Станет ли USB действительно универсальной?

Андрей Борзенко

Заявления, сделанные на весеннем форуме разработчиков Intel в Палм-Спрингсе (Калифорния), внесли в компьютерное сообщество если уж не сумятицу, то по крайней мере некоторое замешательство. Как следовало из материалов форума, очередная версия универсальной последовательной шины USB 2.0, работающая со скоростью 200 Мбит/с, должна будет потеснить не только новомодный высокопроизводительный интерфейс IEEE 1394, но и заслуженного “ветерана” SCSI. Прежде чем перейти к сути вопроса, скажем пару слов о “действующих лицах”.

Интерфейс FireWire, с 1995 г. официально называющийся IEEE 1394, был впервые предложен фирмой Apple Computers. Его дальнейшим совершенствованием занимаются теперь компании Texas Instruments, Symbios Logic и Adaptec. К одному порту IEEE 1394 можно подсоединить до 63 устройств. В данном интерфейсе используется дифференциальная передача сигналов. Спецификацией поддерживаются автоматическая реконфигурация (PnP) и “горячее” включение устройств. Скорость передачи по шине составляет 100, 200 и 400 Мбит/с. Одно из несомненных преимуществ IEEE 1394 - изохронность, т. е. транспортировка данных с гарантированной скоростью.

Стремление производителей программного и аппаратного обеспечения упростить соединение компьютера с периферийными устройствами позволило внедрить еще один промышленный стандарт на универсальную последовательную шину USB (Universal Serial Bus). Его разработали семь компаний: Compaq, Digital Equipment, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. USB представляет из себя две скрученные пары проводов для передачи данных в каждом направлении (дифференциальное включение) и линию питания (+5 В). К одному компьютеру можно подсоединить до 127 устройств через цепочку концентраторов (хабов). Передача данных по шине может осуществляться как в асинхронном, так и в синхронном режиме. В USB (версия 1.1) обмен информации с быстрыми устройствами (цифровыми камерами, принтерами, сканерами) идет на скорости 12 Мбит/с, а с медленными (клавиатурой, мышью, джойстиком) - 1,5 Мбит/с. Все подключенные к USB устройства конфигурируются автоматически (PnP) и допускают “горячее” включение.

До недавнего времени все было достаточно понятно: обе шины обеспечивали простое подключение и конфигурирование новых устройств, а также уменьшали число используемых портов в ПК. При этом менее дорогая шина USB обеспечивала соответственно и меньшую скорость. Однако, как заявил один из представителей Intel, “интерфейс IEEE 1394 не оправдал ожиданий”. А ведь буквально три года назад корпорации Intel и Microsoft рекламировали именно его для подключения камкодеров, цифровых VHS-устройств, телевизионных приставок для выхода в Интернет, накопителей на жестких дисках, цифровых телевизоров и т. п. Сейчас же подключение высокоскоростных периферийных устройств к ПК будет переориентировано на USB 2.0. Что же изменилось?

Четкого ответа на этот вопрос нет. Говорят о высокой стоимости интерфейса IEEE 1394, его медленном внедрении и даже о неудаче проекта, связанного с Drive Bay. Впрочем, Intel еще надеется, что оба интерфейса - USB и IEEE 1394 - сыграют важную роль в будущем настольных и мобильных компьютеров. Хотя для последнего оставлена только ниша, связанная даже не с периферийными, а с мультимедийными устройствами AV (аудиовидео), которые появятся на потребительском рынке.

Скорость работы современных интерфейсов

В работе над новым проектом USB вместе с Intel участвуют Compaq, Hewlett-Packard, Lucent, Microsoft, NEC и Philips. По имеющейся информации, первая версия стандарта USB 2.0 выйдет уже в сентябре, а в ПК шина появится не ранее середины 2000 г. Скорость передачи данных будет варьироваться в пределах 120 - 240 Мбит/с, что позволит использовать интерфейс не только для подключения цифровых камер, но в ряде случаев даже для накопителей и высокопроизводительных цветных принтеров.

Претензии USB 2.0 на ведущую среди интерфейсов роль оспаривают сторонники IEEE 1394. Во-первых, по их мнению, дела с внедрением в индустрии этого стандарта обстоят не так уж и плохо. Только камкодеров Canon, JVC, Panasonic, Sharp и Sony в 1998 г. было продано около 6 млн., а в этом году их продажи вырастут до 10 млн. шт. Недавно Sony и Quantum анонсировали AV-накопители с интерфейсом IEEE 1394. К 2000 г. будет реализовано около 3 млн. подобных устройств. Apple, Compaq, NEC и Sony уже снабжают свои компьютеры скоростным интерфейсом, вскоре к ним должны присоединиться и другие, в том числе и входящие в первую десятку производителей ПК. Во второй половине 1999 г. ожидается появление принтеров, сканеров и других периферийных устройств с IEEE 1394.

Во-вторых, ни по цене, ни по скорости, ни по пропускной способности USB не сможет опередить IEEE 1394. Многие вообще склонны считать, что скорость работы USB 2.0 сильно преувеличена. В отличие от шины IEEE 1394, обеспечивающей изохронность за счет равноправного соединения устройств (peer-to-peer), в USB обмен данными между периферией идет через процессор ПК. Иными словами, например, при передаче информации со сканера в принтер она сначала поступит в процессор, а только потом в принтер. Поскольку одни и те же данные пересылаются дважды, эффективность полосы пропускания снижается вдвое.

Дешевизна USB также кажущаяся. По понятным причинам недорогие кабели и разъемы, используемые для низкоскоростных соединений, нельзя будет применять в USB 2.0. Неизбежно возникнут проблемы, связанные с электромагнитной совместимостью на высоких частотах. Кроме того, в обычных ПК предусмотрено только два USB-порта для подключения клавиатуры и принтера. Стоимость USB-концентратора для подключения других устройств составляет сегодня 80 - 120 долл. А вот для IEEE 1394 концентратор не нужен, поскольку его функции встроены в каждый узел этого интерфейса.

Кроме того, стоимость USB 2.0 возрастет из-за проблем с арбитражем и совместимостью USB-устройств (USB 1.1 и USB 2.0), когда разница в скорости их работы составит десятки, а то и сотни раз. Потребуются не только новые контроллеры, но и концентраторы, повторители, схемы маршрутизации, порты и т. п., в то время как стоимость набора микросхем для реализации IEEE 1394 за последние пять лет снизилась почти в 10 раз, а следующая версия IEEE 1394 уже будет работать на скорости 1 Гбит/с.

Теперь что касается замены SCSI на USB. Как отметил президент SCSI Trade Association Гарольд Мэйсон: “Разработки в области нового SCSI-интерфейса позволяют подключить к одной шине до 16 устройств, причем четыре накопителя на жестких дисках могут передавать информацию одновременно. А стандарт USB 2.0 подразумевает наличие только одного накопителя”. Спецификация Ultra 5 SCSI, которая появится к 2003 г., предусматривает полосу пропускания до 640 Мб/с. Современный накопитель обеспечивает передачу данных со скоростью 20 Мб/с. К 2003 г. этот параметр возрастет до 88 Мб/с. Таким образом, четыре одновременно работающих накопителя займут полосу всего в 352 Мб/с.

По оценкам Dataquest, в прошлом году было продано свыше 18 млн. SCSI-накопителей, причем 95% их продаж пришлось на сектор техники класса high-end. Ведь ИТ-менеджеры в крупных корпорациях, как правило, недоверчиво относятся к новым и непроверенным решениям. Это будет, пожалуй, одним из основных аргументов в пользу SCSI.