這幾年PC端不斷挑戰效能極限，朝向HD(High Definition)以及UHD(Ultra High Definition)趨勢發展，週邊影音設備面臨第一道難題 － 就是高速多媒體傳輸需求與日俱增。面對高解析、高畫質應用當道，新技術規範接連出籠。在資料傳輸領域，USB 3.0和Thunderbolt是各擅勝場的兩大技術，紛紛摩拳擦掌，搶當龍頭。

2013年的1月，USB 3.0和Thunderbolt迫不及待互相嗆聲。首先，在CES展，USB聯盟挑戰Thunderbolt高達10Gbps傳輸速率，向外界宣佈推出SuperSpeed USB 3.0，不僅能向下相容既有USB 2.0，更能使現有USB 3.0傳輸速度從5Gbps提高至10Gbps傳輸速率，腳步很快，預計新標準制定在2013年年中即可完成，首波產品預計2014年年底有機會正式上市。

而英特爾面對USB聯盟的消息發布，也不甘示弱，旋即宣佈將以矽奈米光電(Silicon Nanophotonics)技術打造新世代Thunderbolt，速度可由目前10Gbps調高至50Gbps，此項技術透過結合矽元件與光纖網路，可使數據以每秒50Gb的速度傳送至100公尺以上的距離，亦即使用者可在1秒內下載一部高畫質(HD)電影。看來，展望2013年，USB 3.0和Thunderbolt激戰的時刻，已經不遠了。

那麼，下世代PC端高速傳輸的介面，誰會成為介面新寵兒呢？

蘋果：「Thunderbolt是最快、最靈活的I/O技術。」

英特爾推出Thunderbolt已將近2年，當初在2011年Apple全系列MacBook、iMac以及螢幕全面支援Thunderbolt，引起不少人關注。其之所以能成為眾所矚目的焦點，在於其同時整合傳輸資料的 PCI Express 和顯示投射用的DisplayPort，比起USB 3.0來說，更達到了「介面統一」以及「什麼都吃」的境界。Thunderbolt兼具數位影像與數據傳輸的能力，前身為Light Peak，是英特爾視為對付USB 3.0的利器。

圖一 : 蘋果Thunderbolt Display打著「就是不缺連接埠」的稱號。(圖片來源:Apple官網)

專門報導蘋果消息的Apple Insider在今年1月15日指出，各大賣場如Amazon、MacMall以及J&R，最近蘋果Thunderbolt Display都出現缺貨潮，按以往蘋果產品缺貨之際，皆會推出新款的習慣，或許意味蘋果將推出新版Thunderbolt Display，此一消息一出，間接了顯示Thunderbolt仍具有一定的需求力道。

在蘋果官網可以看到，蘋果Thunderbolt Display打著「就是不缺連接埠」的稱號，提供一個Thunderbolt連接埠、三個USB 2.0埠、一個FireWire 800埠以及Gigabit Ethernet埠，其顯示器便能串連6個裝置，達到「無所不能」的境界。根據外電消息傳言，新版的Thunderbolt Display，將可能改為USB 3.0傳輸埠。

Thunderbolt如意算盤打得可說是很精，其選擇通用介面PCIe作為訊號傳輸的技術底層，帶給介面近乎無限的可能，例如可以用來外接顯示卡或是轉換成USB、eSATA等介面。而蘋果當初成為第一個導入Thunderbolt技術的廠商，與英特爾一拍即合，足見Thunderbolt帶來的創新力量不容小覷。但另一方面，英特爾仍然不敢輕忽PC產業對於USB 3.0的需求，也不曾明言要放棄對USB 3.0的支援。

圖二 : Thunderbolt在PC中的系統架構圖，也可以採其他的建置架構。（資料來源:Intel）

Thunderbolt 雖然整合度很高，但還是有價格不低的問題。繼蘋果之後，現在宏碁也將Thunderbolt帶入Windows市場，不過大多數PC業者還是認為Thunderbolt成本居高不下，比USB 3.0貴了整整10倍，對一般消費者來說又非必要介面配備，因而要從高階進入主流產品，依舊是困難的挑戰，普及化也尚須一段時間。

USB 3.0加快腳步通過認證

在Thunderbolt滲透率尚不高的情況之下，隨著Windows 8搭載以及英特爾Ivy Bridge新款處理器的帶動下，各界相當看好USB 3.0將成為下一代傳輸介面的主流。

USB 3.0是目前最新的USB規範，其聯盟成員包括英特爾、惠普、微軟、瑞薩、德州儀器與意法愛立信。先前USB 2.0已經獲得眾PC廠商的普遍使用及青睞，成為各大硬體廠商的必備連接傳輸埠。但隨著硬體的不斷更新，使用者對於高速傳輸的需求也越來越高，即便是每秒2~300MB的傳輸速度，卻也已不敷現今科技使用。

有鑑於此，2007年，英特爾於IDF上把「SuperSpeed USB」設定為一項重要議題，後來到了2008年11月，USB 3.0標準才真正完成並對外公布。百佳泰策略事業處協理歐勤聖指出：「當時，USB 3.0規格一推出後，吸引眾多廠商加入。只是相對於USB 2.0，USB 3.0是全新的架構，在測試認證上花了不少時間討論。」

直到2009年的第三季，才有第一個認證產品問世。歐勤聖繼續說明：「從2009年起，USB 3.0認證測試才開始升溫，而真正的認證高峰，卻是拖到了2012年第一季，整個測試數量才急速成長。」

甚至到2012年年底，USB協會才宣告，目前有超過650款產品通過協會認證。歐勤聖指出：「其中，最受到大家矚目的，是USB協會終於認定第一顆USB 3.0 集線器控制器，由瑞薩(Renesas) uPD720210拔得頭籌。」而這一款USB 3.0集線器控制器，可說是瑞薩氣勢重新再起的重要關鍵。而台灣廠商也不落人後，威盛電子(VIA)旗下威鋒集線器控制器VL811+ / VL812也通過USB-IF認證，成為全世界第二家通過認證的廠商。

USB 3.0比起USB 2.0多出50%到80%的供電電力，不僅能夠支援高電力需求的數位產品，也能夠為需要充電的數位裝置產品加快充電速度。新式的Powered-B埠是由額外的2條線路所組成，並且提供了1000毫安培的電力。

由於供電能力提升，讓原先需要額外供電的USB裝置能夠免除多條電源線的困擾。不僅如此，當連接的USB3.0裝置閒置不用時，能夠自動減少耗電，以及在不進行高流量資料傳輸的模式下，能夠自動節約電源以便提高電力的續航力，USB3.0功耗問題得到有效的改善。

USB 3.0採用雙匯流排的架構，讓它不僅能支援高速SuperSpeed匯流，又能向下相容USB 2.0。而Host與Hub亦能夠同時操作USB 3.0、USB 2.0匯流，致使USB 3.0傳輸連接埠會選擇訊號傳輸率最高的匯流。比起USB 2.0，USB 3.0物理層以及連接層沒有什麼改變，物理層也與USB 2.0相容。協議層的部份主要是更改了編碼方式，採用了高速傳輸常使用的8bit/10bit編碼技術，再由物理層負責訊號編碼及解碼，以便減少EMI干擾問題。

看來，隨著這些功能的改善，USB 3.0商機逐漸在應用端發酵，各家IC廠商皆會加快腳步通過認證，積極搶進集線器、隨身碟等控制晶片市場，讓USB 3.0 市場愈炒愈熱。其中包括祥碩、威鋒、鈺創、群聯、鑫創、創惟、智微等公司，都預計在2013年搶佔USB 3.0週邊應用商機。

遮蔽或展頻 解決USB 3.0干擾

然而，人人說會熱、說會普及的USB 3.0真的要起飛了嗎？USB 3.0普及的關鍵，皆萬事具備了嗎？又，干擾的難題，是否都已排除了呢？

即便USB 3.0帶來方便與快速，但其全新的架構，硬體與韌體的開發難度，也提昇數倍之多，因此延宕了整體技術開發與市場接受速度。如今新的規格又將出爐，不少技術專家即指出，為了使USB 3.0介面的傳輸速率提高一倍，相關電腦配備、相機、USB集線器以及纜線等，都需要全新的USB控制軟體，也要進行更新並接受測試與認證，才能保證支持10Gbs的傳輸速率。

USB聯盟是這樣表示的：「現有的超高速USB線纜沒有經過10Gbps傳輸速率的驗證，當前一些線纜『有可能』支援10Gbps的速率。」顯然許多線纜並無法支援新規格，這也說明了，未來USB 3.0傳輸率要再翻升，整個產業又有一番技術挑戰待克服，週邊的應用也不會很快發生。

即使是這一代的USB 3.0，仍有一些難解的議題待克服，且大多圍繞在訊號的干擾與傳輸衰減上，包括串音、電磁波EMI/EMC和天線射頻等三大干擾問題，以及高頻傳輸及大電流傳輸的訊號衰減問題上。

歐勤聖提到，Intel有一篇白皮書《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》清楚指出，USB 3.0的EMI輻射剛好會對2.4 GHz ISM頻段造成射頻干擾，因此若沒有處理好USB 3.0的EMI輻射，鄰近頻段2.4 GHz設備正在運作時，就會導致效能降低，進一步影響功能。

而Intel所提出的解決方案，則是藉由金屬屏障設計將USB 3.0的5GHZ干擾源，利用遮蔽的方式，讓它在鐵殼中，進行隔離。創惟科技資深技術行銷經理魏駿雄認為，針對射頻或電磁干擾，也可以利用自行開發的PHY技術，提供展頻(Spectrum Clock)，讓原本USB 3.0的能量可以透過展頻，能量相對分散，因此對原本EMI干擾的情況就會下降。

魏駿雄說明：「展頻的道理，就好比將原本十公斤的石頭丟下水，換成兩個五公斤的石頭，分別丟入水中，引起的水花會比較小的道理。也就是透過展頻把USB 3.0的能量分成不同時間打散，去減緩干擾的問題。」他認為，USB 3.0可以諸如此類雙管齊下的方式，讓不同的USB 3.0裝置對於信號品質能作出改善，以達到加乘的效果。

這場競爭，才正要開始。

時至今日，亦敵亦友的USB3.0與Thunderbolt，目前在傳輸技術上，仍有重疊的效益，這場競爭，才正要開始。除了各自有其擅長的領域，也必須端看應用環境的需求來決定採用哪項技術。好比說，隨身碟若作成Thunderbolt介面，反而沒有效益可言。但若以外接固態硬碟來說，未來就不會只有USB 3.0寡佔市場，反倒可以因為有了Thunderbolt，串連多個裝置並且同步傳輸資料作業，創造更好的應用價值。

總而言之，究竟是Thunderbolt會一統傳輸介面，而USB 3.0是所謂過渡性產品；還是USB 3.0能憑藉著USB 2.0 廣大的市場優勢，躍升主流，這些猜測都還值得我們繼續觀察，而這一場傳輸技術的競爭只會更加白熱化。

(註: 以下三圖請連著做在一起)

圖三 : USB 3.0的資料頻寬很寬，範圍涵蓋0 - 5GHz，在2.4GHz區域的幅射強度仍很強。

圖五 : 包括USB 3.0周邊(如硬碟)、纜線和連結器，都是會對附近無線應用產生干擾的訊號源。

圖四 : : 當USB 3.0設備連結時，干擾訊號的強度即大幅提升（紅線）。

資料來源:Intel白皮書《USB 3.0 Radio Frequency Interference Impact on 2.4 GHz Wireless Devices》