Автор: Юрий Ревич

Все нынешние компьютеры обязательно снабжаются портами USB, а для некоторых устройств это и вовсе единственный способ общения с внешним миром. Говорят, правда, что даже в "базовой" версии 400-мегабитный FireWire все равно лучше и быстрее USB 2.0 с его формальными 480 Мбит/с. Но если это действительно так, а не очередная мантра, выдуманная фанатами Apple, то почему USB доминирует количественно? И что нам даст новая версия USB 3.0, появление которой ожидается в этом году?..

В настоящее время действует несколько стандартов под этим названием: от IEEE 1394a (2000 год, усовершенствованный вариант оригинального IEEE 1394 от 1995 года) с максимальной скоростью 400 Мбит/с до IEEE 1394b в версии S3200 (2007 год) с максимальной скоростью 3,2 Гбит/с[Существует еще и IEEE 1394c — вариант FireWire 800 с использованием Ethernet-кабелей категории 5 и разъемов RJ-45].

Парадоксальным образом, Apple, находившаяся в 1995 году в глубоком дауне, чуть сама не погубила FireWire, запросив после его принятия в качестве стандарта IEEE аж по доллару лицензионных отчислений за каждый порт, установленный в устройствах сторонних производителей. Разработанный Apple совместно с Texas Instruments и предназначенный для замены сложного и дорогого параллельного SCSI, интерфейс FireWire был рассчитан на элитарных пользователей, подключающих к своим "аристократическим Макинтошам" всяческую передовую видеотехнику или суперскоростные (по тем временам) жесткие диски. В дальнейшем размер отчислений был снижен вчетверо, а кроме того, производителям совместимых устройств разрешили бесплатно использовать торговую марку FireWire, но интерфейс так и остался элитарным (заметьте, что мышь и клавиатура к совреенным Макам подключается через обычный USB). Еще до принятия стандарта IEEE 1394 Sony разработала совместимый интерфейс под названием iLink практически тот же самый FireWire, только заточенный под бытовую электронику.

Отметим также, что IEEE 1394 входит как составная часть в спецификации интерфейса Serial SCSI.

FireWire применяется в основном для подключения различных скоростных ме диа-устройств — видео- и фотокамер, внешних дисков и оптических приводов, а также мобильных рэков. "Базовый" FireWire 400 (в настоящее время под ним, как правило, подразумевается усовершенствованная версия IEEE 1394a, а не оригинальная IEEE 1394) имеет кабель с шестью проводниками, заимствованный, между прочим, у игровой приставки Nintendo GameBoy. Из них четыре проводника представляют собой две витые пары ("данные" и "стробы"), а по двум оставшимся подается довольно мощное питание (от 8 до 30 В, 1,5 А). Соответственно, разъемов тоже два типа: полный шестиконтактный и более миниатюрный четырехконтактный (без питания), использующийся в малогабаритных устройствах (вроде карманных видеокамер).

На мой взгляд, проблема с питанием в FireWire решена безобразно, несмотря на значительную его мощность (до 45 Вт): как раз миниатюрные устройства логично было бы запитать от разъема, например, для подзарядки (как делается во множестве USB-гаджетов), но этому мешает значительный допустимый разброс напряжения, что предполагает наличие универсального вторичного источника в подключаемом устройстве. Для сканеров — ситуация нормальная, а вот мобильные гаджеты от этого только усложняются и удорожаются, отчего возможности шины по части питания большей частью пропадают втуне. USB со своими жестко заданными пятью вольтами оказывается удобнее, несмотря на гораздо меньшую мощность: от такого напряжения можно, к примеру, напрямую заряжать некоторые типы аккумуляторов.

Введение новой версии стандарта IEEE 1394b внесло какое-никакое разнообразие. Касаться применения оптоволокна (с помощью которого только и можно обеспечить скорости 1600 и 3200 Мбит/с на декларируемом расстоянии 100 метров) мы не будем, достаточно того, что FireWire 800, как называет IEEE 1394b компания Apple, имеет уже 9-контактный разъем, причем сигнальных пар по-прежнему две, а дополнительные контакты используются для лучшего экранирования. Стандарт предусматривает два режима работы: так называемый бета-режим, который, собственно, и есть IEEE 1394b, и двухстандартный (буквально "двуязычный" — bilingual) режим, позволяющий подключать и старые устройства IEEE 1394a. Соответственно, к шести- и четырехконтактным разъемам добавляются два варианта 9-контактных, отличающихся размером ключа (рис. 1), а также переходные кабели во всех вариантах.

Хорош FireWire и тем, что не требует специальных корневых устройств — концентраторов, то есть он обеспечивает как подключение нескольких (до 63) устройств к главному устройству (компьютеру), так и соединение "точка-точка" при общении устройств напрямую. Интерфейс также более лоялен к горячему подключению — стыковать устройства можно при работающей шине. Заметим, что современные материнские платы все чаще снабжаются встроенным FireWire.

По большей части они поддерживают IEEE 1394a (FireWire 400), но есть и платы, поддерживающие скоростной IEEE 1394b.

Встатье про "Перпендикулярные терабайты" ("КТ" #741-742) я отмечал, что когда-то существовали накопители на магнитной ленте, которые за один такт могли считать сразу 36-битовое число. Долгое время в группе лидеров скоростных соединений держался сложный и дорогой параллельный SCSI. Порт LPT тоже был довольно популярен — еще лет десять назад под него выпускали не только принтеры, но и сканеры и цифровые камеры. Казалось бы, преимущество параллельной передачи данных перед последовательной видно невооруженным глазом — если по одному проводу за такт передается всего один бит, то по восьми проводам — сразу целый байт.

Однако такое естественное представление справедливо лишь для относительно небольших скоростей обмена. Когда речь заходит о десятках мегабит в секунду, преимущества параллельной передачи становятся не столь однозначными. Тот же LPT может выдать до 16 Мбайт/с — но только при качественном и не слишком длинном кабеле. Ведь в параллельной линии проводники всегда немного разные, отчего при увеличении длины кабеля и скорости передачи биты, передаваемые по разным проводам, начинают "разъезжаться" во времени — одни приходят чуть раньше, другие чуть позже. По науке это называется "фазовый сдвиг". При достаточно высоких скоростях он начинает сказываться уже на небольших расстояниях, — например, при тактовой частоте системной шины 533 МГц (и тем более при 1066 МГц) материнскую плату приходится проектировать так, чтобы проводники, связывающие процессор и память, были строго параллельными и имели одинаковую длину. Учитывая, что число одних только линий данных доходит до 128, можно представить, какая головоломная задача встает перед конструкторами.