Архивы: по дате | по разделам | по авторам

Холодная война с огоньком

Архив
автор : Андрей Сокольников   20.02.2003

Там, где есть две стороны и соперничество, конкуренция, конфликт между ними, — обычно одна одерживает верх. Ситуации же паритета — или, правильнее сказать, холодной войны — сравнительно редки и нестабильны. Именно в таком состоянии находились до середины минувшего года два стандарта высокоскоростных последовательных шин — USB 2.0 и IEEE 1394. «Война потеплела» после интеграции контроллеров USB 2.0 в чипсеты для PC, но победитель все равно не ясен. Не ясно даже, определится ли он в будущем.

 

Там, где есть две стороны и соперничество, конкуренция, конфликт между ними, — обычно одна одерживает верх. Ситуации же паритета — или, правильнее сказать, холодной войны — сравнительно редки и нестабильны. Именно в таком состоянии находились до середины минувшего года два стандарта высокоскоростных последовательных шин — USB 2.0 и IEEE 1394. «Война потеплела» после интеграции контроллеров USB 2.0 в чипсеты для PC, но победитель все равно не ясен. Не ясно даже, определится ли он в будущем.

Ретроспектива
В первую очередь, как к ветерану, обратимся к стандарту 1394 — ведь у него уже солидная пятнадцатилетняя история. Идея быстрой последовательной шины зародилась в 1986 году в недрах корпорации Apple Computer. Интерфейс Ultra SCSI-1 (шина задумывалась как альтернатива ему) мог обеспечить пиковую пропускную способность в 20 Мбайт/с, а разработка Apple позволяла улучшить этот показатель в два с половиной раза — до 400 Мбит/с (кроме того, были предусмотрены режимы 100 и 200 Мбит/с). Тогда же Apple зарегистрировала торговую марку «FireWire», под которой шина и приобрела известность. Уже через год была выпущена первая спецификация. Apple начала продвигать интерфейс на рынок в качестве мощного и простого в употреблении средства для подключения (главным образом, к компьютерам собственного производства) видеокамер, высокоскоростных принтеров, внешних жестких дисков и прочих устройств, требовательных к пропускной способности соединения. Шли годы, круг производителей чипов и бытовой цифровой электроники, поддерживающих FireWire, медленно, но верно расширялся. В 1994 году Apple и множество других компаний объединились в консорциум, чуть доработали спецификацию, и годом позже она была официально принята IEEE. Так родился оригинальный стандарт 1394 (IEEE 1394-1995).
Первый блин, как и следовало ожидать, вышел комом: всплыли проблемы совместимости, особенно в разнородном стане PC. Что ж, такова судьба почти всех стандартов на первых порах: многое дается на откуп интерпретаторским талантам реализаторов, а реализаторы, не имея нот перед глазами, неизбежно поют вразнобой, несмотря на чуткое следование палочке дирижера. Поэтому следующим шагом стала разработка новой редакции стандарта — IEEE 1394a (официально принята в 2000 году). Она прояснила темные места, сделала обязательными некоторые опционные части и добавила детали, повысившие производительность. Кроме того, появилась спецификация 1394 OHCI (Open Host Controller Interface), благодаря которой остались в прошлом несовместимые друг с другом проприетарные FireWire-карты. Это (а также тот факт, что 1394 стал абсолютным стандартом для DV-камер) способствовало росту популярности шины в лагере PC (в мультимедиа-ориентированных настольных системах и ноутбуках).
Если бы все шло своим чередом, сейчас, не исключено, во всех новых PC интерфейс FireWire стал бы столь же обычным, как USB. К сожалению, Apple, по своему обыкновению, в начале 1999 года подумала иначе и вознамерилась снять пенки с набиравшей популярность шины — обязав платить производителей устройств (вместо обычных фиксированных лицензионных отчислений) подать в размере одного доллара за каждый порт. Это вызвало волнение в электронной индустрии и сильно охладило пыл приверженцев FireWire. В частности (к пущей скорби Apple), и фирмы Intel, которая сконцентрировалась на разработке USB 2.0. Чтобы успокоить и вернуть отпугнутых друзей FireWire, Apple в срочном порядке совместно с Compaq, Matsushita, Philips, Sony, Toshiba и другими компаниями, входящими в 1394 Trade Association, организовала объединенный патентный пул. Его участниками стали практически все держатели патентов, касающихся FireWire, а лицензии стали продаваться по вполне умеренной цене — 25 центов за устройство (вне зависимости от количества портов). Основные средства пошли на разработку усовершенствованного стандарта 1394b, которой занималась неформально отпочковавшаяся в 1996 году от Apple частная компания Zayante. Сравнительно недавно — 2 апреля прошлого года — стандарт был принят IEEE, а через два дня после этого Apple купила Zayante. FireWire 800 (под таким названием Apple теперь продвигает 1394b) увеличивает скорость шины до 800 Мбит/с, а в недалеком будущем — до 1,6 Гбит/с, и, кроме того, имеет (туманную пока) «архитектурную поддержку» 3,2 Гбит/с.
История USB короче и проще. В 1995 году консорциум из семи компаний (главную роль в нем играет Intel) взялся за создание универсального порта для подключения к компьютеру не очень требовательных к пропускной способности шины (1,5 и 12 Мбит/с) периферийных устройств — мышей, клавиатур, джойстиков, модемов etc. Полноценную жизнь стандарт обрел в 1998 году — к его началу практически все новые компьютеры были оснащены парой аккуратных портов. Но количество USB-устройств было невелико до тех пор, пока не вышла Windows 98. Мало-помалу USB занимала свою нишу, не посягая на владения FireWire, но прибирая к рукам все низкоскоростные устройства. Мирное «параллельное» сосуществование длилось два года — до момента, когда увидела свет спецификация USB 2.01, которая довела максимальную пропускную способность шины до 480 Мбит/с (в сорок раз больше, чем у USB 1.x). Обратная совместимость с коннекторами (страдающими гигантизмом), кабелями (старые USB-кабели для подключения на 480 Мбит/с не годятся) и устройствами USB 1.x при этом была сохранена.
Intel никогда не отзывалась о FireWire отрицательно и даже, было такое время, активно поддерживала разработки, инвестируя Zayante. По слухам, внутри компании долго шли жаркие споры о том, начинать ли с FireWire войну, продвигая по всем фронтам Hi-Speed USB. В конце концов, решили поддерживать обе технологии (но предпочтение все равно отдается USB). Можно предположить, что в неуверенности Intel (или в нежелании преждевременно бить по другой перспективной шине) кроется причина странной задержки с интегрированием контроллеров USB 2.0 в чипсеты. Это предполагалось сделать еще в i815, но первым чипсетом с USB 2.0 стал вышедший в середине прошлого года i845G. Сейчас практически все производители чипсетов для PC встраивают в южные мосты контролеры USB 2.0. и только один — SiS — еще и контроллеры 1394a.

Что лучше?

Несмотря на то что интерфейсы изначально проектировались для разных целей (USB для подключения периферии к ПК, а FireWire для передачи массивных потоков аудио/видеоданных между устройствами), их нынешние инкарнации имеют более или менее похожие характеристики. Перед конечным пользователем (а следовательно, и перед производителем оборудования) встает дилемма: какой интерфейс выбрать? Дать однозначный ответ для всех случаев невозможно даже сейчас, когда Hi-Speed USB получил массовое распространение. В какой-то мере отсутствие тотальной гегемонии одного стандарта даже хорошо — есть возможность использовать уникальные свойства каждого из них (чтобы не томить читателя, сразу заметим, два главных плюса USB 2.0 — это совместимость с USB 1.x и низкая цена).
Теоретически, максимальная пропускная способность Hi-Speed USB — 480 Мбит/с — на 20% выше, чем у распространенного сегодня 1394a. С продвижением Hi-Speed USB стали появляться устройства (например, внешние жесткие диски) с двойным интерфейсом или одни и те же модели с разными интерфейсами. Казалось бы, работать по USB они должны быстрее, но на практике все не так просто: при прочих равных условиях, подключая устройство через FireWire, вы получаете лучшую производительность (и гораздо меньше проблем с горячей заменой), чем при подключении через USB 2.0.
FireWire позволяет соединять устройства в произвольных ветвлениях, оборудование можно подключать (не требуется устанавливать никаких драйверов) или отключать в любое время (даже когда идет интенсивный обмен данными), при этом шина тут же автоматически перестраивается. Ей не нужно управление (работает по схеме peer-to-peer): узлы равноправны и обращаются друг к другу напрямую. Поэтому можно, например, подключить DV-камеру к приводу DVD-RAM без компьютера вообще. А если он и подсоединен к шине, информация с камеры все равно будет идти непосредственно на DVD-RAM без посредничества PC (но он может контролировать трафик, если это необходимо). Через FireWire можно соединить «как попало» (для удобства прикупив два-три хаба) несколько компьютеров, камер, принтеров, внешних CD-R и любое другое оборудование. Все это без проблем станет функционировать с момента подключения, есть только три ограничения:
< не больше 63 устройств на одной шине (но с использованием мостов можно соединять до 1023 шин);
< между двумя устройствами не должно быть больше 16 сегментов;
< в результате соединения не должны образовываться петли (это ограничение снято в 1394b).
Любое устройство, подключенное к шине, способно передавать данные любому другому или нескольким (по изохронному каналу) — например, с компьютерного DVD-ROM- или DVD-плейера данные могут одновременно переписываться на два (или двадцать) DVD-рекордеров.
С USB ситуация совершенно иная — тут устройства по каждому из портов подключаются последовательно, по принципу гирлянды (до 127), а USB-контроллер компьютера стоит в «истоке» шины и руководит каждым устройством на ней. Например, при копировании с USB CD-ROM-дисковода на USB HDD данные обязательно проходят через компьютер (даже если оба устройства подключены к одной гирлянде), что не очень-то эффективно. Такая архитектура позволяет удешевить периферию (и это критично для джойстиков, мышек с клавиатурами etc.), но по гибкости просто несопоставима с peer-to-peer. Особенно при подключении видео- или аудиооборудования. Кроме того, по шине USB без использования специального моста (так называемого адаптера USB-to-USB) нельзя соединить два компьютера и уж тем более зашарить между ними какое-нибудь устройство. Впрочем, используя адаптеры, можно создать сеть (до 17 компьютеров), но вряд ли она будет работать стабильно и эффективно. Так что лучше не надо — бессмысленная трата денег на адаптеры.
Существует дополнение к спецификации USB 2.0 — USB OTG (On-The-Go), которое позволяет создавать мобильные USB-устройства (сотовые телефоны, КПК, цифровые камеры) с ограниченными функциями ведущего узла. Благодаря этому можно, например, распечатывать фотографию с камеры на USB-принтере без участия компьютера (а при подключении к компьютеру такая камера ведет себя, как и любая другая периферия). Для мобильных устройств появился новый тип кабеля — mini-A-to-mini-B и новый разъем mini-AB (для USB OTG), который принимает как mini-A, так и mini-B-штепсели. Это позволяет использовать один и тот же разъем на OTG-устройстве как для прямых соединений с периферией, так и для подключения к компьютеру.
Взглянув на таблицу, вы заметите, что одним из отличий FireWire является гораздо более мощное питание (до 40 Вт), передаваемое по шине. Оно не только обеспечивает работу шины, если какая-то ветка проходит через выключенный узел, но и позволяет запитывать от шины прожорливые устройства вроде внешних HDD. Жаль, что некоторые производители ноутбуков в целях консервации энергии и экономии места (?) оборудуют их четырехштырьковыми разъемами2 — тем самым ломая весь кайф противникам всяких там лишних блоков питания. Что касается USB — запитать жесткий диск или CD-RW-драйв от смешных 5 В и 0,5 А просто нереально.
Шина USB 2.0 эффективна для компьютерной периферии — низкоскоростной и со средними требованиями к пропускной способности, — она дешева и достаточно производительна для большинства задач. FireWire гораздо более гибка в использовании и прекрасно подходит для работы с мультимедиа (DV-камеры, DVD-приводы, аудио, игровые приставки, цифровые телевизоры — все это при наличии портов FireWire легко соединить между собой, причем не обязательно вокруг компьютера). Еще одно применение FireWire — создание полноценных (домашних или студийных) компьютерных сетей с возможностью передачи видео в реальном времени и совместного использования оборудования.
Технологически шина FireWire всегда была впереди и по праву заняла свою нишу. Теперь весь вопрос в том, удастся ли (вариант: захочет ли) Intel агрессивным маркетингом выбить ее из этой самой ниши и поставить на ее место худшую для такого применения, но нужную компании USB 2.0. При благоприятном сценарии оба стандарта будут присутствовать на рынке, жестко конкурируя (цена против возможностей) только в сфере скоростной и мобильной компьютерной периферии.


1 Кстати, для использования технологии USB производители не должны платить никаких лицензионных отчислений.
2&NBSP;ОНИ появились с легкой руки Sony. Вообще, куча разнокалиберных разъемов (4, 6, 9 контактов) уже добрая традиция FireWire (за пропитание производителей кабелей не надо переживать). То ли дело USB — A-to-B и никаких гвоздей. С другой стороны, при случайном подсоединении Hi-Speed USB-устройства через обычный кабель может произойти потеря данных.
6-pin (4-pin без питания)

© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2022
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.