Наиболее широко используемый универсальный последовательный порт в мире — это порт USB 2.0, стандарт, который был с нами более 20 лет и даже в супе. Однако указанный порт имеет определенные ограничения, которые заставляют задуматься: почему ему до сих пор нет замены?
Достаточно хорошая проблема заключается в том, что когда технология достигает производительности, позволяющей нам использовать ее в повседневной жизни без осложнений, тогда она становится приемлемой для общественности, а любые дополнительные улучшения в конечном итоге отбрасываются. Самый яркий случай — это порт USB 2.0, который со временем полностью устарел, но продолжает оставаться актуальным.
Почему USB 2.0 должен исчезнуть?
Количество внешних портов, которые мы используем, если у нас есть настольный ПК или ноутбук, не меняется, поскольку мы обычно называем так те, которые используем для подключения к ним периферийных устройств. Проблема возникает, когда мы видим большое количество портов USB на многих материнских платах, настолько, что оно просто огромно. От куда это? Многие из них являются производными от контактов D+ и D- USB 3-го поколения и выше. Однако, если мы вытащим мышь и клавиатуру, мы обнаружим, что есть ряд устройств, которые не могут нормально работать с низкой скоростью USB 2.0.
На что мы ссылаемся?
- Внешние веб-камеры.
- SSD и USB жесткие диски.
- Захват видео для потоковой передачи.
- Видеокамеры для видеомонтажа.
На самом деле из всего, что мы подключаем к нашему ПК, порта USB 2.0 достаточно только для мыши, клавиатуры, геймпадов и наушников. И парадокс заключается в том, что это намного превышает то, что необходимо для этого типа периферийных устройств с точки зрения пропускной способности, но ему не хватает таких элементов, как задержка, которую добавляет указанный интерфейс. Очевидно, что 1 миллисекунда незначительна, но в некоторых приложениях это не так, и необходим вариант указанного порта с минимально возможной задержкой, не может быть, чтобы мы продолжали использовать интерфейс 20-летней давности без изменений.
Возможная замена: оптические интерфейсы
Мышь требует максимум, и мы преувеличиваем, около 10 Кбит/с для работы, так как ее внутренняя схема вычисляет положение и затем отправляет координаты на ПК. Однако задержка составляет 1 миллисекунду. Причина? Ну, сопротивление проводки добавляет задержку. Это связано с явлением, называемым задержкой RC, которое можно перевести как электрическое сопротивление и задержка емкости, и оба они могут быть определены следующим образом:
- Сопротивление — это сложность, с которой электрический сигнал циркулирует через определенный материал.
- Емкость – это способность материала удерживать электрический заряд.
Таким образом, проблема не в интерфейсе, а в кабеле, и поэтому было бы намного лучше использовать версию, в которой контакт данных USB будет использовать оптоволокно. Однако это не было сделано и никогда не рассматривалось. Во всяком случае, это не было сделано из-за того, что, например, оптический порт или SP/DIF отправляет только в одну сторону. Что сделало бы его идеальным для мыши и клавиатуры, но не для управления динамиками и не для наушников с микрофоном. Это не исключает того, что нам нужно питать одно и то же периферийное устройство от одного и того же интерфейса. Следовательно, для определенных периферийных устройств необходим интерфейс с очень низкой задержкой.
Как это повлияет на приложения?
Преимуществом будет особенно в играх, особенно требующих высоких скоростей, факт сокращения времени получения входных данных от периферийных устройств, то есть при нажатии клавиши, перемещении или выполнении щелчка мышью и т. д. Если мы говорим об играх, работающих со скоростью 30 кадров в секунду, 1 мс — это очень низкий процент от 33 мс, необходимых для генерации кадра, но если мы играем с частотой 120 Гц и с той же частотой кадров, 1 мс из 8 мс — это много. высшее время.
Хотя наше повседневное использование не повлияет на это, в играх мы увидим небольшое увеличение производительности за счет устранения проблемы задержки RC, которая влияет на интерфейсы USB 2.0. Настолько, что существуют радиочастотные адаптеры для беспроводных мышей и клавиатур, которые имеют меньшую задержку, чем проводные периферийные устройства.
