打破30MB/s限制！USB 2.0速度实测提升揭秘

USB传输标准的发展历程

1998年，USB 1.1标准正式推出，该规范主要用于连接电脑与电话，以实现计算机与通讯设备的有效整合，从而促进移动领域内人机数据的交流，成为一种新的经济实惠且便捷的通讯连接方案。

由于传输速度的限制，USB-IF组织在2000年4月发布了新一版的USB 2.0传输标准，数据传输速率提升至480Mbps。得益于热插拔的便捷性和更快的数据交换速度，该标准迅速被广泛采用。

如今，USB 3.0已经得到了广泛应用。这一基于2008年发布的标准，在经历了四年的发展后展现出了强大的市场竞争力，Intel和AMD的原生USB 3.0芯片组控制器已成为主流，而其他第三方芯片厂商的机会逐渐减少。

在USB 2.0向USB 3.0的过渡中，由于多重原因，许多人仍在使用USB 2.0。理论上传输速度可达到60MB/s，足以满足大部分数据传输需求，但由于协议及编码方式的欠佳，实际最高速度常常被限制在30MB/s左右。本文将分析USB 2.0数据传输的基本原理和编码方式，探索提升USB 2.0传输速度的可能途径，以最大程度缩短数据传输所需时间。

USB 2.0：无法并行的BOT协议

尽管USB 3.0的推广取得了显著进展，但目前大多数现用的USB主控制器及终端依然基于USB 2.0标准，这限制了很多高速设备无法享受5Gbps的带宽。

我们知道，USB 2.0的理论传输速率为480Mbps，约合60MB/s的数据传输带宽，但实际使用中，由于传输协议（单一的Bulk-Only Transport）和编码方式的影响，速度限制在35MB/s以下，理论带宽的利用率仅为一半。

基于此，USB 3.0的设计在USB 2.0基础上增加了两条数据总线，并为了保持向下兼容，仍保留了一条USB 2.0的传输链路。在协议方面，USB 3.0支持除了传统BOT协议外，新增了USB附属SCSI协议（USAP），以充分发挥5Gbps的带宽潜力，尽管目前能够达到该速率的设备仍然有限。

传统的BOT协议自1999年USB 1.1标准问世以来就已存在，USB设备在同一时刻只能处理一个命令。尽管在USB 2.0时代设备的传输速度有了显著提升，但BOT协议并未得到改进，这时BOT协议的速度限制问题愈发明显，大量数据交换亟需新传输协议的支持，因此USB-IF组织将SCSI与USB结合，推出了新的USAP协议，支持多命令的并发执行及NCQ队列功能，从而显著提高了传输效率。同时，由于支持USAP的控制器通常配备独立内存模块，使USB数据传输对CPU的依赖显著下降。

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