Интерфейс — это совокупность технических и программных средств и методов, обеспечивающих взаимодействие между системами. То есть то, посредством чего понимают друг друга пары “пользователь-программное обеспечение” (пользовательский интерфейс) и “устройство-устройство” (физический интерфейс). В этой статье мы будем рассматривать интерфейсы второго рода, служащие для сопряжения различных устройств как к персональному компьютеру и так между собой. В этом году стали известны спецификации сразу трех новинок. И все они под номером три: USB 3.0, SATA Revision 3.0, Bluetooth 3.0. Материнские платы, поддерживающие первые два интерфейса уже анонсированы, а в массовой продаже устройства, работающие на новых скоростях, появятся в следующем году. Посмотрим, что нас ожидает в ближайшее время. >>>

USB 3.0
USB (“Universal Serial Bus”) — последовательный интерфейс передачи данных для периферийных устройств на низких и средних скоростях. По четырехпроводному кабелю одновременно передаются данные и питание, за счет чего у USB-устройств отсутствует внешний источник питания. При этом максимальная сила тока, потребляемая устройством ограничена 500 мА. Что к примеру, не позволяет подключать напрямую внешние винчестеры 3,5 дюйма и некоторые другие устройства: для них требуется собственный источник питания. Кроме того, USB поддерживает “горячее” подключение и отключение устройств. К сожалению, два компьютера или два периферийных устройства нельзя напрямую соединить пассивным USB-кабелем. Для этого требуется активные USB-кабели со встроенным адаптером. В сетевые игры с таким USB-кабелем тоже не поиграешь: можно только перекачивать информацию между ПК.
Спецификация USB 1.0 была впервые представлена в ноябре 1995 года консорциумом, в который вошли Intel, Microsoft, Philips и US Robotics. Универсальная последовательная шина, по замыслам разработчиков, должна была заменить традиционные интерфейсы (PS/2, последовательный порт, параллельный порт, порт для подключения джойстика, SCSI). Процесс этот продолжается и в наши дни: все больше устройств потребительской электроники подключается к компьютерам с помощью интерфейса USB (а также его младших форм-факторов miniUSB, microUSB).
USB 1.0/1.1 имели два режима работы: LowSpeed на скорости до 1,5 Мбит/с при максимальной длине кабеля до 3 метров и FullSpeed (до 12 Мбит/с, до 5 метров). Первый предназначен для низкоскоростных переферийных устройств (клавиатура, мышь, джойстик), второй — для аудио- и видеоустройств. USB 2.0, появившийся весной 2000 года, привнес новый режим: HiSpeed до 480 Мбит/с (60 МБ/с). Однако эта скорость является теоретической — потолок в силу особенностей архитектуры шины USB является недостижимым.
В конце прошлого года появилась финальная спецификация стандарта USB 3.0, а в этом году — первые контроллеры. USB 3.0 с новым режимом работы SuperSpeed в 10 раз повышает максимальную теоретическую скорость передачи данных (до 4,8 Гбит/с). Кроме того, до 900 мА увеличилась и сила тока. Это значит, многие устройства можно будет использовать без дополнительных источников питания.
В третьей ревизии к имеющимся четырем линиям были добавлены пять новых. Они расположены параллельно к старым на другом контактном ряду. Несмотря на эти нововведения, разъемы и кабели USB 3.0 будут физически и функционально совместимы с USB 2.0/1.1. Разумеется устройство USB 2.0, подключенное к порту USB 3.0 сможет работать только в режиме HiSpeed (и наоборот). Кроме того, разработчики обещают, что различить кабели можно будет невооруженным взглядом.
Ожидать массовой реализации USB 3.0 в ближайшие месяцы не стоит. Только-только начали появляться материнские платы с поддержкой SuperSpeed, флеш-карты USB 3.0 пока находятся в разрабатке, а периферийные устройства, как всегда, будут оснащены новым интерфейсом, одними из последних. Тем более, что не всем понадобится такая высокая скорость передачи информации. Видимо поэтому ни ОС Windows 7, ни Mac OS X Snow Leopard пока не будут поддерживать USB 3.0. Его поддержка появится после выхода соответствующих сервис-паков. Но разработчики Linux решили не ждать и анонсировали поддержку нового интерфейса уже в сентябрьском выпуске ядра Linux 2.6.3.

SATA Revision 3.0
Долгое время жесткие диски и оптические накопители подключались к материнской плате с помощью параллельного интерфейса ATA (IDE). Однако физические ограничения параллельного интерфейса заставили в начале 2000-х годов разработать новый, последовательный интерфейс. Он получил название SATA (англ. Serial ATA), устаревший ATA, соответственно, стал именоваться PATA (Parallel ATA).
SATA использует меньшие по размеру кабели, за счет чего улучшается вентиляция системного блока и упрощается разводка проводов. Интерфейсные кабели и кабели питания SATA более надежды и просты в использовании. Новый стандарт предусматривает “горячую” замену SATA-дисков. Но я бы советовал с осторожностью пользоваться этой возможностью, так как необходима одновременная поддержка технологии “hot plug” со стороны винчестера, контроллера на материнской плате и установки соответствующих драйверов.
Еще одно преимущество: каждому устройству выдается отдельная шина. Поэтому проблемы определения и конфликтов устройств Slave/Master остались в прошлом.
Но главное — SATA-устройства работают быстрее, чем предшественники. Причем каждая последующая ревизия увеличивает теоретическую пропускную способность в два раза. Заодно разработчики улучшают и другие компоненты.
SATA Rev. 1.0 (SATA/150) работает на частоте шины 1,5 ГГц, что равнозначно скорости до 1,5 Гбит/с. Но около 20% передаваемых данных относятся к служебной информации, поэтому потолок ограничен 1,2 Гбит/с (150 МБ/с). Это ненамного выше, чем пропускная способность шины Ultra ATA (UDMA/133), но в вышедшем через несколько лет стандарте SATA/300 (SATA II или SATA 2.0) основные характеристики были увеличены вдвое: 3 ГГц, 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Кроме того, в жестких дисках появилась поддержка технологии NCQ, которая позволяет за счет аппаратного перераспределения входящих запросов повысить производительность выполнения задач, связанных с произвольным чтением или обработкой данных от двух или более источников, либо одновременную работу нескольких программ. Однако для полноценной реализации технологии требуется не только жесткий диск с поддержкой NCQ, но также контроллер-концентратор, имеющий поддержку AHCI и драйвер AHCI/RAID.
В принципе, устройства SATA/150 и SATA/300 совместимы за счет поддержки согласования скоростей в меньшую сторону, однако в некоторых случаях требуется установка правильного режима с помощью специального джампера.
В этом году стала известна спецификация SATA Revision 3.0 (SATA 6Gb/s). Вдвое были увеличены максимальные скорости передачи данных: до 4,8 Гбит/с (600 МБ/с). Улучшилась схема управлением питания, геометрические размеры разъемов и кабелей останутся неизменными.
К сожалению, этот шаг не позволит в два раза повысить скорость работы жестких дисков, так современные винчестеры до сих не достигли максимальной скорости SATA/300 (средняя скорость чтения самых быстрых HDD, предназначенных для потребительского рынка едва превышает 150 Мбайт/с). Так что HDD еще рано списывать со счетов: у них есть потенциал для роста.
В настоящее время на рынке реализуются жесткие диски и SSD-накопители с интерфейсом SATA-II. Появление в продаже более совершенных устройств ожидается в конце года.

Bluetooth 3.0
Bluetooth (от англ. “синий зуб”) — стандарт беспроводной связи, обеспечивающий обмен данными между различными устройствами на небольшом расстоянии (до 10–100 метров). При этом используется ISM-диапазон (англ. Industry, Science and Medicine), предназначенный для работы в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4–2,48 Ггц). Отчасти “Синезуб” был создан для замены беспроводных ИК-портов. Последние, несмотря на возможную высокую скорость передачи имеют ряд недостатков: узкий радиус действия и необходимость располагать устройства в пределах прямой видимости.
Первая версия протокола появилась в 1998 года. Следом вышли 1.1, 1.2. Bluetooth 2.0, появившийся в 2004 году, полностью совместим с предыдущими версиями. Была достигнута максимальная скорость передачи до 2,1 Мбит/с (262,5 Кбайт/с).
В следующей модификации (Bluetooth 2.1, до 3 Мбит/с) была добавлена энергосберегающая технология Sniff Subrating, которая позволила в несколько раз увеличить время работы устройства без подзарядки аккумулятора. Кроме того, упростилась схема соединения устройств, связь стала более защищенной.
21 апреля была официально представлена третья версия стандарта Bluetooth. Спецификация Bluetooth 3.0 (или Bluetooth High Speed — HS) предполагает использование двух режимов работы. “Энергосберегающий” позволит экономить энергию, но скорость при этом будет будет на уровне Bluetooth 2.1+EDR (около 3Мбит/c). Второй режим позволит передавать данные на скорости до 24 Мбит/с (при помощи технологии 802.11). Причем обещается, что система сама будет выбирать режим в зависимости от типа передаваемых данных. Улучшится и стабильность соединения. Разумеется, новый протокол будет обратно совместим с предыдущими.

(Опубликовано в газете "Мой друг компьютер", № 17, август 2009 года. Здесь дана авторская редакция.)

Коментарии

Добавить комментарий
Пожалуйста оставляйте комментарии только по теме.
Имя:
E-mail
Домашняя страница
Тема:
BBCode:
Коментарий:
Код:*