Το USB 3.0, του οποίου η λειτουργία ταχύτητας USB ονομάζεται "Superspeed", είναι η τρίτη σημαντική αναθεώρηση του προτύπου Universal Serial Bus (USB). Οι κύριες τεχνικές προδιαγραφές της περιλαμβάνουν: υποστήριξη για επικοινωνία πλήρους διπλής όψης, χρήση λιστών μετάδοσης για μετάδοση πακέτων δεδομένων, πρότυπο παράδοσης ισχύος 900mA και ταχύτητα μεταφοράς 5 Gbps (gigabits ανά δευτερόλεπτο). Το USB 3.0 έχει σχεδιαστεί για να είναι συμβατό με εκδόσεις USB 2.0 και USB 1.1 και χρησιμοποιεί κλιμακωτή τεχνολογία διαχείρισης ισχύος πολλαπλών επιπέδων, επιτρέποντας διαφορετικά συστήματα διαχείρισης ενέργειας για διάφορες συσκευές.
Το USB 3.0 χρησιμοποιεί μια νέα τεχνολογία μετάδοσης δρομολόγησης πακέτων. Τα καλώδια του σχεδιάζονται με 8 εσωτερικούς αγωγούς. Εκτός από το VBUS και το GND που χρησιμεύουν ως γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, τα υπόλοιπα 3 ζεύγη είναι όλες οι γραμμές μετάδοσης δεδομένων. Μεταξύ αυτών, οι γραμμές D+ και D διατηρούνται για συμβατότητα USB 2.0, ενώ οι νέες γραμμές SSRX (SuperSpeed) και SSTX (SuperSpeed Transmit) προστίθενται ειδικά για το νέο πρότυπο. Κατά συνέπεια, το USB 3.0 διαθέτει αρκετές πρόσθετες επαφές σε σύγκριση με το USB 2.0. Ο σύνδεσμος USB 3.0 Standard-A διατηρεί τις ίδιες φυσικές διαστάσεις με τις προηγούμενες εκδόσεις. Το βύσμα διαθέτει μπλε χρώμα (ενώ το πρότυπο USB 2.0-A είναι συνήθως μαύρο), αλλά οι εσωτερικές επαφές αλλάζουν. Οι νέες επαφές τοποθετούνται πίσω και δίπλα στις υπάρχουσες 4 επαφές. Η τεχνολογία Spread Spectrum Clocking (SSC) εισάγεται για τη μείωση των εκπομπών ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής (EMI).
Η προδιαγραφή διεπαφής Extensible Host Controller (XHCI) που δημοσιεύθηκε από την Intel υποστηρίζει τις διεπαφές USB 3.0 και είναι συμβατή προς τα πίσω με τις διεπαφές USB 2.0. Τα Windows 8 και τα επόμενα λειτουργικά συστήματα των Windows περιλαμβάνουν τη φυσική υποστήριξη USB 3.0.
Βελτιώσεις ηλεκτρομαγνητικής παρεμβολής (EMI) στο USB 3.0
Το USB χρησιμοποιεί διαφορική σηματοδότηση για τη μετάδοση δεδομένων. Λαμβάνοντας το USB 2.0 ως παράδειγμα, για να επιτευχθεί 480 Mbps, το διαφορικό σήμα πρέπει να λειτουργεί στα 240 MHz. Το USB 3.0 απαιτεί συχνότητα διαφορικού σήματος 2,5 GHz για να επιτύχει τον ρυθμό μεταφοράς 5 Gbps. Για να μετριαστεί το EMI που παράγεται από αυτή την υψηλή συχνότητα λειτουργίας, το USB 3.0 ενσωματώνει το ρολόι Spread Spectrum (SSC). Αυτή η τεχνική εξαπλώνεται η ενέργεια που αρχικά συγκεντρώνεται στα 2,5 GHz σε ένα ημιτονοειδές κύμα με απόλυτη κατανομή τιμής με επίκεντρο περίπου 2,5 GHz, μειώνοντας έτσι την κορυφαία πυκνότητα ενέργειας σε αυτή τη συχνότητα. Κατά συνέπεια, το επόμενο σημαντικό σημείο συγκέντρωσης ενέργειας γίνεται το τρίτο αρμονικό στα 7,5 GHz (γι 'αυτό και οι προδιαγραφές καλωδίων USB 3.0 περιλαμβάνουν απαιτήσεις που στοχεύουν 7,5 GHz).
Ωστόσο, η συχνότητα λειτουργίας των 2,5 GHz είναι πολύ κοντά στη ζώνη ISM (βιομηχανική, επιστημονική και ιατρική μπάντα), συγκεκριμένα στην περιοχή 2.412-2.462 GHz που χρησιμοποιείται από Wi-Fi και Bluetooth. Σε συνδυασμό με την επίδραση του ρολογιού Spread Spectrum, το οποίο διευρύνει την αρχικά ενιαία ενέργεια σήματος 2,5 GHz σε ένα εύρος ζώνης που εκτείνεται από DC έως και αρκετές GHz, η λειτουργία USB 3.0 μπορεί να προκαλέσει την αλληλεπικάλυψη των σημάτων EMI και να παρεμβαίνει με σήματα στη ζώνη ISM. Αυτή η παρέμβαση δεν μπορεί εύκολα να φιλτραριστεί. Ως αποτέλεσμα, στην ίδια πλακέτα κυκλώματος, το USB 3.0 συχνά δεν μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα κοντά σε συσκευές Bluetooth ή 2,4 GHz WLAN (Wi-Fi). Το Forum Explyers USB (USB-IF) ασχολείται κυρίως με αυτό το ζήτημα, απαιτώντας από τους κατασκευαστές να εφαρμόσουν ισχυρή ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, συμπεριλαμβανομένης της γείωσης, καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδρομής-από τη θύρα USB και το καλώδιο στην ίδια την εξωτερική συσκευή-για να ελαχιστοποιήσουν τις ακτινοβολίες εκπομπών. Οι πρακτικές δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι όταν οι συσκευές USB 3.0 βρίσκονται κοντά σε συσκευές Bluetooth ή 2,4 GHz Wi-Fi, ζητήματα όπως εγκαταλείψεις, διακοπές σύνδεσης και σημαντικά υποβαθμισμένες επιδόσεις. Εφαρμογή της σωστής θωράκισης στο σημείο σύνδεσης USB 3.0 ή χρησιμοποιώντας καλώδια επέκτασης για να διαχωρίσουν φυσικά τις συσκευές Bluetooth/2.4 GHz Wi-Fi από συσκευές USB 3.0, αποδεικνύουν αποδεδειγμένα τη συνύπαρξη και μειώνουν τα προβλήματα παρεμβολής.
Αυτά τα ζητήματα EMI USB 3.0 με τη ζώνη ISM οδήγησαν επίσης έμμεσα πολλές κινητές συσκευές (όπως smartphones) για να παραλείψουν την υποστήριξη για ταχύτητες USB 3.0, αν και ορισμένα smartphones το υποστηρίζουν (π.χ. το Samsung Galaxy Note 3).
