USB 3.0 FAQs:

Bevor wir mit der Inbetriebnahme unserer Sticks den eigentlichen Test starten, möchten wir euch noch ein paar technische Details zum Thema USB 3.0 näher bringen, damit es nach dem Kauf nicht zu vermeidbaren Frustsituationen kommt und um Mißverständnissen generell vorzubeugen.
USB 3.0 hat den alten Standard USB 2.0 mittlerweile abgelöst und die Verbindung mit externen Geräten noch schneller und leistungsfähiger gestaltet, das versprechen zumindest die Marketingstrategen und Hersteller. Die theoretischen Vorteile von USB 3.0 liegen auf der Hand: diese USB-Technik erreicht eine Übertragungsrate von bis zu 5 Gigabit/s (theoretisch), hiermit hat man die 10-Fache Geschwindigkeit gegenüber USB 2.0. Die neuen Stecker sind mit den älteren 2.0 (480 Mbit/s) und 1.1 (12 Mbit/s), bzw 1.0 (1,6 MBit/s) Geräte weitestgehend abwärtskompatibel. Nur weitestgehend, weil es Handys, Digitalkameras, MP3 Player und Drucker gibt, die den Typ-B-Stecker verwenden. Hier lassen sich zwar USB-2.0-Geräte an USB-3.0-Buchsen betreiben, aber wegen der zusätzlichen Kontakte nehmen USB-2.0-Buchsen keine USB-3.0-Stecker auf.

Grundsätzlich ist es ja so, das bei einer USB-Verbindungen das so genannte Polling zum Einsatz kommt. Dabei fragt der Hostcontroller alle angeschlossenen Geräte regelmäßig ab, ob sie Daten übertragen wollen, was natürlich viel Zeit kostet. Bei der USB 3.0 Technik können die Geräte diese Abfrage unterbinden, indem sie den Status NRDY ("Not Ready") melden. Hat das Gerät später Daten zum Übertragen, meldet es ERDY ("Endpoint Ready"), um den Transfer zu starten. Durch die getrennten Sende- und Empfangsleitungen SSTX+/- und SSRX+/- muss das USB-3.0-Gerät nicht darauf waren, bis der USB-Host den Bus für die Übertragung frei gibt. USB-3.0-Geräte, die den NRDY-Status gesendet haben, können sich in einen Stromsparmodus versetzen. Hier gibt es neben der aktiven Verbindung U0 drei weitere Modi: Bei U1 schalten sich Sende- und Empfangsschaltkreis ab. Bei U2 wird auch der Taktgeberschaltkreis unterbrochen. U3 versetzt das USB-3.0-Gerät in den Ruhezustand (Suspend-Modus). Befinden sich alle angeschlossenen Geräte im Stromsparmodus, kann auch der Host seinen Upstream-Link, also die Verbindung zu den USB-Clients, herunterfahren.

Noch etwas zur generellen USB 3.0 Stick Technik: Ein USB 3.0-Serial ATA 3.0 Gbit/s Brückenchip wandelt das SATA-Signal in ein USB-Signal um, damit dieses Signal korrekt von unserem Rechner verarbeitet werden kann. Dies kostet natürlich Rechenzeit und somit Leistung, insofern sind schnelle und aufwendig konstruierte Controller diesbezüglich klar im Vorteil, da dort diese zusätzliche Signal-Korrespondenz weitestgehend minimiert wird. USB 3.0/SATA-6-Gb/s Brückenchips wurden zwar im September 2011 angekündigt, von einer flächendeckenden Verbreitung kann leider bisher keine Rede sein. Was sich aber insbesondere bei schnellen USB 3.0 Sticks so langsam durchsetzt sind SSD Controller mit nativer USB 3.0 Anbindung, ohne zusätzlichen SATA-USB-3.0-Bridge-Chip, der die Leistung solcher Sticks stark herunter bremsen würde.

Was die Stromversorgung von USB 3.0 angeht, so erhält jedes Gerät maximal 150 mA oder 900 mA statt der bei USB 2.0 üblichen 100 respektive 500 mA. Durch diese Steigerung könnte es also durchaus sein, dass externe USB-3.0-Festplatten künftig weder einen Y-Stecker noch ein externes Netzteil benötigen. Verlassen sollten wir uns aber nicht darauf, denn wir haben in der Praxis schon öfter erlebt, das beispielsweise Notebooks trotz aktueller USB 3.0-Ports die erforderlichen 900mA nicht liefern, was wiederum zur Folge hat, das die eben angeschlossene USB 3.0 Festplatte nicht anläuft. Die Mehrheit aller neuen Mainboards bietet bereits mindestens zwei externe USB-3.0-Ports, allerdings ohne direkte sprich native Anbindung an den Chipsatz.
Da nur wenige Chipsatzhersteller bisher eine wirklich native sprich interne Einbindung des USB 3.0 Controllers anbieten, werden Zusatzcontroller auf dem Mainboard verbaut. Die stammen zu 95% von NEC/Renesas (Renesas ist der Name der USB-Sparte von NEC). Neuere Boards (z.B. Sockel 1155 Sandy Bridge, Sockel 1155 Ivy Bridge, oder AMD 3 und neuer) bieten neben externen USB-3.0-Ports auch interne USB-3.0-Anschlüsse direkt auf der Platine, um dort entsprechende Pfostenstecker des PC-Gehäuses zu verwenden. Diese eignen sich für die blau gekennzeichneten Front-USB-3.0-Ports an der Gehäusevorderseite. Eine wirkliche native Anbindung ist das aber noch immer nicht, denn auch die Sandy Bridge und Ivy Bridge Boards verfügen noch über den separaten Chip von NEC/Renesas oder ASMedia. Dabei erfolgt die Anbindung zumeist über eine PCI-Express 2.0 Lane, was aber als relativ performant angesehen werden muß. Sockel 1156 Boards wiederum verfügen sehr oft über externe USB 3.0 Ports mit der langsameren PC-Express 1.0 Lane, das sollte man beim Kauf berücksichtigen. Separate USB 3.0 Steckkarten ändern nichts an dieser Misere, denn auch diese benötigen die Bandbreite, die sie aber nicht erhalten.
Eine wirkliche native Integration in den Chipsatz wird den letzten USB 3.0 Flaschenhals für Windows Systeme beseitigen, so dass erst dann die jetzt noch vorhandene PCI Express-Bandbreiten Barriere verschwindet. Dies wurde mit dem Erscheinen der AMD Bulldozer Platinen und Intels Sockel 1155 Ivy Bridge und dem Nachfolger 1150 Haswell Chipsatz bewerkstelligt.
Damit ist es aber noch nicht getan, denn das Betriebssystem muß dieser Entwicklung folgen. Microsoft ermöglicht eine native Einbindung ohne separate USB 3.0 Treiber ab Windows 8, Linux schon mit dem Kernel 2.6.31. Für Windows 7 sieht es aktuell schlecht aus, ein weiteres Servicepack ist nicht in Sicht, ergo müssen nachwievor entsprechende USB 3.0 Treiber installiert werden.

Was bleibt als Leitmotiv für das Anschliessen von externen USB-Geräten ? Reserviert bitte die wenigen blauen USB 3.0-Ports für schnelle externe Laufwerke, wie USB 3.0 Sticks und entsprechende USB 3.0 Festplatten. Maus, Tastatur, Drucker und Co. gehören an die zahlreicher vorhandenen USB-2.0-Ports. Damit minimiert ihr mögliche Schnittstellen-und Systemprobleme bereits im Vorwege.