Light Peak - bude USB nahrazeno světlem?

10. 11. 2010 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Společnost Intel představila funkční prototyp technologie, které umožní optický přenos dat i v běžných PC nebo noteboocích. Sama myšlenka není nikterak nová, ale jedná se o první dostatečně levnou implementaci. První produkty prý můžeme očekávat již v prvním pololetí roku 2011, ovšem výhody a nevýhody této novinky si můžeme shrnout již dnes.

Princip fungování technologie Light Peak není nikterak složitý a navíc je ověřen dlouholetou praxí. V telekomunikacích a páteřních sítích se používá celá léta a výhody i nevýhody optického vedení dat jsou nejméně mezi odbornou veřejností dobře známy. Vzhledem k tomu, jak se používá, je jasné, že výhody celkem převažují, navíc nevýhoda největší, tedy cena, se zřejmě Intelu povedla odstranit.

Hlavními výhodami jsou především přenosová rychlost, která už v prototypech dosahuje 10Gbit/s, v následujících letech by ale mohla vzrůst více než desetinásobně. Dále to je minimální útlum signálu a prakticky neexistence digitálního šumu. To umožňuje bez zvláštních potíží vést signál na relativně dlouhé vzdálenosti, v současné specifikaci se počítá se 100 metry (u USB všech typů zhruba s metry pěti). Díky těmto vlastnostem má Light Peak ambici stát se univerzálním konektorem, který by nahradil jak USB pro nejrůznější periferie (od myší či klávesnic přes tiskárny až k přenosům dat na externí disky) tak přenos obrazového signálu k monitorům, méně rozšířená připojení typu FireWire a klidně i pevné síťové připojení nebo SATA a SCSI rozhraní. Za zmínku stojí i fakt, že celá technologie má sběrnicový charakter, umožňuje najednou připojovat prakticky libovolný počet zařízení a obsahuje i QoS (Quality of Service) řízení. I Hot Plug je samozřejmostí.

Nejprve k základním údajům, aby nikomu nic neuniklo. Optické vedení signálu ve skleněných vláknech je v podstatě jednoduchá záležitost – na jedné straně je třeba blikat nějakým světelným zdrojem, na druhé pak s dostatečnou přesností signál zachytit. Samotná skleněná vlákna už dnes nejsou žádnou zvláštností, v Light Peaku budou dvě 62,5 mikronová, ve světě existují dostatečné výrobní kapacity a cena není nijak vysoká. Ani „fotobuňky“, tedy čipy citlivé na světlo, nejsou dnes ničím zvláštní, hlavním tahákem je tedy zdroj světla. Jako ten se dnes používají lasery typu VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), což je v podstatě (ale velmi zjednodušeně) dioda.

Současná konstrukce Light Peaku funguje následovně – základem je čip, který řídí práci převodníku mezi elektrickým a světelným signálem. Intel stvořil přídavnou PCI-Express kartu, na které je jeden takovýto čip, k němuž jsou připojeny dva převodníky, z nichž každý dvěma dvojicemi optických vláken (jedno pro down- a druhé upload) obslouží dva konektory, jsou celkem tedy čtyři. Navíc se vzhledem k rychlosti a šíři pásma uvažuje nad užíváním jakýchsi hubů, to by dávalo smysl například v případě, že byste v obývacích místnostech měli pouze monitor a (k němu) připojenou myš, klávesnici, případně herní ovladače (klidně také přes Light Peak nebo spíše bezdrátově) a jediným kabelem vedly veškerá data včetně těch obrazových klidně několik desítek metrů k domácí "serverovně", kde by byl samotný nepříjemně hučící počítač (třeba ve sklepě rodinného domu).

Přestože se jednoznačně jedná o velký technologický krok kupředu a osobně věštím Light Peaku celkem dobrou budoucnost, má pochopitelně své nevýhody a problémy, ať už se jedná o počáteční nedopracovanosti nebo přímo z podstaty věci vycházející omezení. O nich se také musíme zmínit.

Hlavní nevýhodou je určitě fakt, že neexistuje prozatím zpětná kompatibilita se staršími produkty, budete-li chtít Light Peak používat, budete muset také koupit veškeré nové vybavení. Nějaký méně bystrý čtenář by se možná mohl podivit, proč to považuji za nejdůležitější z nevýhod, když je to u úplně nové technologie jasné. Není. Hlavní problém totiž spočívá v tom, že Intel poté, co rozpracovanou technologii koupil od Apple, nestihl dokončit všechny specifikace před tím, než bylo vydáno USB 3.0. Kdysi dávno při pouhém plánování USB 3.0 se totiž s optickou cestou trochu počítalo a minimálně do velké varianty konektoru by se obě skleněná vlákna i s koncovkou při troše snahy vešla.

Ač se to možná nezdá, na obrázku je počítač Apple, resp. jeho vnitřnosti, na kterých Intel předváděl funkční prototyp Light Peak.

I druhá hlavní nevýhoda souvisí s neuskutečněním implementace optické datové cesty do USB. Z podstaty věci je jasné, že po skleněném vláknu elektrický proud k napájení periferií (myší, ale i třeba malých externích disků) nepřivedete. Intel samozřejmě koketoval s myšlenkou oplášťování skleněných vláken vodivým materiálem, který by nefungoval jako stínění, ale pouze jako vodič. Ovšem v případě delšího kabelu je jasné, že odpor a ztráty musí být příliš velké. A hned by se ztratila hlavní konkurenční výhoda oproti USB.

Vedle těchto zásadních problémů se lze setkat i s muškami typu nižší fyzické odolnosti skleněných vláken, ale to lze řešit promyšlenou konstrukcí kabelů – byť třeba za cenu nižší ohebnosti. V tuhle chvíli Light Peaku nesvědčí ani fakt, že Intel dosud nepředstavil jednoduché a levné řešení převodu signálů data/optika v jediném levném čipu, který by se dal umístit kamkoli, jako je to naprosto běžné u USB už od první generace, i když na tom ve spolupráci s dalšími firmami usilovně pracuje a nemá být daleko od komerčně nasaditelného výsledku.

Budoucnost datových přenosů je jistě v optice, byť první krůčky v masovém nasazení jsou jako u malého dítěte poněkud nejisté. Nástup Light Peak určitě nebude tak raketový, jaký jsme zažili třeba u USB, byť se předpokládá, že zejména Apple ho bude ve svých výrobcích prosazovat už od příštího roku. Výrazně zajímavý bude nejspíše až od dalšího navýšení přenosových rychlostí, kdy zastíní i pořád ještě výkonnější, ale mnohem méně univerzální DisplayPort. A vůbec nelepší by bylo, kdyby se Light Peak vešel do specifikací USB, nejlépe už od verze 3.1 :-)