【转】再谈USB 3.0的实际传输速度

USB3.0:理论与实践中的速度瓶颈与应用
本文深入探讨了USB3.0接口标准及其在不同设备上的应用,包括主板、移动硬盘、优盘、读卡器等。着重分析了USB3.0在实际使用中面临的速度瓶颈,如主板接口、存储介质限制,以及不同设备如键盘鼠标、优盘、读卡器的实际性能表现。同时,文章对比了USB3.0与USB2.0的传输速度差异,并阐述了USB3.0接口在文件传输速度方面的优势与局限。
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1)USB 3.0,多么流行的一个词!USB 3.0接口标准,2008年11月才公布,至今不到3年,市面上早已涌现大批USB 3.0的产品:USB 3.0主板,USB 3.0移动硬盘,USB 3.0优盘,USB 3.0读卡器,USB 3.0……

2)媒体称,USB 3.0的传输速度是4.8Gbps,是USB 2.0的十倍。没错,是G级的,但这是位(bit),而不是字节(Byte)。就像你拉一条4Mbps的网线,实际下载速度只能达到512KB/S一样。因为8位=1字节,即4.8Gbps=600MB/S,这还是理论值。

主板上的USB 3.0接口(蓝色的两个就是,黑色的是USB 2.0的)
主板上的USB 3.0接口(蓝色的两个就是,黑色的是USB 2.0的)
USB 3.0的主板,经常能见到这颗USB 3.0主控芯片D720200F1
USB 3.0的主板,经常能见到这颗USB 3.0主控芯片D720200F1

  3)600MB/S,确实挺快的。但要达到这个速度,必须突破这两个瓶颈:主板接口、存储介质。你兴冲冲跑到电脑城,买了个USB 3.0的移动硬盘回来试,发现还是USB 2.0的速度,这瓶颈很可能出在主板接口上。USB 3.0的主板,尽管各路厂商都有推出,但由于英特尔目前并未在其芯片组中集成USB 3.0的主控制器,所以USB 3.0的主板尚未普及,也比较贵。你现在看到的所谓USB 3.0的主板,都是过渡产品,大多是通过第三方USB 3.0主控芯片来桥接出两个蓝色的USB 3.0接口。PS:如果你的台式机主板没USB 3.0接口,但仍有空闲的PCI-E插槽,你只需买张PCI-E转USB 3.0的转接卡即可;笔记本的话,买张PCMCIA转USB 3.0的扩展卡(USB 3.0 ExpressCard)就行。这种卡卖70块左右,用到的还是那颗D720200F1。
 PCI-E转USB 3.0的转接卡
PCI-E转USB 3.0的转接卡
USB 3.0 ExpressCard转接卡
USB 3.0 ExpressCard转接卡
  4)即使从主板出来有USB 3.0的接口,用的移动硬盘也是USB 3.0的,实际传输速度能达到600MB/S吗?照牛排(www.ZhaoNiuPai.com)可以很肯定地告诉你:目前没戏!受限于硬盘的机械结构,主流的3.5寸7200转500G硬盘的内部传输速度不会超过150MB/S,2.5寸5400转500G移动硬盘的内部传输速度更低。我曾在一台配备技嘉G41主板、奔腾E5800 CPU、DDR3 1333 2G内存、USB 3.0 Express Card的主机上,用一个120G配备USB 3.0接口的移动硬盘来测试,ATTO显示读写速度分别只达到了45MB/S和47MB/S(瓶颈已经出现在硬盘,这是硬盘的传输速度)。当然,有米人士可以买个SSD固态硬盘来试试,速度会快不少(新出的SSD,其读写速度已达到500MB/S)。
USB 3.0接口的移动硬盘,在USB 3.0 ExpressCard上的传输速度
USB 3.0接口的移动硬盘,在USB 3.0 ExpressCard上的传输速度

  5)USB 3.0接口,对于某些设备来说,只是商家的一种噱头。比如USB 3.0的键盘鼠标,和USB 2.0的相比,有啥区别吗?有,但没意义,因为键盘鼠标需要传输的数据量非常小,用USB 2.0都已绰绰有余。
  6)USB 3.0优盘,速度瓶颈在于所采用的主控和FLASH芯片上。前段时间,照牛排到华强北见识了写速度为96MB/S、读速度为110MB/S的极品U盘,用的银灿主控,FLASH好象是三星或镁光的SLC(寿命和速度都大大高于普通的MLC)。当时我在想,如果那台笔记本用SSD的话,此U的实际传输速度会不会更快些?
我的USB2.0的SLC U盘在USB 3.0 ExpressCard上的传输速度
我的采用慧荣SM3252主控+三星SLC的USB2.0 U盘,在USB 3.0 ExpressCard上的传输速度,瓶颈在U盘

  7)USB 3.0读卡器,类似于优盘的主控 + FLASH,只是这个FLASH以“外挂”的形式存在。实际传输速度更多地取决于存储卡本身,不同的存储卡,速度差别很大。市面上常见的,都是写速度只有几MB到十几MB的卡。

USB 3.0的USB接头,蓝色
USB 3.0的USB接头,蓝色

  8)抛开瓶颈问题不谈,USB 3.0接口的传输速率还要看所传文件的大小和数量,这和USB 2.0是一样的。同样是100M的资料,传输单文件比几百个零碎文件会快不少。不管怎么说,USB 3.0是一种趋势,它为更快的文件传输提供了可能,虽然目前存在各种速度瓶颈。

2012年5月17日更新:USB 3.0的理论界面速率是5Gbps,但是,它采用了8/10b的编码方式,将8位的数据编码成10位来发送。所以,USB 3.0的理论数据传输速率是5Gbps/10=500MB/s

  USB 2.0则没有采用8/10b的编码方式,因此,480Mbps的理论界面速率可以全部用来传输数据,即USB 2.0的理论数据传输速率是480Mbps/8=60MB/s。

  USB 3.0的传输速率比USB 2.0增长了500/60=8.3倍,而不是10倍。

  USB 3.0强化的供电不能不提。同样是2.5英寸,也同样是5V的供电电压,但移动硬盘对电流的要求有高有低。USB 2.0端口的最大电流供应能力仅有500mA,在无外接电源时,我们经常会碰到一些耗电较高的移动硬盘不能工作的情况,即使勉强能工作,损坏硬盘的情况也不少见。有时把移动硬盘接到背板的USB 2.0接口能用,但接到前置的USB 2.0接口可能就无法工作了(因为线材不良压降较大)。USB 3.0提升了电源输出能力,每个端口最高提升到了900mA,合输出功率4.5W,已经能够满足大多数移动硬盘的需要。

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<think>嗯,用户这次明确查询USB 3.0传输速度,看来是硬件参数类需求。虽然站内引用的两篇资料都提到速度测试方法和接口特征,但用户显然更关注理论值和实际值这两个核心数字。 注意到引用[2]里关于传输机制的细节很专业:提到USB 3.0采用10bit传输模式(比USB2.0多一对纠错码),这个技术点可以补充说明为什么实际速度会打折扣。用户可能没意识到协议开销会影响速度,需要强调理论值500MB/s和实际300MB/s差异的原因。 上次回答时已经整理了速度对比表格,这次应该更突出USB 3.0的定位——比2.0快10倍但不及3.1/3.2,毕竟用户可能在选购设备。测试方法部分保留但精简,毕竟用户主要问参数而非操作。 突然想到个潜在需求:用户没问但可能想知道“如何辨别真假USB3.0接口”,因为市场上有把蓝色接口当3.0卖的造假情况。不过当前问题还是先专注速度数据,这个点放在相关问题里更合适。 对了,引用中提到“需要驱动”这点可能过时了,Win8之后系统都自带USB3.0驱动,避免用户产生安装驱动的误解需要修正。 </think>以下是USB 3.0传输速度的完整说明,结合技术规范与实际应用: --- ### **一、理论传输速度** 1. **基础参数** - 协议标准:**USB 3.0**(后更名为 **USB 3.1 Gen 1/USB 3.2 Gen 1**) - 理论速率:**5 Gbps**(吉比特每秒) - 有效数据传输速率: $$ \frac{5 \ \text{Gbps}}{10} \times 0.8 = 400 \ \text{MB/s} \quad \text{(约值)} $$ > 注:因采用 **10b/8b 编码**(每10位数据含2位纠错码),实际有效数据为80%;再加协议开销,最终理论峰值约为400-500 MB/s[^2]。 --- ### **二、实际传输速度** | 场景 | 典型速度范围 | 影响因素 | |---------------------|-------------------|--------------------------| | **U盘/移动硬盘** | 80~150 MB/s | 闪存颗粒质量、主控芯片性能 | | **外接SSD** | 300~450 MB/s | SSD读写速度、接口瓶颈 | | **极限测试** | ≤500 MB/s | 高质量设备+全双工传输 | > ✅ **关键结论**: > - **实际速度约为理论值的30%-90%**,日常使用普遍在 **100-400 MB/s** 区间[^1][^2] > - 远高于USB 2.0的 **30-40 MB/s**,但低于USB 3.1 (10 Gbps) 或雷电接口 --- ### **三、速度测试方法(Win10系统)** 1. **工具准备** - 软件:**CrystalDiskMark**(免费)、**ATTO Disk Benchmark** - 设备:USB 3.0接口(蓝色舌片)+ 待测设备[^1] 2. **操作步骤** ```markdown 1. 下载安装测试软件 2.USB设备插入蓝色USB 3.0接口 3. 运行软件 → 选择设备盘符 → 设置测试数据量(推荐1GB) 4. 点击"Start"获取读写速度报告 ``` > 📌 注意:关闭其他程序避免干扰测试结果[^1] --- ### **四、影响速度的关键因素** 1. **硬件层面** - 设备主控芯片性能(如祥硕ASMedia vs 英特尔原生控制器) - 存储介质类型(机械硬盘≈100 MB/s,NVMe SSD可达500 MB/s) 2. **系统层面** - 驱动程序是否更新(如Intel USB 3.0 eXtensible Host Controller) - 接口协议模式(检查设备管理器是否显示"SuperSpeed") --- ### **五、USB协议演进对比** | 协议版本 | 理论速度 | 实际速度 | 接口标识 | |----------------|----------|--------------|--------------| | USB 2.0 | 480 Mbps | 30-40 MB/s | 黑色舌片 | | **USB 3.0** | 5 Gbps | **100-400 MB/s** | 蓝色舌片 | | USB 3.1 Gen2 | 10 Gbps | 800-1000 MB/s | 红色/绿色舌片 | | USB4 | 40 Gbps | ≥2500 MB/s | 雷电图标 | > ⚠️ 注意:部分厂商使用非标接口颜色,需通过「设备管理器」→「通用串行总线控制器」确认是否显示"**USB 3.0**"字样[^2] ---
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