiben. Im Laufe des Jahres 2014 sollen erste Chips gebaut werden, die Mitte des Jahres vorliegen sollen. Dann wird weiter in der Praxis getestet, bis 2015 der Marktstart erfolgen soll. Was den Kunden möglicherweise schon Mitte 2014 als neues USB-3.1-Gerät verkauft wird, ist also allenfalls Bananenware.
Golem.de
Auf dem Intel Developer Forum hat Intel, maßgeblicher Entwickler aller USB-Standards, die Weiterentwicklung der Schnittstelle in zwei Vorträgen beschrieben. Mit USB 3.1 soll die Bandbreite auf 10 Gigabit pro Sekunde verdoppelt werden, und USB Power Delivery (PD) soll das Laden von Geräten mit bis zu 100 Watt unterstützen.
Die beiden Standards werden getrennt voneinander vorangetrieben und bekommen eigene Logos. Bei Version 3.0 wird das Superspeed-Logo mit dem Zusatz "10 Gpbs" versehen, und PD bekommt ein eigenes Logo mit einem stilisierten Akku. So ist es beispielsweise auch möglich, USB-2.0-Geräte mit der Ladefunktion zu versehen - USB 3.1 und PD bedingen sich nicht gegenseitig.
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Neue Hubs mit mehr Aufgaben
Die Hubs - im Beispiel also der des Monitors - müssen für USB 3.1 wesentlich mehr leisten als bisher. Schon jetzt gibt es in USB-3.0-Hubs und den Hostcontrollern zwei getrennte Datenpfade für 3.0 und 2.0. Mit USB 3.1 kommt noch die Möglichkeit hinzu, in beiden Richtungen 5 oder 10 GBit/s zu übertragen, um die schnelle Verbindung stets auszulasten. Dazu sind Buffer und das Umsortieren von Paketen nötig. So soll auch eine am Monitor angeschlossene SSD nicht gebremst werden, wenn das Notebook über seine Direktverbindung Videos an das Display schickt.
Dafür wird USB 3.1 dann nicht nur bei den reinen Bruttodatenraten besser, sondern auch bei der Effizienz. Laut Intel gibt es statt bisher 20 nur noch 3 Prozent Protokoll-Overhead. Wesentlich verantwortlich dafür ist das neue Kodierungsverfahren mit 128b/132b statt der bisherigen 8b/10b. Die Header der Pakete sind 4 Bit groß, ein einzelner Bitfehler soll nicht mehr - wie es bei USB 3.0 der Fall war - zum Verlust des ganzen Pakets führen. USB 3.1 soll damit also trotz geringeren Overheads robuster werden.
An der Zahl der Leitungen in einem USB-3.1-Kabel und der Form der Stecker ändert sich nichts. Für den neuen Standard gibt es jedoch auch neue Messvorschriften, und eine Abschirmung der einzelnen Leitungen ist zwingend vorgeschrieben. Was passiert, wenn man ein USB-3.0-Kabel, das mechanisch passt, zwischen zwei USB-3.1-Geräte hängt, bleibt spannend. Wünschenswert wäre, dass es gar keine Verbindung gibt und nicht eine wacklige. Für Kabel von über einem Meter Länge hat Intel diesmal die Repeater gleich mitdefiniert; sie sind schon nötig, wenn von Punkt zu Punkt 20 dB Dämpfung auftreten. Wie bei Thunderbolt werden also auch bei USB 3.1 aktive Kabel wichtig.
Im genannten Beispiel des Notebooks am aktiven Display mit Hub spielt Power Delivery (PD) eine zentrale Rolle. Aber auch bei anderen mobilen Geräten, vor allem Tablets, soll das Problem der proprietären Ladegeräte durch PD endlich gelöst werden. USB 3.0 liefert zwar gegenüber 2.0 schon 4,5 statt 2 Watt, mit dem Zusatz USB-BC auch 7,5 Watt - aber selbst dieses "Battery Charging" ist bisher nicht durch ein einheitliches Logo erkennbar. Dass es heute USB-2.0-Ladegeräte mit 10 Watt gibt, bewegt sich klar außerhalb der Spezifikationen. Auch deshalb erkennen die Geräte sich gegenseitig durch proprietäre Verfahren. Billignachbauten sind zu einem so großen Problem geworden, dass beispielsweise Apple sie inzwischen sogar zurücknimmt.
Damit es bei PD nicht so weit kommt, gibt es fünf Profile, die jeweils 10, 18, 36, 60 und 100 Watt leisten können. Jenseits von 36 Watt sind die Micro-USB-Stecker nicht mehr vorgesehen, nur die großen Stecker vom Typ A und B sollen das noch verkraften. Schäden sind aber auch bei deren Verwendung nicht zu befürchten, denn: Für jede PD-Verbindung von Punkt zu Punkt können die Geräte ihre Fähigkeiten zuvor aushandeln. Das entspricht dem, was die proprietären Geräte schon heute beherrschen, nur eben in standardisierter Form.
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An anderen Stellen lauern auch noch viele Fallstricke, zum Beispiel beim Kopierschutz für Videos: USB 3.1 beherrscht kein HDCP, womit unter anderem Blu-rays geschützt sind. Beim Wiedergeben einer solchen Disc vom Notebook auf dem Monitor dürfte dieser den Inhalt nicht anzeigen. Ebenso sind 4K-Auflösungen mit USB 3.1 rechnerisch unkomprimiert nur mit 30 Bildern pro Sekunde möglich, nicht mit 60.
Ob diese Bedenken die Version 1.0 von USB 3.1 und PD verhindern können, ist ungewiss. In zwei Konferenzen wollen die USB-Entwickler die Standards bis zum Ende des Jahres 2013 festschreiben. Im Laufe des Jahres 2014 sollen erste Chips gebaut werden, die Mitte des Jahres vorliegen sollen. Dann wird weiter in der Praxis getestet, bis 2015 der Marktstart erfolgen soll. Was den Kunden möglicherweise schon Mitte 2014 als neues USB-3.1-Gerät verkauft wird, ist also allenfalls Bananenware.
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