USB := SATA .or. .not. SATA

13 Апр 2013

USB := SATA .or. .not. SATA

Современная технология производства электроники такова, что всю не­об­ходимую функциональность системы можно уместить в один чип. Сдержи­вающими факторами, не позволяющими уменьшить персональ­ную плат­фор­му до размеров спичечного коробка, являются эргономика и …разъемы. С эргономикой не поспоришь – неудобное устройство ры­нок отвергает с по­ро­га. Остаются разъемы, как фактор уль­тра­ми­ни­а­тю­ри­за­ции. Их должно стать меньше. И это несмотря на то, что места для кон­троллеров на крем­ни­е­вой подложке хватит с головой. Но разъем не существует сам по себе, он в прямом смысле неразрывно связан с обслу­жи­ва­е­мым интерфейсом. Значит, не за горами уменьшение количества интерфейсов и их универсализация.

Что известно из истории техники про попытки связать все устройства единым способом? Без сомнения, таким решением был SCSI: интерфейс для малых компьютерных систем. С его помощью подключались принтеры, сканеры, дисковые накопители (на магнитных, оптических и магнитно-оптических носителях). Но в плане универсальности SCSI можно считать удачным только теоретически, в реальной жизни все получилось несколько по-иному.

Сегодня таким претендентом на всестороннее применение становится USB. Универсальная последовательная шина взяла от SCSI все лучшее, в том числе и систему  команд для работы с USB Mass Storage. С ее помощью обслуживаются внешние дисковые накопители. Может быть, стоит отказаться от Serial ATA и расширить использование USB для внутренних подключений? Тем более, что какой-нибудь модный iPad уже прекрасно обходится без жестких дисков, и никому и в голову не придет организовать их эксплуатацию на подобных платформах.

Возможности универсальной последовательной шины

На текущий момент все, что необходимо для поддержки USB-шины со стороны BIOS, уже сделано. Это позволяет в новой UEFI-среде использовать все наработки для интеграции USB-устройств в операционную систему. Хорошей иллюстрацией может служить тот факт, что если Windows XP инсталлировалась с CD/DVD , то новое поколение Windows 8 можно установить уже и с USB-флешки.

Программная совместимость USB-шины в последней из спецификаций дополнена аппаратной совместимостью. Стандарт USB 3.0 снимает ограничение в 500 миллиампер на порт, что открывает широкие возможности для подключения внешних накопителей любой архитектуры. Для USB 3.0 предел потребления установлен в 900 мА. Почему так? Почему не 800 мА или не вдвое против прежнего — 1000 мА? Ответ простой: чтобы обеспечить bus powered — питание от шины жестких магнитных дисков, мощность которых на сегодня типична — в пределах 4,5 ватта.

Осталось посоревноваться USB-шине с SATA-интерфейсом в производительности. И здесь все не так уж плохо. Теоретически дисковая подсистема по спецификации SATA 3.0 способна обеспечить трансфер в 6 Гбит/сек. Это больше, чем пиковое значение USB 3.0, равное в режиме SuperSpeed 5 Гбит/сек. Но есть подозрение, что эксплуатационные характеристики находятся в меньшем разбросе. Веское слово может сказать всестороннее тестирование. Результат будет известен заранее только в одном: USB 3.0 утилизирует больше процессорного времени, чем SATA 3.0. Но в абсолютных цифрах расхождение, думается, не столь значительное. Если SATA займет меньше одного процента CPU Usage, то у USB этот параметр вряд ли будет больше 2–3%.

USB 3.0 догоняет функциональность SATA 3.0 и по такой возможности, как поддержка очереди команд NCQ (Native Command Queuing), ради которой, кстати сказать, и создавался предыдущий стандарт SATA.

Преимущества USB

В том, что USB-шина стремится быть не хуже SATA-шины, кроется большая проблема. В первую очередь – в психологическом восприятии технического решения.  Пользователя «программируют» на поклонение заданному лидеру.

И здесь USB 3.0 удалось опередить своего теперь уже конкурента. Спецификация  xHCI  впервые в истории соревнования двух интерфейсов дает уникальный шанс именно универсальной шине. При проектировании ее третьего стандарта в качестве базовых возможностей была заложена врожденная способность к  виртуализации. Из этого следует, что производительность USB на современных платформах может оказаться принципиально лучшей за счет внедрения SR-IOV технологии. Правды ради следует отметить, что, например, в 7-й серии набора системной логики Intel шина USB пока лишена этого преимущества, но ведь это «пока», а мы заглядываем в будущее?

Теги: