Konektory a sběrnice základních desek na cestě časem

Ohnivý drát přichází

Společnost Apple Computer ukázala světu minimálně ještě jednu další vychytávku, a to když v roce 1995 přišla se standardem sériové sběrnice označené jako FireWire (IEEE 1394 High Speed Serial Bus) a aby těch zmatků nebylo málo, v terminologii Sony je toto rozhraní (téměř úplně stejné) označováno jako tzv. i.LINK. Toto však v porovnání s jeho větším 6pinovým bratříčkem vynechává dva kontakty poskytující připojeným zařízení elektrické napájení. Ty tak musí použít napájení vlastní.

Zajímavostí budiž také to, že vývoj standardu započal již v osmdesátých letech minulého století (1986) a do jeho kompletace tak uplynulo celých 9 let. Přichází na svět hlavně jako náhrada vysloužilého SCSI rozhraní, které v té době bylo bezesporu tím nejrychlejším, co trh pro obyčejné "smrtelníky" nabízel. FireWire ale vítězí, a to především díky jednodušší kabeláži. Umožňuje také propojit ve stromové struktuře až 63 periferních zařízení. Velkou výhodou je též podpora technologií Plug and Play a Hot Swap - zařízení spolupracující s touto technologií tak bylo možno připojit k systému, který si odpovídající ovladače již sám vyhledal, případně připojit nebo odpojit připojenou periferii bez nutnosti vypnutí počítače nebo restartu.

Toto rozhraní je dnes nejčastěji používáno pro připojení digitálních videokamer a většinou v kombinaci s rozhraním USB také k připojení úložných zařízení (pevných disků). Výhodné je ale hlavně jeho použití v případě zpracování videosekvencí, protože poskytuje dostatečné přenosové kapacity a oproti USB také stabilnější datový tok. Konstrukce řadiče též méně zatěžuje během přenosu dat celý systém. Zařízení lze pomocí FireWire též napájet, a to až 30 volty.

V současnosti jsou k dispozici tak hned dvě verze tohoto rozhraní - první (IEEE 1394a) s maximální přenosovou rychlostí 400 Mbit/s a druhé (IEEE 1394b), jehož teoretická maxima se zdvojnásobila - nyní jde tedy o metu rovných 800 Mbps. Druhá revize standardu využívá datového kabelu o rovných devíti vodičích. V současnosti se pracuje na nové "céčkové" revizi standardu IEEE 1394, která by měla umožnit technologii pracovat přes prostředí Ethernetu.

Velkou výhodou rozhraní je také jeho schopnost zastoupit síťovou kartu. Lze tedy propojit například dva a více počítačů odpovídajícím FireWire kabelem, nakonfigurovat IP adresy, nastavit sdílení a vše krásně rychle poběží. V případě potřeby připojit více počítačů je však možné, že bude nutno použít nějaký hardwarový rozbočovač (hub).

USB stále lepší

USB představuje zkratku technologie Universal Serial Bus, což je jakýsi "vylepšený nástupce" rozhraní RS-232 (viz. minulá kapitola) a již v jeho první verzi umožňuje přenos dat rychlostí až 12 teoretických megabitů za sekundu (Full Speed). To však pouze s délkou kabelu maximálně 5 metrů, který musí být navíc kroucený a samozřejmě také stíněný. V praxi je možné pro přenosy, které vyžadují nižší rychlost 1,5 Mbps (Low Speed), použít také nestíněný a nekroucený 3m kabel.

V době působení USB 1.0 tak toto rozhraní rozhodně nemohlo kralovat, a sice v důsledku existence několikanásobně rychlejší sběrnice FireWire 1394. To však sdružení výrobců, kteří stáli za zrodem USB, opět v čele se všudypřítomným Intelem, nemohlo dopustit. Proto dali hlavy dohromady a navrhli inovaci, která umožnila tomuto rozhraní pracovat na rychlosti úžasných 480 Mbit/s, což odpovídá zhruba 60 MB/s. Nutno ovšem říci, že se opět jedná o rychlost teoretickou, které v praxi nikdy ani zdaleka nedosáhnete.

Největším přínosem je ale zachování zpětné kompatibility, kterou ale ostatně bude podle aktuálních informací mít i připravované USB 3.0, o kterém přineslo několik informací již USB Implementers Forum na akci Intel Developer Forum (IDF) v roce 2007. Finální specifikace pak byla oznámena o rok později. Zde byla přislíbena nejen 10x násobně větší přenosová rychlost (4,8 Gbps, SuperSpeed), ale zároveň také lepší napájecí (Power) management, který každému z připojených zařízení standardně nabízí 150 mA proudu, přičemž maximální hodnota proudového odběru může být až 900 mA (toto představuje rozdíl oproti 100 mA a 500 mA u USB 2.0).

Daní za tuto rychlost nicméně byla skutečnost, že v nové revizi došlo ke zvýšení počtu vodičů z původních čtyř na celkových devět, čímž je tedy nutno použít jiného přepracovaného konektoru, který v sobě v sobě obsahuje jak piny staršího USB (pro zachování zpětné kompatibility), tak i pěti nových. Téměř stejná inovace zasáhla i konektor typu B, byl však o něco rozšířen na výšku, a sice kvůli zisku místa pro nové piny. Nejvíce toto však zasáhlo malý konektor typu micro AB, který byl na rozšíření až moc malý, musel být tedy mírně přepracován a zavedeno určité "rozšíření". Příchod nových USB 3.0 zařízení a základních desek s jejich podporou je odhadován na druhou polovinu tohoto roku (2009).

Pozn.: Jak jsme vás již dříve informovali, první ukázka běhu USB 3.0 byla provedena na letošním CESu (2009).

Dnes existuje opravdu velké množství zařízení, které se sběrnicí USB spolupracují, je přitom nutno říci, že jich je mnohem více, než v případě FireWire, proto je toto také mnohem rozšířenější. K USB tak připojíte klávesnice, myši, různé rozšiřující periferie (numerickou klávesnici k notebooku a další), přenosné externí disky, flashdisky.

Existuje ještě jedna odnož USB, a sice bezdrátová Wireless USB, která poskytuje naprosto stejné rychlostní limity jako USB 2.0 (na vzdálenost maximálně 3 metrů, na vzdálenost 10 metrů jde pak o 110 Mb/s propustnost), ale stále se ne a ne prosadit.

SATA může být i externí

Serial ATA přišlo na svět v době, kdy již bylo jasné, že klasické paralelní ATA dosáhlo svého výkonnostního vrcholu a jako neperspektivní muselo být odloženo. Výrobci se tehdy chopili své příležitosti a navrhli, aby rozhraní bylo uzpůsobeno k jednoduchému používání a rychlejšímu přenosu. Vzhledem k tomu, že se opět jedná o seriové rozhraní, což již napovídá samotný jeho název, mohla být také radikálně snížena šířka datového kabelu propojujícího základní desku s pevným diskem.

Na svět tato technologie přišla na přelomu let 2003 a 2004, přičemž jeho úspěšnost značí také fakt, že během pouhých dvou let od svého zavedení již SATA zařízení získávají nad svými staršími paralelními bratříčky drtivou převahu. Netrvá přitom dlouho a první verze rozhraní SATA dovolující maximální přenosovou rychlost 1,5 Gbps (150 MB/s) je inovována, přičemž jeho nástupce, v různých kuloárech označován jako SATA II (správný a oficiální název zní SATA 3Gb/s), nabízí rychlost rovnou dvojnásobku původní hodnoty.

Pozn.: Je třeba zmínit odlišné kódování přenosu, které je na rozdíl od PATA disků využívajících standardní 8bitové kódování hned 10bitové, a proto můžeme zmíněné přenosové rychlosti vyjádřit jako 150 MB/s (1,5 Gb/s) či 300 MB/s (3 Gb/s).

Serial ATA ale není jen o rychlosti, nabízí totiž také mnoho nových technologií, které různými způsoby zlepšují efektivitu práce s pevným diskem. Za všechny můžeme zmínit například technologii Hot-Swap umožňující přímé odpojení disku od systému, aniž by bylo nutné počítač vypnout, nebo techniky pojmenované jako Staggered Spin Up či Port Multiplier. Pro podrobnější popis těchto a dalších technologií, které nové sériové rozhraní pro připojení pevných disků a dalších zařízení přináší, nalistujte prosím náš článek Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků.

Před několika dny bylo dále oznámeno, že třetí verze specifikací SATA byly po poměrně dlouhých přípravách schváleny. Potvrzena byla nejen nová (a opět dvojnásobná) přenosová rychlost 6 Gb/s, ale také vylepšení techniky Native Command Queuing (NCQ), jež zvyšuje výkon při přehrávání videa či hudby. Zlepšena byla také správa napájení. Nový standard si samozřejmě zachovává plnou zpětnou kompatibilitu s předchozími verzemi.



Pro mobilní využití se ve světě objevila také poměrně nová modifikace SATA, jež je známa jako eSATA (External SATA) - od svého předchůdce se přitom liší víceméně pouze použitými konektory a samozřejmě také kabely, které již nemají to známé "L" klíčování. Nová revize však nemá u výrobců základních desek a externích pevných disků takovou podporu, a proto se jako taková rozšiřuje poměrně velmi pomalu.

Rozhraní eSATA má také několik dalších odlišností, které je dobré znát. Nejdůležitější z nich je zejména to, že během probíhajícího přenosu zatěžuje procesor zcela minimálně (daleko méně než např. oblíbená a univerzální sběrnice USB), přičemž dovoluje také použití daleko větší délky propojujícího kabelu než SATA (až 2 metry - stíněný) a jeho konektory jsou navrženy na daleko hrubší zacházení a častější odpojování. Oproti externím diskům s rozhraním USB 2.0 nebo IEEE1394 FireWire dokáže poskytnout plný výkon SATA a také podporu SMART. Zapotřebí je k tomu v podstatě pouze eSATA kabel, jenž se připojí k eSATA konektoru v počítači.

Pozn.: Tolik důležitá funkce Hot-Plug (viz výše) ale nemusí být funkční zcela automaticky, protože pro její korektní využití musí být v BIOSu a operačním systému zapnuta podpora specifikace AHCI (Advanced Host Controller Interface), se kterou přišel samotný Intel. Bez ní není totiž možné využívat pokročilejších SATA technologií. Problémem však je, že se specifikace zavádí během instalace operačního systému - proto pouhý přechod pomocí přepnutí jedné položku v BIOSu z režimu emulace IDE na AHCI nepomáhá. Jakými způsoby je toto tedy možné řešit, naleznete v našem druhém dílu zabývajícím se nastavením BIOSu.