USB 2.0 стучится в дверь?

Универсальная последовательная шина USB вскоре должна сменить имидж путем перехода на новую спецификацию. Собственно, сама версия 2.0 была представлена значительно раньше нынешней осени — еще на Intel Developer Forum весной 1999 года, но с тех пор она претерпела две редакции (окончательная появилась в конце апреля 2000 года), и только к концу нынешнего года производители вышли на уровень прототипов, демонстрировавшихся на нескольких выставках и прочих мероприятиях второй половины года. Компания Orange Micro устроила на «Comdex Fall 2000» демонстрацию технологии в действии, сравнивая воспроизведение на компьютере видеопотока с двух дисков: одного, подключенного по стандартной шине USB со скоростью 12 Мбит/с, а второго — через прототип шины USB новой версии 2.0, скорость обмена которой составляла 480 Мбит/с. Как и следовало ожидать, в первом случае изображение сменялось на экране с частотой 2–3 кадра в секунду, а во втором выглядело вполне живым.

В главную команду компаний-разработчиков стандарта входят Intel, Compaq, Microsoft, NEC, а также присоединившиеся недавно Hewlett-Packard, Lucent и Philips. Корпорация USB Implementers Forum (USB-IF), созданная вышеперечисленными участниками для продвижения стандарта, объявила на выставке еще и о новой программе сертификации периферийного оборудования, которое, пройдя тесты на совместимость, будет теперь носить один из двух новых логотипов в зависимости от поддерживаемой максимальной скорости.

USB 2.0 оговаривает использование тех же самых кабелей и разъемов, которые применялись для версии 1.1. Новые устройства должны также «мирно сосуществовать» со старыми. Основным отличием версии 2.0 от 1.1 является скорость передачи — 480 Мбит/c против 12 Мбит/с. Физическая реализация интерфейса такие скорости вполне допускает при наличии согласования приемника и передатчика с волновым сопротивлением соединительного кабеля (которое в данном случае составляет 90 Ом). Разумеется, в новом стандарте должна обеспечиваться и совместимость устройств разных версий. Контроллер/хаб версии 2.0 должен уметь работать в трех режимах: high-speed (480 Мбит/с), full-speed (12 Мбит/с) и low-speed (1,5 Мбит/с), а периферийные устройства версии 2.0 при подключении к хабу версии 1.1 должны работать на скорости 12 Мбит/с.

Кроме аппаратуры требуется поддержка со стороны программного обеспечения, а именно — операционной системы. На сегодня никакой информации от Microsoft о драйверах или «заплатках» для USB 2.0 не поступало. От системы требуется возможность распознавания периферийного оборудования, поддерживающего новую версию USB, и оптимизация производительности в случае, когда к системе с поддержкой USB 2.0 подключены устройства как версии 2.0, так и 1.1. Если же система обнаруживает периферию с поддержкой версии 2.0 в сочетании с контроллером/хабом версии 1.1, то ее задача — выдать предупреждение о неоптимальности конфигурации и задействовать соединение на скорости 12 Мбит/с.

В соответствии с требованием plug and play определение максимальной скорости, на которой могут работать USB-устройства, выполняется автоматически. В данном случае используется комплексное решение. Для определения того, поддерживает ли устройство работу на скорости 12 Мбит/с или только 1,5 Мбит/с, применена технология, подобная давно используемой, к примеру, в некоторых сотовых телефонных аппаратах, где тип аксессуаров, подключаемых к разъему расширения, определяется по наличию и величине резисторов между сигнальными линиями и линиями питания. В случае с USB это выглядит в соответствии с рисунком. Далее высокоскоростные устройства изначально идентифицируются как поддерживающие 12 Мбит/с, а определение наличия поддержки скорости 480 Мбит/с производится с помощью низкоуровневого протокола идентификации, когда между устройствами уже налажен обмен данными на скорости 12 Мбит/с.

Аналогично стандарту USB 1.1 компании-разработчики не планируют лицензировать или каким-либо образом ограничивать использование патентов, на основе которых созданы спецификации USB 2.0.

Теперь дело за производителями микросхем, перед которыми стоит задача не только реализовать элементную базу, но и добиться такого объема производства, который позволит удержать цену на чипсеты на уровне современных реализаций для USB 1.1. Одной из первых здесь может оказаться малоизвестная конечным пользователям компания In-System Design (ISD), которая еще летом сделала прототип моста для шины USB 2.0, а на «PC Expo 2000» компании Hitachi, Panasonic и Toshiba уже демонстрировали привод DVD-RAM, подключенный к компьютеру с помощью этого моста.

По некоторым данным, Intel планировала встроить поддержку USB 2.0 в чипсет i815, но что-то помешало, и выпуск такого чипсета перенесен в планах на начало 2001 года. Следует ожидать, что контроллеры нового стандарта сначала появятся на рынке в виде отдельного решения типа PCI-карт, а предполагаемая цена этих карт составит около 80 долларов.

На рынке бытовой электроники USB 2.0 вряд ли составит конкуренцию IEEE1394, поскольку у этих стандартов разная модель соединения: USB реализует соединение типа «ведущий-ведомый» и требует наличия компьютера, управляющего процессом обмена, или подобного ведущего устройства, а IEEE 1394 — модель типа «равный с равным». Соответственно использование USB для обмена данными между, например, видеокамерой и телевизором принципиально возможно, но не рационально, так как понадобится компьютер. Впрочем, в составе домашнего аудио/видеокомплекса при наличии управляющего центра такое использование USB вполне реально.

Не лучшие перспективы у нового стандарта и на рынке профессиональной графики, но причина здесь в другом. Большинство графических рабочих станций, таких как Power Macintosh G3/G4, уже используют IEEE 1394, и убедить Apple перейти на другой стандарт, пожалуй, не удастся. К тому же и на рынке цифровых видеокамер IEEE 1394 обосновался достаточно прочно.

Тем не менее, у нового стандарта есть и большой плюс: отсутствие лицензирования и необходимости выплаты лицензионных отчислений, что имеет место в случае с IEEE 1394.

Перспективных применений для новой технологии вполне достаточно. В первую очередь это касается цифровых видеокамер, сканеров, устройств для проведения видеоконференций, цифровых фотокамер и устройств захвата видеоизображения, имеющих высокую разрешающую способность. В частности, такие производители, как Hewlett-Packard, MicroTek и PlusTek, уже начали разработку сканеров с новым интерфейсом.

Еще одной неплохой перспективой для USB можно признать применение этой шины в качестве интерфейса устройств хранения данных большого объема. Пропускная способность в 480 Мбит/с соответствует 60 Мбайт/с, что практически не уступает скорости интерфейса ATA/66 и на 20% превосходит IEEE 1394a. Тем не менее, практика пока дает повод для сомнений: максимальная скорость обмена, достигнутая производителями в накопителях с интерфейсом USB 1.1, составляет 700-900 Кбайт/с против теоретических 1,5 Мбайт/с, а для IEEE 1394 — 14 Мбайт/с против теоретических 50 Мбайт/с.

Наконец, несмотря на то, что шина изначально не предназначалась для сетевого применения, соединение нескольких компьютеров по USB может оказаться самым дешевым решением для построения небольших домашних сетей, учитывая, что их пропускная способность превышает возможности 100-мегабитного Ethernet. В этом случае, правда, не обойтись без специальных аппаратных устройств — два компьютера нельзя соединить по USB непосредственно. Но за таковыми дело не станет — например, компания NetChip уже анонсировала чип под названием TurboCONNECT2, предназначенный для соединения типа «host to host».