USB 3/3.1高速串行汇流排规格演进与市场趋势
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USB 3.0以兼容USB 2.0且提供10倍速(5Gbps)连线速率、更大的周边工作电流为诉求，伴随着AMD、Intel芯片组的原生支持，成为周边扩充界面的唯一主流；然面对高速SSD、高分辨率的4K分辨率影像传输上已嫌不足，同时面临到结合周边、显示、I/O控制三合一的更高速Thunderbolt汇流排的点名叫阵下，USB-IF协会决定从2013年提出USB 3.1新规格加倍应战，同时设计新型态万用接头，以及针对频率干扰部份的改良。
USB(Universal Serial Bus通用序列汇流排)规格从1996年1月提出时的1.5Mbps、1998年9月推出USB 1.1规格，传输速度提升到12Mbps；2000年4月USB 2.0的HiSpeed模式，更增加40倍到480Mbps。在这种快还要更快的需求驱动下，2008年11月USB-IF协会推出USB 3.0，采用差分串行驱动信号技术，传输速率高达5Gbps，其采用8b/10b编码，理论传输速率为500MB/s。
市面上常看到的USB 3.0 Type-A连接头，内部蓝色PCB基板有9个金属信号脚位(9pins)，藉由巧妙的机构件设计，USB 2.0连接头连接时，仅会接触到USB 3.0界面基板的USB 2.0保留信号，而与后端USB 3.0的5pin连接信号完全隔离，也因此USB 3.0连接线？连接头可以与既有的USB 2.0/USB 1.1兼容，安装既有的USB 2.0/1.1装置。
USB 3.0最高能提供900毫安培电流量，比起以往USB 2.0的500毫安培电源更大，更能驱动并供应援当今需要电力的各式PC周边储存装置。同时USB 3.0在功耗？节能机制上也有所强化，像是设计中断信号协定，当主机进入待机模式时，会主动切断与USB 3.0汇流排的连线。
从主控、周边到传输影音 USB 3.0无所不包
USB 3.0一开始是以主机板上、笔记本电脑的USB 3.0附加主控芯片、附加界面卡为主，至于周边装置的应用上，则是以分接器(Hub)、读卡机、外接硬盘转接盒或储存装置为主，然后也陆续有网络储存装置(NAS)、显示器甚至大尺寸的数码电视，加入USB 3.0界面埠的支持。随着2011、2012年AMD与Intel南桥芯片组加入USB 3.0规格原生支持后，USB 3.0成为PC周边界面的主流标准。
USB AV则是USB 3.0/3.1的应用新概念，目前USB 3.0实测传输速率约370？390MB/s，传递未压缩的1080p@60Hz画面数据量(约每秒190MB)也绰绰有余；但是若要传输到4K(3840x2160@60Hz，约780MB/s)，则必须借助WiGig(802.11ad)无线传输盒，搭配实时压缩硬件或改用下半年会出现的USB 3.1影音传输装置。
挑战Thunderbolt 2014 USB 3.1加倍奉还
目前跟USB竞争高速串流周边标准的另一劲敌，是英特尔(Intel)于2011年发表的Thunderbolt汇流排技术(其原始代号为LightPeak)。Thunderbolt结合了PCI Express、DisplayPort与GP I/O控制等传输协定于一体，具备双向10Gbps传输速率，是USB 3.0的两倍。
采用的连接头形式为mDP(mini-Display Port)，有铜轴电缆与光纤等两种连接线设置，信号线最长可达100米，Thunderbolt可采取菊花链(Daisy-chain)的连接方式，可同时做显示卡影像输出、或连接高速网络、储存装置，最多串接6个Thunderbolt周边。
2011年2月Apple推出首款搭载Thunderbolt汇流排的MacBook Pro笔记本电脑产品，随后推出的MacBookAir、iMac等机种，也追加1？2个Thunderbolt汇流排界面埠。目前ThunderBolt的应用，主要以A/V影音应用为主，配置Thunderbolt系统以Apple的桌电？笔记本电脑为最大宗，PC部份则仅有少数笔记本电脑、AIO一体桌机支持。
然而从主机？笔记本电脑的Thunderbolt连接控制？传送端，Thunderbolt连接线？连接头，到周边装置内部，都需要所费不赀的Thunderbolt附加芯片，以及功耗上的因素，造成Thunderbolt在一般PC、笔记本电脑甚至平板上还不普及的原因。
由于固态硬盘(SSD)逐渐普及，而SATA 6Gbps的SSD传输速率动辄突破5、600MB/s，换算成串行传输率早就超过6Gbps，超越了以往USB 3.0的5Gbps所能负荷；而过去以USB开发的影音转接传输装置，也面临到需要传输到1080p@60以上或4K(3840x2160)的影音需求。
因此在2013年，USB-IF协会首度发表，将推动10Gbps SuperSpeed USB 3.0(后改称为USB 3.1)，其传输速率将加倍提高为10Gbps，即将挑战当前Thunderbolt 10Gbps的传输速率的霸主地位。
传输速率倍增到10Gbps的USB 3.1规格，可以同时应付传统USB 3.0的传输装置、USB 3.0转AV的显示器做影音同步输出，不至于会受限于5Gbps传输上限而出现同步延迟；亦能传送每秒近1GB的数据量，对于需要更高速数据复制与传送需求的PC/NB用户来说，更能事半功倍。
USB 3.1使用USB 3.0相同的线材、连接头与PCB，但由于传输时脉？速率提高到10Gbps，因此PC/NB主机板布线设计上，从USB 3.1主控芯片到连接头走线长度限制缩成4？12英寸，同时非主动式连接线长度限制为1米；对大型服务器或储存系统而言，还需要外加信号放大器(Repeater)装置或相关电路。
2014年4月在深圳举行的英特尔开发者论坛(IDF)中，USB-IF协会正式公布了USB 3.1推广进程与相关连接埠的设计图，包括标准的Type-A界面、应用于智能手机、平板的Type-B(micro-USB)，以及全新设计、导向更轻薄、更纤细移动设备的Type-C。
过去USB 3.0界面是采取2.5Gbps串行时脉信号源，经展频(SpreadSpectrum)的结果，若USB 3.0装置内的金属遮蔽未设计好，其从USB界面埠溢出的电磁波，会对现有2.4GHz频段的Wi-Fi装置、无线鼠标等造成干扰。
USB 3.1将串行时脉信号源倍增为5Gbps，同样情况可能也会对既有5GHz频段的802.11a/n/ac装置造成干扰的情况。
因此在规范中，USB 3.1 Type-A的母插座(Female Connector)设计上，比过去USB 3.0多了4个接地金属弹片，较原先USB 3.0连接器可以减少10dB的电磁波杂讯溢出。而USB 3.1规范中全新设计的USB Type-C，尺寸为8.3×2.5mm，略小于当前PC的USB界面，大于许多手机采用的的micro-USB B-type界面。
新界面能支持一万次的插拔，正确插入后会有喀答声，而最大的优势在于插入时不必考虑方向性，这对移动设备用户来说，可以真正的随插即用，不必担心方向性，或者硬插造成界面损坏的情形。
相关规格定案之后，实际10Gbps SuperSpeed USB 3.0的应用产品与相关主控芯片，可望在2014年下半年出现于市面。而其推广与应用，预料将寻USB 3.0的模式，先从主机板？笔记本电脑的主控芯片、周边装置开始，同时转A/V影音装置也会导入，2015年以后的主机板？笔记本电脑的芯片组加入原生USB 3.1规格支持，2017年可望逐渐成为主流。
USB 3.1传送速率达到10Gbps，已具备足够实力跨界挑战HDMI、DisplayPort甚至Thunderbolt等，用于超高速AV影音汇流排主流地位。
在硬件设计上维持超高频信号的传输完整度，注意与PCB板阻抗匹配性，同时掌握与USB3.0/2.0/1.1向下兼容的可靠度、数据传输稳定性、更智能节能的电源控制，都是有意开发USB3.0/3.1周边产品的开发厂商，必须掌握与突破的技术门槛。
