Когда заходит речь о переходе на какую-либо новую технологию, будь то USB, AGP или Ultra ATA, основные вопросы, которые задает прагматичный пользователь, просты и понятны: зачем (чем новое лучше старого?) и почем (на сколько новое дороже?).
В этой статье мы поговорим об устройствах, подключаемых к USB, основным же стимулом к ее написанию стало то, что на второй вопрос уже смело можно ответить: "Да практически ни на сколько!". Действительно, если сейчас пользователь встает перед необходимостью покупать какое-то устройство, которое существует как в варианте, подключаемом к USB, так и в других, "надбавка за USB-совместимость" либо минимальна, либо вовсе отсутствует. А значит, на первое место выходит вопрос номер один: зачем?
Немного истории
Не так давно среди основных законодателей мод компьютерного рынка родилось очередное глобальное течение, получившее название "отказ от наследуемых интерфейсов". Что же это за интерфейсы, почему они "наследуемые" и почему так жизненно необходимо от них отказываться? Для начала просто перечислим их "поименно":
Так почему же все эти интерфейсы названы "наследуемыми"? Самое простое объяснение звучит так. Если поставить рядом PC XT (8086) и сверхсовременный компьютер на базе процессора Pentium III и сравнить их, то что мы видим? На компьютере с Pentium III — другой процессор (естественно), другой чипсет, другой жесткий диск (на XT обычно стояли не IDE-, а MFM-винчестеры), другая видеокарта, память, в общем, казалось бы, все другое, но… что это? Да, именно они — COM-порты, порт принтера и разъем клавиатуры. Это — то, что в практически неизменном виде досталось всем современным ПК в наследство от их далеких прапрабабушек. Правда, PS/2-мышь немного "моложе" — она впервые появилась на 286-х компьютерах компании IBM. Именно поэтому и именуют подобные интерфейсы "наследуемыми". Чем же это плохо?
Каждому устройству —
по контроллеру?
Перефразируя старую истину, можно сказать: "Во многих интерфейсах — многие печали". И действительно, что получается? Клавиатура "старого образца" должна подключаться к собственному, только ей выделяемому разъему, который обслуживается ее же собственным контроллером. Примитивнейшее (по сравнению, к примеру, с жестким диском или видеокартой) устройство требует своего контроллера! То же самое — мышь PS/2. COM-порт (за исключением различных экзотических вариантов) используется лишь двумя типами устройств — внешними модемами или мышью. Порт принтера — аналогично, тоже два устройства (принтер и/или сканер). Таким образом, на материнской плате "живет" большое количество различных контроллеров, и все, что они должны делать, — ожидать заветного момента, когда к ним будет подключено то единственное устройство, которое они умеют обслуживать. Причем в очень многих случаях этот момент так никогда и не наступает: COM-порты в офисном компьютере с материнской платой формата ATX чаще всего стоят без дела, а LPT-порт задействован только на немногих, использующих локальный (не сетевой) принтер.
Свет в конце тоннеля…
Выход из положения, который нам предлагают, — шина USB (Universal Serial Bus, универсальная последовательная шина). К ней можно подключить клавиатуру, мышь, сканер, принтер, модем, колонки, внешний CD-ROM/CD-RW, видеокамеру… Словом, практически любое из существующих внешних устройств компьютера сейчас представлено и в USB-варианте. При этом, по сравнению с "классическими", такие устройства обладают рядом несомненных преимуществ (собственно, эти преимущества связаны не с ними, а именно с шиной, к которой они подключаются):
Это "пользовательские" преимущества. Но есть и те, что придутся по душе компьютерным специалистам, а именно — решение "вечной, как x86-системы" проблемы нехватки IRQ. С ней сталкивались, наверное, все, кто устанавливал на компьютер более двух плат расширения (не считая видеокарты). И для систем с наследуемыми интерфейсами это естественно: COM-порты, LPT, мышь PS/2, клавиатура "съедают" целых пять IRQ. А USB-контроллер, к которому можно подключить все, что ранее подключалось к этим интерфейсам, использует всего одно.
Недостаток же, и весьма существенный, заключался в очень плохой поддержке, причем со всех сторон. Ни для кого не секрет, что работа USB-устройств в Windows 95 и NT была весьма посредственной (заставить USB-устройство работать под NT считалось задачей почти безнадежной). Первая редакция Windows 98 ситуацию значительно улучшила, но и там были проблемы. К тому же реализация шины USB у некоторых наборов логики (к примеру, у чипсетов VIA для Socket 7/Super 7) тоже давала немало поводов для нареканий. Вносили свою лепту и неотлаженные драйверы производителей устройств. В общем, хорошей идее явно не везло с исполнением.
Однако уже вышли новые чипсеты, поддерживающие даже четыре порта USB, вышла Windows 98 Second Edition, и мы решили, что пришло время еще раз проверить возможность реальной работы в системе, полностью свободной от наследуемых интерфейсов. От тестирования под управлением ОС Windows 2000 мы вынуждены были отказаться, так как выяснилось, что из всех выбранных нами устройств половина не имеет нужных драйверов или же драйверы присутствуют только в бета-версиях. Поэтому мы не будем портить ни себе, ни читателю впечатления о Windows 2000 и вернемся к этой теме позже, когда поддержка со стороны производителей устройств выйдет на должный уровень.
Проверим все на деле
EPoX EP-USB66 – внутренний USB-хаб и контроллер ATA/66 |
Для тестирования была выбрана платформа, сочетающая продвинутые возможности с невысокой ценой: материнская плата на чипсете VIA Apollo Pro 133A (поддерживающем четыре порта USB), Celeron 433 и 128 MB PC100 SDRAM. Прочее оснащение, в принципе, несущественно, однако приведем и его: жесткий диск IBM Deskstar 22GPX 13 GB (7200 об/мин), видеокарта Diamond Viper 770. И жесткий диск, и видеокарта могли бы быть значительно более слабыми, на результатах нашего теста это бы никак не отразилось. А вот список USB-устройств существенно обширнее:
Внешний USB-хаб от Surecom |
Так как число USB-устройств превышало количество портов USB на материнской плате, некоторые устройства были подключены через USB-хабы. Всего использовалось два хаба USB — один внутренний (вставляемый в PCI-слот на плате) и один внешний. Роль внутреннего хаба выполняла комбинированная плата EPoX EP-USB66 — контроллер Ultra ATA/66 и концентратор USB на 4 порта (возможности контроллера Ultra ATA в данном случае просто не задействовались). Второй хаб — внешний Surecom EP-1004P — также имеет 4 порта. В EP-1004P интересно решена проблема потребляемой мощности: он может брать питание прямо с разъема USB, но если к нему будет подсоединяться какое-нибудь особенно мощное устройство, допускается использование и внешнего БП.
Приведем отдельно схему подключения устройств к портам USB:
1-й порт: принтер.
2-й порт: сканер.
3-й порт: хаб EPoX EP-USB66, к которому были подключены:
4-й порт: хаб Surecom EP-1004P, к которому были подключены:
Еще раз подчеркнем, что все эти устройства подсоединялись к компьютеру одновременно.
Естественно, вряд ли такая конфигурация оборудования может встретиться в реальной жизни. Однако она интересна именно тем, что большое количество устройств (многие из них к тому же достаточно сильно "нагружают" шину передаваемыми и/или принимаемыми данными), создает немало потенциальных проблем — совместимости, потребления энергии, одновременной работы (арбитраж) и пр. Таким образом, наша конфигурация являлась своего рода "стресс-тестом". Основная задача, которую мы перед собой ставили, — выявить слабые места системы, оснащенной большим количеством USB-устройств, и, по возможности, разработать тактику, позволяющую эти слабые места обходить без ущерба для функциональности и удобства работы.
Экзамен первый:
установка Windows
Чтобы посмотреть, насколько хорошо ОС обнаружит и правильно опознает наличие множества USB-устройств, мы намеренно усложнили задачу и не подключали их по очереди, а, подключив сразу все, отформатировали диск C: и запустили заново процесс инсталляции Windows 98 SE. Нужно сказать, что ОС вышла из этого испытания с честью: USB-мышь и клавиатура корректно распознались, колонки также были "узнаны", и первая загрузка Windows сопровождалась приличествующими данному событию "фирменными фанфарами" от Microsoft. Все остальные устройства присутствовали в менеджере устройств как определенные, но системе не известные. Из "тонкостей" следует упомянуть следующую: для того чтобы мышь и клавиатура были доступны в процессе работы Windows Setup, необходимо разрешить в BIOS пункт Legacy для USB Keyboard и Mouse. Нужно отметить, что не все BIOS имеют соответствующий пункт для USB-мыши, в некоторых Legacy доступен только для клавиатуры, и в этом случае мышь в процессе инсталляции Windows функционировать не будет. Также не стоит удивляться, когда по завершении установки вы обнаружите в списке устройств по две мыши и клавиатуры. Это следствие того, что BIOS эмулирует стандартную мышь и клавиатуру для программ DOS, не умеющих работать с USB-устройствами.
Экзамен второй:
работа устройств
Мы не будем подробно описывать конкретные модели устройств, принявших участие в тестировании, но все же остановимся кратко на моментах, которые могут представлять интерес для пользователей, не работавших ранее с USB.
Колонки Philips DSS370 не относятся к нижней ценовой группе, и это понятно: достаточно большой размер, оригинальный дизайн, глубокие басы, сабвуфер в комплекте — такую акустическую систему купит только человек, предъявляющий высокие требования к звуку. Интерфейс USB в данном контексте выглядит скорее как приятное дополнение, чем как основное достоинство, и естественно, сохранена
Сканер UMAX Astra 2000U при первом подключении автоматически определился, после чего был запрошен диск с драйверами и установка успешно завершилась без
Модем ST Microelectronics Pegas. USB сначала поражает своими размерами — пожалуй, это самый маленький модем, который нам приходилось видеть. Естественно, он полностью программный,
"Гладко было на бумаге…"
Сначала о некоторых мифах, которые благодаря настойчивым утверждениям производителей устройств уже успели прижиться. Во-первых, постоянно звучащая фраза "USB-устройства при установке не требуют перезагрузки ОС…" часто верна только с поправкой "…во все последующие разы после успешной инсталляции драйверов". Это означает, что при подключении USB-устройства к компьютеру в первый раз чаще всего перезагрузка все же нужна.
Во-вторых, арбитраж оборудования, разделяющего канал USB, оказался не настолько хорош, чтобы на одном порту могли параллельно работать и не мешать друг другу два и более устройства, активно передающих или принимающих данные. Например, если мы подключали USB Ethernet и Castlewood ORB к одному хабу и начинали копирование файла с сетевого диска на ORB, пиковая скорость составляла всего 150 KBps, что гораздо меньше чем половина пропускной способности шины USB. Таким образом, мы видим, что арбитраж на USB вполне реален (устройства не "передрались" и смогли совместно работать на одном канале), но скорость при этом падает чрезвычайно сильно. Именно поэтому современные чипсеты от VIA Technologies, поддерживающие до четырех портов USB, выглядят гораздо привлекательнее для сборки систем, оснащенных большим количеством USB-устройств.
В-третьих, далеко не все производители USB-устройств считают возможным использовать питание, предоставляемое разъемом этой шины. И даже те, кто в принципе допускает это, все равно "подстраховываются", прилагая к своим устройствам отдельный блок питания или другие средства решения проблемы.
Несколько полезных советов
Действительно, не все проходит так гладко, как это часто выглядит на бумаге. Но тот факт, что компьютер с подключенными к нему девятью (!) USB-устройствами работал вполне стабильно и показывал хорошее время отклика при выполнении стандартных операций, явно свидетельствует об одном: время USB уже пришло. Есть еще над чем работать и производителям самих устройств, и пишущим драйверы программистам. Но кое-какие шаги, позволяющие повысить надежность и быстродействие системы, могут быть сделаны и самими пользователями ПК. Вкратце опишем те приемы, которые мы путем "проб и ошибок" выработали в процессе работы над этой статьей.
1. Если одно или несколько устройств, подключенных к USB, работают нестабильно и время от времени перестают реагировать на ваши действия, вполне возможно, виноват слабый блок питания компьютера. В общем, мы не рекомендуем экспериментировать с установкой большого количества USB-устройств на машины с БП менее 250 Вт.
2. Если число используемых вами USB-устройств превышает количество портов на материнской плате, вы будете вынуждены использовать USB-концентраторы (хабы). В этом случае постарайтесь сделать так, чтобы к одному хабу не подключалось более одного устройства, требующего широкой полосы пропускания (дисковод сменных носителей, CD-ROM/CD-RW, сетевой адаптер, принтер, сканер). Словом, старайтесь "прожорливое" оборудование разнести на разные порты — это значительно увеличит его производительность.
3. Если ресурсоемких устройств все же больше, чем портов USB, задумайтесь, какие из них вы не будете использовать параллельно. Пару таких устройств вполне можно подключить к одному хабу, так как в определенный момент времени вы все равно будете работать только с одним из них.
4. Последний совет хорош всегда, но в нашем случае особенно: при любой возможности проверяйте наличие новых драйверов на сайтах производителей. Процесс их "притирки" к USB еще далеко не завершен, так что вероятность решения проблемы просто обновлением драйверов достаточно велика.
USB — это вполне реально
Результаты нашего тестирования свидетельствуют, что на сегодняшний день системы Legacy Free (т. е. свободные от наследуемых интерфейсов) вполне жизнеспособны и могут быть воплощены "в железе", а не только на страницах спецификаций. Конечно же, и операционным системам, и самому "железу USB" еще не хватает того отлаженного автоматизма, с каким работают старые интерфейсы. Но этап, когда USB-устройства были экзотикой, уже прошел. А если вспомнить историю "становления" других интерфейсов, например Ultra ATA и AGP, то вполне логично предположить, что именно "под USB" будут выходить сейчас наиболее передовые по возможностям массовые устройства. А спецификация USB 2.0, в которой полоса пропускания увеличена в 20 раз, должна существенно расширить скоростные возможности этого интерфейса. Похоже, что по массовости и универсальности всем прочим интерфейсам тягаться с USB будет необычайно сложно.
Устройства предоставлены компаниями:
DataLux, тел. (044) 244-8086; K-Trade, тел.
(044) 252-9222; Unitrade, тел. (044) 462-0549;
"Алсита", тел. (044) 244-613; "Евро Плюс", тел.
(044) 271-3741; "Стелс Компьютерс",
тел. (044) 559-7818
Legacy Free от e.service Отрадно, что украинский компьютерный рынок идет в ногу с мировым. Конечно, можно сделать систему Legacy Free, используя для этого обычную материнскую плату, т. е. некоторым образом "искусственно" (просто отключив наследуемые интерфейсы через BIOS). Вместе с тем уже в мае компания e.service планирует начать продажи "истинного" компьютера Legacy Free, который будет называться everest free. Прототип серийной модели был предоставлен нашей Тестовой лаборатории. Итак, что же там внутри? Руководство содержит минимум технических спецификаций, зато очень много внимания уделено установке, настройке и разрешению всяческих проблем. Также отсутствует любимая игрушка всех "любопытствующих" — возможность настройки параметров системы через BIOS (просто нельзя войти в BIOS Setup). Одним словом, поставляется готовое решение, и никакой дополнительной настройки не нужно. Мы уже писали, что рано или поздно компьютер станет в доме столь же привычной вещью, как кофемолка или микроволновая печь. И использоваться он будет не как "настольное пособие по устройству ПК", а для вполне обыденных, "бытовых" нужд: чтобы просмотреть любимый новостийный сайт, найти новый рецепт, написать письмо друзьям, спланировать домашний бюджет… Everest free выглядит как система, вполне готовая к исполнению именно таких обязанностей, — она проста, современна, достаточно производительна, имеет оригинальный дизайн. Осталось только убедиться, что украинский покупатель окажется "лояльным" к появлению на рынке ПК такого направления. Система everest free предоставлена |
Концентратор USB — докинг для ноутбука? Благодаря простоте подключения USB-устройств их вполне можно использовать в составе своеобразной "стыковочной станции" для переносного компьютера. Для этого понадобится USB-хаб, к которому подсоединяются стационарные устройства — принтер, сканер, внешний привод CD-ROM/CD-RW, сетевой адаптер и пр. Эти компоненты могут быть обычными "настольными", используемыми в составе десктоп-систем, и их комбинация вместе с концентратором USB обойдется значительно дешевле, чем набор мобильной периферии, подключаемой через разъемы COM, LPT и PC Card. Подобное решение может быть одинаково удобно как для дома, так и для офиса. Кроме цены, преимущества заключаются в быстром и простом подключении — целый набор периферии подсоединяется к ноутбуку одним единственным кабелем, идущим от концентратора. А используемые устройства при необходимости можно подключить и к другой настольной или мобильной системе, отсоединив их с той же легкостью. Единственное, о чем стоит помнить: для одновременной работы нескольких устройств, активно пересылающих данные, пропускной способности одного порта USB может не хватить. |