Serial ATA

Классический интерфейс ATA был разработан более 15 лет назад для подключения встроенного в жесткий диск контроллера к хост-контроллеру, который по шине PCI общается с остальными компонентами системы. Интерфейс ATA - параллельный, данные передаются 16-битными словами, поэтому диски должны подключаться с помощью многожильных шлейфов. Передача на больших скоростях по таким кабелям - большая проблема, поэтому при переходе к более быстродействующему протоколу UltraDMA/66 шлейф пришлось экранировать и добавлять контрольные коды, чтобы обеспечить необходимые характеристики сигналов на повышенной частоте. Последний протокол - UltraDMA/100 - позволяет достигать пиковой скорости в 99.9 Мб/с, но это уже максимум, что можно выжать из ATA.

Вторая проблема связана с теми же шлейфами, которые заметно мешают правильной циркуляции воздуха внутри корпуса, особенно если: 1) материнская плата имеет расположение разъемов, не соответствующее спецификации ATX; 2) шлейфы уложены неправильно.

Так как сейчас реализация высокоскоростных последовательных интерфейсов (передающих данные побитово по одному проводнику) не составляет особых технических трудностей, идея перевода жестких дисков на другой тип интерфейса возникла давно. И только сейчас она, похоже, близка к воплощению в реальных устройствах. Новый интерфейс Serial ATA (SATA) находится в разработке достаточно давно, и вот на форуме IDF Fall'2000 были продемонстрированы более-менее доведенные до ума прототипы.

Интерфейс Serial ATA предназначен для подключения устройств с интерфейсами ATA и ATAPI, т.е. жестких дисков, CD, DVD и других приводов. Он использует тонкий кабель, похожий на тот, что служит для подключения аналогового выхода CD-ROM-драйва к входу звуковой карты. Система "master-slave" больше не используется, так как каждое устройство подключено своим кабелем (топология "звезда"). Скорость обмена - 1500 Кбит/c, что дает эффективную пропускную способность около 150 Мбайт/c - в полтора раза выше максимальной пиковой, а не эффективной пропускной способности Ultra ATA. Впрочем, наверняка первые реальные продукты будут иметь возможность работать на скорости 2х. Стандартные ATA-диски можно будет подключить к SATA-контроллеру через адаптер, и наоборот - SATA-диск через адаптер подключается к старому контроллеру.

На IDF были показаны оба варианта подключения. SATA-контроллер производства APT Technologies соединялся с жестким диском производства Seagate (см. рис.).

Была продемонстрирована работа под разными ОС, кроме того, вместо жесткого диска подключался CD-ROM.

Фирма Silicon Image представила два адаптера, позволяющих соединять обычный жесткий диск с обычным контроллером (см. рис.).

Массовый переход на новый интерфейс ожидается через год, а в ближайшие месяцы будет объявлено о выходе готовой спецификации. О поддержке SATA во встроенных контроллерах производители чипсетов пока не объявляли.

USB 2.0

Этот интерфейс уже успел проникнуть в персональные компьютеры, поэтому новым его назвать трудно. Отличия второй версии от первой состоит в возможности работы на повышенной скорости. USB 1.1 допускает подключение двух видов устройств - медленных на скорости 1.5 Мбит/c и полнофункциональных - на скорости 12 Мбит/с. Новый стандарт вводит еще одну скорость - 480 Мбит/c, при этом никаких новых требований к соединительным кабелям не предъявляется. Старые устройства по-прежнему могут взаимодействовать с USB2-контроллером.

Новые контроллеры уже появились - сначала Philips, потом NEC объявили о начале поставок. Intel планирует ввести поддержку USB 2.0 в свой хаб ICH3, который будет входить в состав чипсетов i850E, i810E2, ну и, скорее всего, i815E2.

IEEE 1394

Первоначально новый интерфейс для подключения цифровых устройств к персональным компьютерам в 1986 году начала разрабатывать фирма Apple. В 1995 году международная организация IEEE, взяв за основу Apple'овскую FireWire, опубликовала спецификацию IEEE 1394-1995. В соответствии с ней новый интерфейс предназначался для "горячего" PnP-подключения высокоскоростных периферийных устройств на скоростях 100, 200 и 400 Мбит/c посредством тонкого кабеля типа "витая пара", используется топология "дерево", т.е. каждое устройство может стать узлом-разветвителем, к которому подключены "ветви" (число узлов - до 63, соединительных ветвей - до 1023). В целом, интерфейс 1394 по принципу работы больше напоминает локальную сеть, так как реализует три нижних уровня сетевого взаимодействия OSI. В отличие от USB, который предназначен для подключения компьютерной периферии (мышей, клавиатур, мониторов, переносных и внешних винчестеров и пр.), интерфейс IEEE 1394 создавался в первую очередь для устройств обработки видео и аудио - цифровых видеомагнитофонов, видеокамер, телевизоров, камкодеров и другой профессиональной и бытовой техники - для чего сейчас и применяется.

Так как по каналам 1394 передается аудио- и видеоинформация, сам по себе поднялся вопрос защиты авторских прав. В итоге возник протокол Digital Transmission Copy Protection (DTCP), известный также как "5C", который предназначен для авторизации, шифрования и ограничения повторного воспроизведения, вводя статусы "свободно копируется", "копируется однократно" и "не копируется".

Развитием интерфейса стала спецификация 1394a, известная также как 1394-2000. Она определяет некоторые моменты интерфейса, способные привести к сбоям, - например, возникновение петель или переходные процессы при подключении нового устройства в "горячем" режиме.

Новая версия 1394b должна появиться к концу 2000 года. Это уже значительный шаг вперед. Скорости передачи возрастают до 3.2 Гбит/c, длина подключения - до 100 метров по витой паре, кроме того, вводится поддержка пластиковых и стеклянных оптоволоконных кабелей. Это позволяет говорить об использовании 1394 для построения небольших локальных сетей.

Материнские платы со встроенным 1394-контроллером сейчас продаются, как и отдельные контроллеры в виде плат расширения.

Итог

Итак, расставлю все по своим местам. SerialATA занимает главенствующее положение внутри компьютера, подключая накопители к остальным подсистемам. Снаружи - USB, который берет на себя все чисто "компьютерные" периферийные устройства - мыши, клавиатуры, колонки, принтера и т.д. А 1394, он же FireWire, он же I-Link, соединяет компьютер со всей остальной техникой - аудио-, видео-, теле-, фото- и так далее.

Макс КУРМАЗ,
hardware@kv.minsk.by