รู้จักกับ USB 3.0 การเชื่อมต่อมาตรฐานอนาคต

กระทู้สนทนา
รู้จักกับUSB 3.0 การเชื่อมต่อมาตรฐานอนาคต

ภาพ : USB 3.0 พระเอกคนต่อไปของพวกเรา !!

รู้จักกับ USB

     หลายต่อหลายคนคงรู้จักพอร์ตการเชื่อมต่อแบบมาตรฐานที่ชื่อว่า Universal Serial Bus หรือที่เราเรียกกันอย่างย่อๆ ว่าพอร์ตการเชื่อมต่อแบบ USB และหลังจากที่ทางทีมผู้พัฒนาของไมโครซอฟท์ได้ประกาศถึงการรองรับและความเข้ากันได้ของ USB 3.0 และ Windos 7 ระบบปฎิบัติการตัวใหม่ล่าสุดที่กำลังถุกจับตามอง ทำให้ USB 3.0 ถูกคาดการณ์เอาไว้ว่าจะเป็นพอร์ตการเชื่อมต่อมาตรฐานในอนาคตกันใกล้นี้ และในวันนี้เราจะมาทำความรู้จักกับพอร์ตเชื่อมต่อแห่งอนาคตที่ใกล้ตัวพวกเราให้มากขึ้นกันดีกว่า

ภาพ : ใครมีครบยกมือขึ้นนน !!

USB จากวันนั้นถึงวันนี้


    USB เวอร์ชั่นแรกในชื่อ USB 1.0 เปิดตัวสู่สาธารณะชนในปี คศ.1994 จากการโครงการรวมตัวพัฒนาของพันธมิตรยักษ์ใหญ่ในวงการคอมพิวเตอร์นำด้วยแกนหลักอย่าง อินเทล ไมโครซอฟท์ และ ไอบีเอ็ม จุดประสงค์ของการพัฒนาในครั้งนี้ก็เพื่อขจัดความแตกต่างของการเชื่อมต่อเข้ากับระบบของเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีมาตรฐานเดียวกันทั้งหมด เพื่อประโยชน์ของผู้ใช้และผู้พัฒนา  โดยจุดเด่นอีกอย่างหนึ่งของการเชื่อมต่อแบบใหม่นี้ก็คือ การถอดหรือติดตั้งอุปกรณ์เสริมโดยที่ไม่ต้องเริ่มระบบใหม่อีกครั้งหนึ่ง โดยเรียกฟีเจอร์นี้ว่า Plug and Play นอกจากนั้นตัวเลขเชิงสถิติของอัตราการถ่ายโอนข้อมูลของ USB นับว่าเป็นปรากฎการณ์ใหม่ของวงการคอมพิวเตอร์ในสมัยนั้นเลยทีเดียว (12 Mb/วินาที ในการเชื่อมต่อแบบ Full Speed Sync)

ภาพ : วิธีส่งผ่านข้อมูลของพอร์ต USB


    แม้ว่าจะมีการครหาต่างๆ นาๆมาจากบรรดาผุ้ใช้ทั้งหลาย โดยมีข้อครหาสุดฮิตที่ว่า การเชื่อมต่อแบบ USBเป็นการฮั้วเพื่อเอาเงินผู้ใช้ครั้งยิ่งใหญ่ในวงการคอมพิวเตอร์ เนื่องจากในสมัยนั้น หากผุ้ใช้ต้องการใช้อุปกรณ์ที่ทยอยกันออกมาใหม่เล้วละก็จะต้องซื้อใหม่ยกระบบทั้ง ฮาร์ดแวร์และระบบปฎิบัติการณ์ (Windows NT 4.0 และ Windows 95 รวมไปถึง CPU ตั้งแต่ Pentium II ลงไป ไม่รองรับการเชื่อมต่อแบบ USB ครับ)  แต่ถึงอย่างนั้นพอร์ตเชื่อมต่อแบบ USB ก็ได้กลายเป็นการเชื่อมต่อแบบมาตรฐานในวงการไอทีมาตั้งแต่วันนั้น

พัฒนาสู่อีกขั้นของความเร็ว USB 2.0


    หลังจากการเปิดตัวในเวอร์ชั่น 1.0 ผ่านมาเป็นเวลากว่า 6 ปี ใน คศ. 2000 พันธมิตรผู้พัฒนากลุ่มเดิม (เพิ่มเติมด้วยหลายบริษัท อาทิเช่น NEC และ Philips ) ก็ได้เปิดตัวอีกขั้นของการเชื่อมต่อแบบ USB โดยใช้ชื่อว่า USB 2.0 โดยในครั้งนี้สิ่งที่กลุ่มพันธมิตรผู้พัฒนานำมาเป็นจุดเด่นก็คือการอัตราถ่ายโอนข้อมูลที่เพิ่มขึ้นมาอย่างมหาศาล จากที่ USB 1.0 ทำได้ 12 MB ต่อวินาที USB 2.0 สามารถทำให้ถึง 480 Mbต่อวินาที และเพื่อป้องกันข้อครหาเดิม USB 2.0 ถูกพัฒนามาพร้อมกับฟีเจอร์ความเข้ากันได้ย้อนหลัง (Backward Compatibility)  เพื่อให้ผู้ใช้ระบบเดิมสามารถใช้อุปกรณ์ที่มีการเชื่อมต่อแบบ USB 2.0 ได้โดยที่ไม่ต้องซื้อระบบใหม่ แต่อัตราความเร็วนั้นจะเท่ากับ USB 1.0 (ทำให้ผู้ใช้ต้องซื้อใหม่แบบเสียมิได้)

    USB 2.0 ถูกใช้เป็นมาตรฐานในวงการคอมพิวเตอร์ทั่วไป 2 ปีหลังจากนั้น (2002) ด้วยอัตราการส่งข้อมูลชนิดมหาศาลทำให้ USB 2.0 เป็นตัวเลือกในการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ดิจิตอลหลายๆ ชนิด ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบพกพา (Thumb Drive) ฮาร์ดดิสก์แบบพกพา (External Storage)  เครื่องเล่น MP3 กล้องดิจิตอล และอุปกรณ์ไอทีหลากชนิดที่ต้องการการถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมาก  การพัฒนาแบบก้าวกระโดดครั้งนี้ทำให้ผู้ใช้และผู้ผลิตหันมามองการเชื่อมต่อ แบบ USB มากขึ้นและทำให้พอร์ตเชื่อมต่อแบบเดิมได้หายไปจากท้องตลาด แม้ว่าจะมีอุปกรณ์บางชนิดที่ใช้การเชื่อมต่อแบบเก่า (พอร์ต ISA และ PCI) อยู่แต่มันก็กำลังจะถูกแทนที่ด้วย USB ในอนาคต

    และด้วยความสำเร็จของรุ่นก่อนหน้าเทคโนโลยี USB 3.0 จะเข้ามาสู่ชีวิตประจำวันของคุณอย่างไม่ต้องสงสัย..

ภาพ : ไอคอน USB 3.0

Super Speed เร็วกว่า High Speed 10 เท่า !!

    เมื่อปลายปี 2008 กลุ่มพันธมิตรผู้พัฒนา (USB Implementers) ได้เปิดเผยการเชื่อมต่อแบบ USB รุ่นล่าสุดในเวอร์ชั่นก่อนวางจำหน่ายใช้ชื่อว่า USB 3.0 ลงในเวปไซต์ของพวกเขา (www.usb.org) แน่นอน คุณสามารถเดาได้เลยว่าจุดเด่นที่นำมาโน้มน้าวให้ผูใช้ตื่นเต้นในครั้งนี้ก็เหมือนๆ กับครั้งก่อน หากแต่ว่าเมื่อมองดูตัวเลขสถิติการถ่ายโอนที่ทางทีมพัฒนากล่าวเอาไว้ แม้ว่ามันจะเป็นแค่สถิติเชิงทฤษฎีแต่ด้วยอัตราการถ่ายโอนข้อมูลด้วยความเร็วระดับ 5GB ต่อวินาทีก็ทำเอาผู้ใช้หลายต่อหลายคน (รวมถึงตัวผมเอง) ตื่นตะลึงกับการก้าวกระโดดอีกครั้งของเทคโนโลยีเป็นอย่างมาก และจับตามองถึงเทคโนโลยี USB 3.0 ว่าจะเป็นรายการคุยโม้เพื่อขายของอีกครั้งของผู้พัฒนาหรือเปล่า?

ภาพ : ตารางเปรียบเทียบระหว่า USB 2.0 และ 3.0

5 GB ต่อวินาที ! จริงดิ !?


    อย่างที่ผู้ใช้หลายๆ คนทราบและประสบพบเจอเข้ากับตัวเอง แม้ว่าข้อมูลทางสถิติของการเชื่อมต่อแบบ USB 2.0 จะมีตัวเลขสูงถึง 480 MB ต่อวินาที แต่ดัวยพัฒนาการของระบบฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่สถิติการถ่ายโอนข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือโน้ตบุ้คในทุกวันนี้ทำอัตราการถ่ายโอนได้เพียงแค่ 30-35 MB ต่อวินาที ถ้าหากเชื่อมต่อด้วยพอร์ตแบบ USB 2.0 ซึ่งผู้ใช้ส่วนใหญ่เรียกปัญหานี้ว่า ปัญหาคอขวด การเชื่อมต่อที่สามารถทำอัตราการส่งผ่านข้อมูลที่เร็วกว่า 100 MB ในปัจจุบันก็มีเพียงแค่การถ่ายโอนข้อมูลด้วยการเชื่อมต่อแบบ SATA ในฮาร์ดไดรฟ์ขนาด 3.5 นิ้วของเครื่องพีซี และแฟลชเมมโมรี่แบบ SSD (ประมาณ 200 MB ต่อวินาที) เท่านั้น และมีการวิเคราะห์ว่าจะไม่มีการก้าวกระโดดไปมากกว่านี้ภายในเวลาอันใกล้อย่างแน่นอนเพราะเป็นขีดจำกัดของอุปกรณ์ทั้งระบบ จึงเปิดคำถามขึ้นกับราคาคุยของ USB 3.0 ด้วยหัวข้อที่ว่าอะไรที่ทำให้มันแตกต่างจนสามารถสร้างประสิทธิภาพขนาดนั้นได้ ทั้งๆ ที่มันมาพร้อมกับฟีเจอร์เข้ากันได้ย้อนหลังกับ USB รุ่นก่อนๆ?  

ภาพ : ความเร็วเฉลี่ยนในการถ่ายโอนข้อมูลของพอร์ต USB ยกตระกูล

8b/10b Encoding


    การถ่ายโอนข้อมูลใน USB 3.0 จะใช้การเข้ารหัสแบบ 8b/10b แทนที่ของเดิม การเข้ารหัส (Encode ) แบบ8b/10b เหมือนกับการเชื่อมต่อแบบ SATA ของ ฮาร์ดไดรฟ์และพอร์ตเชื่อมต่อแบบ PCI-EXPRESS การเข้ารหัสแบบ8b/10b คือการเข้ารหัสที่นำข้อมูลดิบมาใช้เพื่อช่วยในการเพิ่มอัตราของการส่งผ่านข้อมูล โดยอัตรการถ่ายโอนข้อมูลจะมีอัตรการเปลี่ยนหน่วยที่แตกต่างจากของเดิม กล่าวคือในการเปลี่ยนหน่วยขอข้อมูลดิบจาก Bits เป็น Bytes จะกลายเป็น 10:1 แทนที่ของเดิม 8:1 โดยสิ่งที่เพิ่มมาคือข้อมูลที่ช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายโอนให้มากขึ้น

ภาพ : 8b/10b Encoding (คนโพสก็ไม่เข้าใจครับ - -*)

4+5 = 9 !!


    แม้ว่า USB 3.0 จะนำฟีเจอร์การเข้ากันได้แบบย้อนหลังติดมากับมันด้วย แต่ถึงอย่างนั้นมันก็มีการเปลี่ยนแปลงในระดับฮาร์ดแวร์อยู่ USB 3.0 ได้เพิ่มพอร์ตการเชื่อมต่อมาจากเดิมเป็น 9 ช่องทาง (ดูรูป) โดย 2 ใน 5 ช่องที่เพิ่มมาจะทำหน้าที่ในการส่งผ่านข้อมูล ในขณะที่อีก 3 ช่องจะทำหน้าที่ในการรับข้อมูล ทำให้ USB 3.0 มีประสิทธิภาพในการรับและส่งข้อมูลพร้อมกันมากกว่าเดิม แต่ถ้าการส่งผ่านข้อมูลมีลักษณะไปในทิศทางเดียวกัน (เช่นการโอนข้อมูลไปอีกฝั่งหนึ่ง) ทั้ง 5 (+4) เส้นก็จะทำหน้าที่แบบเดียวกัน ทำให้การส่งผ่านข้อมูลของ USB 3.0 สามารถทำได้ดีกว่าการเชื่อมต่อในรุ่นก่อนๆ อย่างเห็นได้ชัดเลยทีเดียว

         

ภาพ : 9 กับ 5 แค่เลขก็เยอะกว่าเเล้ว !!

เพิ่มพลังพร้อมๆ กับรักษาพลังงาน


    ไม่เพียงแค่อัตราความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น USB 3.0 ยังมีความสามารถในการส่งผ่านกระแสไฟฟ้าที่มากกว่าเดิม โดยยึดจากรายละเอียดของทีมผู้พัฒนาและผลการทดสอบพบว่า USB 3.0 สามารถส่งผ่านกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุดถึง 900  milliamps เลยทีเดียว นับว่าเพิ่มขึ้นมาหลายเท่าจากตัวเลข100 miliampsที่ USB 2.0 สามารถทำได้ ทำให้การชาร์ตพลังงานในอุปกรณ์ดิจิตอลต่างๆ (เครื่องเล่น MP 3, กล้องดิจิตอล, โทรศัพท์มือถือ ) สามารถเชื่อมต่อกันได้กว่า 4 ชิ้น (ใน 1 HUB)โดยใช้พลังงานจากสาย USB 3.0 เพียงเส้นเดียว และในอีกทางหนึ่ง USB 3.0 จะสามารถให้พลังงานกับอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีขนาดใหญ่ขึ้นได้อย่างไม่มีปัญหา


    อีกสิ่งหนึ่งที่เป็นปัญหาของ USB 2.0 และได้รับการแก้ไขใน USB 3.0 ก็คือระบบการส่งผ่านข้อมูลกับอุปกรณ์เชื่อมต่อที่เปลี่ยนไป ใน USB 3.0 เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เป็น HOST จะมีการตรวจสอบและถามผู้ใช้เป็นระยะๆ ถึงการอนุญาติให้มีการส่งข้อมูล (หรือกระแสไฟ) ไปถึงอุปกรณ์เชื่อมต่อหรือไม่ แทนที่จะทำการส่งผ่านข้อมูล (กระแสไฟ) อย่างต่อเนื่องดังที่เป็นมาใน USB 2.0 ซึ่งสถานะของอุปกรณ์เชื่อมต่อที่ไม่ได้มีการส่งผ่านข้อมูลจะอยู่ในสถานะ idle และจะทำให้ระบบของผู้ใช้มีการประหยัดพลังงานที่มากขึ้น โดยฟีเจอร์นี้สามารถทำงานแบบแยกสายได้ถึงแม้อุปกรณ์จะอยู่ใน HUB เดียวกัน (ฉลาดซะไม่มี...)

ทุกอย่างมี 2 ด้าน...


    จากตัวอย่างของการพัฒนาที่ผมยกมา แม้จะมีข้อปลีกย่อยอีกหลายข้อที่ทางทีมพัฒนาได้กล่าวเอาไว้ (เช่นการติดตั้งพอร์ตให้ถูกวิธี, ความยาวของสายที่ห้ามเกิน 3 เมตร หากต้องการความเร็วสูงสุด ) แต่ USB 3.0 ก็เต็มไปด้วยประสิทธิภาพและฉายแววของความเป็นผู้นำในเรื่องของพอร์ตเชื่อมต่อตามรอยรุ่นพี่ของมันได้อย่างไม่มีข้อกังขา (คู่แข่งของมันก็คือพอร์ตเชื่อมต่อประเภท Fire Wire) แต่แม้กระนั้นข้อเสียพร้อมข้อครหาต่างๆ นาๆ ก็หลุดออกมาให้พวกเราได้เห็น ข้อเสียที่เห็นได้ชัดก็คือการที่ ไมโครซอฟท์ประกาศออกมาว่า Windows 7 อาจจะต้องการการอัพเกรดเพื่อให้รองรับกับการเชื่อมต่อของ USB 3.0 (หางเริ่มโผล่...) และยังไม่รับปากเรื่องที่ USB 3.0 จะสามารถใช้ได้บนระบบปฎิบัติการณ์ตัวเก่าอย่าง Windows XP และ VISTA (นั่นประไร...) รวมไปถึงผู้พัฒนาฮาร์ดแวร์อย่าง อินเทล ที่ออกมาบอกว่าแพลตฟอร์มที่สามารถเข้าถึงประสิทธิภาพของ USB 3.0 ได้อย่างเต็มที่ (Ibex Peak chipset (P55) ) จะออกวางจำหน่ายภายในปี 2010 (เก็บตังได้เลย...) ทำให้ผู้ใช้หลายต่อหลายคนมีความกังวลว่า USB 3.0 คือเทคโนโลยีที่ถูกยัดเยียดให้ใช้โดยไม่สามารถปฎิเสธได้หรือไม่.. แต่จากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในกรณีของ USB 2.0 เราก็คงปฎิเสธไม่ได้ว่า USB 3.0 จะก้าวมามีส่วนร่วมในชีวิตประจำวันของพวกเราอย่างไม่ต้องสงสัย

ภาพ : เจอกันในปี 2010 นะคร้าบบบ !!



    


แก้ไขข้อความเมื่อ
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่