На конференции Hot Chips компания Symwave, которая одной из первых начала проектировать микросхемы, поддерживающие технологию USB 3.0, представила дополнительную информацию о своем интегрированном решении (System on Chip, SoC — "система на кристалле"), соответствующем спецификациям высокоскоростного стандарта.
Технология USB 3.0, о готовности которой было объявлено в ноябре прошлого года, позволяет увеличить пропускную способность с нынешних 480 Мбит/с, поддерживаемых USB 2.0, до 5 Гбит/с. По словам представителей Symwave, их интегрированная микросхема USB 3.0 может найти применение во внешних устройствах хранения, которые смогут пересылать данные со скоростью до 500 Мбайт/с.
Symwave предлагает свои продукты с прицелом на многочисленных индивидуальных потребителей и корпоративный сектор, которые имеют дело с мультимедийными файлами высокого разрешения и вынуждены увеличивать объемы хранимой информации. Спрос на средства хранения продолжает расти, а перенос данных с настольного или мобильного компьютера на внешний носитель сегодня может занять несколько часов. Сдерживающим фактором становится пропускная способность технологии USB 2.0, получившей практически повсеместное распространение на современных ПК и устройствах бытовой электроники.
"Сейчас информационный поток течет через очень тонкую соломинку, -- пояснил Гидеон Интратер, вице-президент Symwave, отвечающий за архитектуру новых решений. -- Протокол ввода/вывода SATA (Serial Advanced Technology Attachment), применяемый в большинстве жестких дисков, обеспечивает пересылку данных со скоростью примерно 300 Мбайт/с, в то время как пропускная способность интерфейсов USB 2.0 на практике ограничена 20-30 Мбайт/с. Технология USB 2 была хороша, когда пользователи хранили на жестких дисках порядка 100 Гбайт данных, теперь же она становится слишком медленной".
К примеру, процедура переноса фильма высокой четкости объемом 25 Гбайт через интерфейс USB 2.0 занимает 13,9 минуты, тогда как применение технологий, отвечающих новому стандарту, по свидетельству представителей USB Implementers Forum, позволит сократить ее продолжительность до 70 секунд. Данные объемом 1 Гбайт пересылаются через новый интерфейс за 3,3 секунды, в то время как ранее на это уходило 33 секунды.
Однокристальные системы Symwave, как утверждает Интратер, обеспечат существенное увеличение быстродействия, превосходящее даже максимальный уровень производительности SATA. В микросхеме, предназначенной для внешних устройств хранения, реализован ряд ключевых для жестких дисков и твердотельных накопителей функций. Благодаря новому чипу, поддерживающему конфигурации RAID 0, у производителей устройств хранения и переносных отсеков для дисков появляется возможность довести пропускную способность своего оборудования до 500 Мбайт/с. Используя технологию RAID, можно наладить выпуск отсеков с двумя дисками, которые будут обеспечивать или ускорение выполнения операций за счет считывания данных одновременно с двух устройств, или повышение надежности путем создания зеркального диска.
"Проектировать дисковые массивы на базе стандарта USB 2.0 не представлялось возможным, поскольку даже один диск SATA полностью загружает весь канал USB, -- пояснил Интратер. -- Кроме того, количество устройств, которые могут получать энергию питания через интерфейс USB 2.0, ограниченно. Спецификации USB 3.0 допускают передачу тока силой 900 миллиампер, в то время как у USB 2.0 сила тока не должна превышать 500 миллиампер. Благодаря внесенным в спецификации изменениям упростилась реализация энергоснабжения портативных массивов RAID, объединяющих два устройства, жестких дисков с высокой скоростью вращения шпинделя, смартфонов и другого оборудования".
Устройства с интерфейсом USB 3.0 меньше загружают центральный процессор. Продукты, соответствующие новому стандарту, обеспечивают обратную совместимость со спецификациями USB 2.0, и, если хотя бы одно из связанных в цепочку устройств не поддерживает USB 3.0, соединение устанавливается по старому протоколу.
Помимо поддержки RAID и конвертации протокола SATA в USB 3.0, микросхема Symwave позволяет выполнять операции аутентификации и шифрования. Аутентификация осуществляется на основе недавно утвержденного стандарта IEEE 1667, средства поддержки которого корпорация Microsoft включила в Windows 7. Для организации шифрования чип Symwave использует технологию XTS-AES, созданную на базе стандарта Advanced Encryption Standard. Производителям систем предоставляется возможность выбора шифрования со 128-разрядным или с 256-разрядным ключом.
Основанная в 2008 году компания Symwave не имеет собственных производственных мощностей и размещает заказы на других предприятиях. В прошлом году ее специалисты приступили к проектированию микросхем для развивающегося стандарта USB 3.0. Разработчикам Symwave пришлось преодолевать целый ряд сложностей, в том числе и связанных с высокой скоростью протокола. При тактовой частоте 5 ГГц биты данных передаются настолько быстро, что по трехметровому кабелю одновременно могут "путешествовать" сразу несколько битов.
Определенные трудности связаны и с вопросами ценообразования. Дело в том, что цена конечного продукта может лишь незначительно превышать стоимость механизмов USB 2.0. Несмотря на существенный рост производительности, потребители не захотят переплачивать за нее вдвое.
В настоящее время у Symwave имеется готовый прототип однокристальной системы, и в компании рассчитывают, что продукты, созданные на его основе, поступят в продажу к концу текущего года.