LightPeak a USB 3.0: bleskový přenos dat

0

Úvod, historický přehled rozhraní, USB 3.0

Na začátku jedenadvacátého století počítačové společnosti
neustále vymýšlejí něco nového, vývoj pádí zběsilým tempem kupředu, a jedna
novinka stíhá druhou – superrychlé USB ve své třetí verzi vlastně ještě není
ani nijak zvlášť rozšířené, a už se mluví o jejím dvakrát rychlejším nástupci:
technologii LightPeak.

V polovině devadesátých let 20. století jsme byli
svědky rychlého nástupu rozhraní USB (Universal Serial Bus). Jedná se o
univerzální interface, které umožňuje k počítači připojovat všechna možná
externí zařízení, jako jsou myši, tiskárny, pevné disky, flash disky nebo
skenery. K hlavním výhodám USB patří skutečnost, že podporuje technologii
plug&play (takže po
připojení nového zařízení není třeba počítač restartovat), a kromě toho
umožňuje připojená zařízení zásobovat dodatečnou energií.

Jedinou nevýhodu USB pak představuje jeho rychlost, či spíše
pomalost – i v  pokročilé verzi 2.0 činí pouhých 480 megabitů za vteřinu.
Každý jistě dobře ví, jak dlouho pomocí USB 2.0 trvalo třeba kopírování delšího
filmu z pevného disku třeba na flash disk.

Je nasnadě, že právě rychlost je tím ukazatelem, podle něhož
se uživatelé rozhodují, zda si nový interface pořídí. Podívejme se proto na
historický přehled jednotlivých rozhraní, a především na to, jak se v průběhu
času vyvíjely jejich přenosové rychlosti.

tabulka rozhraní a přenosových rychlostí

Superrychlé USB ve třetí verzi

Podle technické specifikace nabízí USB 3.0 rychlost až 5 Gb
za vteřinu, je tedy teoreticky až desetkrát rychlejší než staré USB 2.0. Je
však třeba dodat, že oněch 5 gigabitů za vteřinu je hodnotou pouze teoretickou.
V praxi to bude určitě méně, záleží totiž také na rychlosti připojeného
externího zařízení. Intel uvádí, že kopírování filmu o velikosti 27 gigabajtů
na multimediální přehrávač bude pomocí USB 3.0 trvat pouhých 70 vteřin, zatímco
s použitím USB 2.0 by celá činnost zabrala celých 15 minut.

USB 3.0 je bezpochyby rychlejší než stará verze. Technologie
plug&play samozřejmě zůstala zachována. Důležité změny proběhly i co se
týče napájení – zatímco staré USB 2.0 umožňovalo dodávat externímu zařízení
proud o kapacitě 500 mA, novější varianta USB 3.0 již umožňuje napájení proudem
o síle 900 mA.

Novinkou je rovněž to, že USB 3.0 dokáže komunikovat
s připojenými zařízeními pouze v případě, že do nich chce posílat data.
USB 2.0 totiž neustále komunikovalo se všemi připojenými externími periferiemi,
a to bez ohledu na to, zda s nimi v tom okamžiku chtěl počítač jakkoli
pracovat. V praxi tato inovace umožňuje daleko lepší energetickou správu.

Pozitivní vlastností nového rozhraní USB 3.0, které nese
označení SuperSpeed, je skutečnosti, že je se staršími typy USB zpětně
kompatibilní. Co to znamená v praxi? Do portu USB 3.0 můžeme připojit jak
nejstarší typ zařízení USB 1.0 LowSpeed, tak USB 2.0 Fullspeed. Avšak pozor –
připojíte-li k modernějšímu rozhraní USB 3.0 starší zařízení USB 2.0, už
nebudete moci využít výhod desetkrát rychlejší komunikace.

V konkurenčním boji to USB 3.0 bude mít těžké

V současnosti je na trhu již velký počet zařízení
podporujících USB 3.0. Do notebooku je možné tento interface nainstalovat
prostřednictvím slotu Express Card. Zatím poměrně nepříjemnou nevýhodou USB 3.0
je chybějící podpora ze strany operačního systému Windows. Prozatím je potřeba
při zapojení řadiče pokaždé instalovat ovladače výrobce. Tato situace by se
měla změnit při uvedení Service Packu 1 pro Windows 7.

V nabídce je již několik desítek kusů hardwaru od
různých výrobců. Jedná se především o přístroje, u nichž je podstatná rychlost
datového přenosu, a které tudíž plně využijí rychlost nového rozhraní – tedy
zejména flash disky (například Kingston DataTraveler), různé externí pevné
disky nebo SSD (Solid State Drive) od významných hráčů na trhu, jako jsou
společnosti Western Digital, Iomega, MSI nebo Verbatim. Dalo by se říci, že
ceny za zařízení vybavené USB 3.0 jsou v porovnání se starším rozhraním
podobné. Společnost Iomega například nedávno ohlásila, že její externí disky vybavené
USB 3.0 se budou pohybovat ve stejném cenovém rozmezí, jaty se starším USB
2.0.

LightPeak

USB 3.0 se pravděpodobně stane novým standardem, podobně
jako tomu bylo u jeho předchůdce, a jeho životnost se plánuje na hezkých pár
let. Na druhou stranu to ale USB 3.0 nebude mít jednoduché – výrobci se snaží
používat co nejuniverzálnější řešení, a navíc se pokoušejí o datový přenos bez
drátů. Klasické kabelové USB tak má konkurenci v bezdrátovém USB,
v kategorii spotřební elektroniky ji bude mít například i ve velmi rychlém
standardu Wireless HD s přenosovou rychlostí až 4 Gb/s, který je určen
zejména pro bezdrátový přenos videa ve vysokém rozlišení. Konkurenci k USB
3.0 navíc plánuje i samotný Intel, bez něhož by univerzální standard USB nikdy
nevznikl.


Technologie LightPeak

Optický LightPeak: Rychleji a lépe

Intel v současnosti představuje prototyp technologie, nazvané
LightPeak, která umožní optický přenos dat ve stolních PC nebo
v noteboocích. Její princip není nijak složitý, je ověřený dlouholetou praxí
– optický přenos dat se používá například v telekomunikacích či v páteřních
sítích.  Kapacita metalických vedení již
naráží na své limity, řešením je proto optické vedení signálu. (Pro zajímavost:
rychlost světla v optických kabelech činí přibližně 200 000 km/s, je
tedy přibližně o třetinu nižší, než ve vakuu). Největší nevýhoda optického přenosu
dat – tedy cena – se Intelu podařilo odstranit. První produkty vybavené touto technikou
by se měly na trhu objevit již v první polovině roku 2011.

Hlavními výhodami technologie LightPeak je především
přenosová rychlost, která už v prototypech dosahuje 10 Gb/s, a v následujících
letech by mohla vzrůst více než desetinásobně, na 100 Gb/s. Další výhodou je
především minimální útlum signálu a praktická neexistence digitálního šumu. To
umožňuje bez zvláštních potíží vést signál na relativně dlouhé vzdálenosti,
v současné specifikaci se počítá se 100 metry, zatímco u USB všech typů
zhruba s pěti metry. Díky těmto vlastnostem má LightPeak ambici stát se
univerzálním konektorem. Mohl by nahradit jak USB pro nejrůznější periferie (myši,
klávesnice, tiskárny, externí disky), tak přenos obrazového signálu
k monitorům, připojení typu FireWire, a také SATA nebo SCSCI rozhraní.

LightPeak má i nevýhody

Optické vedení signálu ve skleněných vláknech je
v podstatě jednoduchá záležitost – na jedné straně je třeba blikat světelným
zdrojem, na druhé straně pak s dostatečnou přesností signál zachytit.
Samotná skleněná vlákna dnes už nejsou žádnou zvláštností, v LightPeaku
budou dvě 62,5 mikronová. Ani čipy citlivé na světlo dnes nejsou ničím zvláštní.
Hlavní zajímavostí je tedy zdroj světla: používají se lasery typu VCSEL
(Vertical Cavity Surface Emitting Laser).

LightPeak v akci

Současná konstrukce LightPeaku funguje následovně – základem
je čip, který řídí práci převodníku mezi elektrickým a světelným signálem.
Intel stvořil přídavnou PCI Express kartu, na které je jeden takový čip.

Hlavní nevýhodou je skutečnost, že prozatím neexistuje zpětná
kompatibilita se staršími produkty. Budete-li chtít LightPeak používat, musíte
si zakoupit také veškeré nové vybavení. Problém spočívá v tom, že poté, co
Intel rozpracovanou technologii koupil od Applu, nestihl dokončit všechny specifikace
před tím, než bylo vydáno USB 3.0. Při plánování USB 3.0 se totiž
s optickou cestou počítalo a minimálně do velké varianty konektoru by se
obě skleněná vlákna při troše úsilí vešla.

I druhá hlavní nevýhoda souvisí s tím, že se
neuskutečnila implementace optické datové cesty do USB. Z podstaty věci je
jasné, že po skleněném vláknu elektrický proud k napájení periferií nepřivedete.
Intel si samozřejmě pohrával s myšlenkou oplášťování skleněných vláken
vodivým materiálem, který by nefungoval jako stínění, ale pouze jako vodič.
Ovšem v případě delšího kabelu je jasné, že odpor a ztráty musí být příliš
velké, čímž by se hned ztratila hlavní konkurenční výhoda oproti USB.

LightPeak

Rychlý vývoj kupředu

Budoucnost datových přenosů spočívá jednoznačně ve světle –
ačkoli u optické technologie LightPeak nelze očekávat tak raketový nástup, jaký
jsme zažili v případě USB před několika lety. Je pravda, že například
společnost Apple ve svých produktech s podporou LightPeaku již počítá.
Vývoj v oblasti datových rozhraní pokračuje dále mílovými kroky, a v současnosti
se nedá předvídat, jakých technologií a přenosových rychlostí se dočkáme
v nadcházejících několika letech.

Ohodnoťte tento článek!