Текст книги "Цифровой журнал «Компьютерра» № 12"
Автор книги: Компьютерра Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 9 страниц)
Терралаб
Дряхлый Феникс: «возрождение» Polaroid
Олег Нечай
Основатель легендарной компании Polaroid Эдвин Лэнд, наверное, ворочается в гробу от того, что происходит сегодня с его детищем. Знаменитый изобретатель, по количеству патентов уступающий только Эдисону, специализировался на изучении эффекта поляризации света, то есть, проще говоря, явлении разделения волны на два вектора. Чтобы понять важность этих исследований, достаточно упомянуть, что без них не было бы поляризационных линз и фильтров, приборов ночного видения, рентгеновской плёнки, ЖК-дисплеев и даже новомодных 3D-очков!
Впрочем, обывателю компания Polaroid знакома благодаря «побочным продуктам» – самозатемняющимся солнечным очкам-«поляроидам» и, конечно же, моментальным фотоаппаратам, которые до эпохи цифровой фотографии многим представлялись чуть ли не волшебными шкатулками, способными сразу же после съёмки выдавать готовые бумажные карточки.
Технология моментального фото была создана ещё в начале 1940-х годов, а первые серийные камеры Land Model 95 появились в продаже только после войны – в 1948 году. Первоначально снимки были чёрно-белые (до 1950 года – с оттенком сепии), а цветные плёнки были созданы лишь в 1963 году.
В последних вариантах «поляроидов» съёмка велась на специальную фотоплёнку, заключённую в картридж, в который были впаяны проявляющие и фиксирующие реактивы. При перемещении через механику аппарата пакетики с химическими составами вскрывались и реактивы попадали на плёнку. В результате через некоторое время после съёмки из аппарата вылезала готовая позитивная фотография в характерной рамочке.
Качество снимков было, мягко говоря, посредственным, но чудо вылезающей из камеры карточки покоряло даже людей, искушённых в фотографии. Если кто уже забыл, чтобы получить отпечатки с плёночного фотоаппарата, нужно было сначала проявить плёнку, и лишь потом перенести изображение с неё на фототобумагу, которая, в свою очередь, тоже требовала проявки. Процесс включал в себя не только собственно проявку, но и несколько промываний и фиксирование картинки. При этом если проявление и печать чёрно-белых фотографий быстро осваивали даже дети, то цветное фото в силу сложности процесса было уделом профессионалов. А владельцу Polaroid было достаточно нажать кнопку, чтобы получить цветную фотографию, причём сразу!
Пик популярности моментальных фотоаппаратов Polaroid пришёлся на 1980-е годы. Отголоски этой волны успели докатиться даже до Советского Союэа, где «Поляроид» вошёл в обязательный комплект «упакованного» гражданина наряду с японским «двухкассетником» и видеомагнитофоном.
Появление доступной цифровой фотографии и дешёвых цветных принтеров к началу 2000-х полностью разрушило этот чрезвычайно успешный бизнес. Действительно, кому нужен громоздкий агрегат, печатающий на дорогостоящей бумаге мутные снимки размером меньше почтовой открытки, если «цифромыльница» способна делать фотографии гораздо более высокого качества, причём, если их не распечатывать, а только просматривать на экране, то практически бесплатно! В 2001 году Polaroid впервые обанкротилась, и впоследствии под этим брендом продавались плоскопанельные телевизоры и портативные DVD-плееры. Выпуск моментальных фотоаппаратов был полностью прекращён в 2007 году, а расходных материалов (SX-70/600) – в 2008 году.
Компанию погубила недальновидность руководства, которое не верило в скорый успех цифрового фото, хотя Polaroid была одним из первых производителей серийных цифровых фотокамер. К примеру, в 1996 году был представлен 1-мегапиксельный (не смейтесь!) фотоаппарат Polaroid PDC-2000 с ПЗС-матрицей, объективом с фиксированным фокусным расстоянием 38 мм (в 35-мм эквиваленте) и памятью на 40–60 снимков. Камера отличалась весьма причудливым дизайном и чудовищной ценой – от $2500 до $3700.
В 2008 году компания снова объявила о банкротстве и была куплена фирмой PLR Holdings. После этого была предпринята попытка выпустить на рынок «Поляроид» цифровой эпохи – «цифромыльницу» со встроенным принтером. Фотоаппарат PoGo CZA-05300B оснащался 5-мегапиксельной матрицей, объективом с фиксированным фокусным расстоянием и миниатюрным фотопринтером, выдающим отпечатки размером 2 х 3 дюйма (5,1 х 7,6 см) на бумаге с клейкой подложкой. Использованная в нём технология печати ZINK («zero ink») в целом аналогична термосублимационной, только кристаллы красителя размещены непосредственно в фотобумаге. На CES 2010 был показан очередной вариант такого гибрида, уже 12-мегапиксельный и с возможностью печати снимков формата 3 х 4 дюйма (7,6 х 10,2 см). Впрочем, перспективы «цифрополяроидов» туманны: они попросту неконкурентоспособны при цене в $290 за примитивнейшую 5-мегапиксельную модель.
Между тем, австрийский фотограф Флориан Капс, владевший одним из крупнейших интернет-магазинов расходных материалов для «поляроидов», загорелся идеей возродить выпуск оригинальных аналоговых камер и плёнок. Капс умудрился привлечь внимание владельцев Polaroid и собрать почти три миллиона долларов на разработку нового типа картриджей. Для начала он приобрёл 500000 остававшихся на складах фирмы картриджей, после чего совместно с Андре Босманом, бывшим главой одного из заводов Polaroid по производству плёнки, основал фирму Impossible Project (то есть «невозможный проект») и выкупил часть фабрики компании в Нидерландах вместе с оборудованием.
Сегодня на сайте Impossible Project продаётся больше дюжины моделей картриджей, запасы которых, впрочем, постепенно подходят к концу, и три разновидности камер «Поляроид», одна из которых, Polaroid One – совершенно новая лицензионная модель, построенная на основе «классических» массовых фотоаппаратов и работающая с шестью сотнями разновидностями картриджей. На 22 марта запланирована пресс-конференция, на которой Капс намерен представить новую чёрно-белую плёнку для моментальных камер. Летом 2010 года должен начаться выпуск цветной плёнки, также созданной на основе современных технологий.
Стремительно подешевевшие цифровые технологии настолько быстро вытеснили аналоговые, что ностальгии по недавнему прошлому оказались подвержены самые платёжеспособные граждане, ещё не забывшие очарования «старых добрых» грампластинок и чёрно-белых фотоплёнок. Эксплуатация этой ностальгии стала весьма прибыльным бизнесом, к тому же платящие бешеные деньги за когда-то копеечный товар безмерно счастливы, что обзавелись уникальной вещью для настоящих ценителей. Сработает ли такая бизнес-модель в случае с Polaroid? Очень даже может быть. Только на компанию Эдвина Лэнда этот дряхлый Феникс будет совершенно не похож.
К оглавлению
USB 3.0 – сделаем это по-быстрому!
Игорь Осколков
Окончательные спецификации USB 3.0 были приняты организацией USB Implementation Forum ещё в ноябре 2008 года, однако первые устройства с поддержкой нового интерфейса стали появляться лишь недавно. Как же развивался USB, и чего нам ждать от версии 3.0?
Разработка универсальной последовательной шины (Universal Serial Bus – USB) началась в 1994 году. Инициативная группа состояла из семи компаний: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Nortel. Основная идея была простой – создать действительно универсальный интерфейс для подключения любого типа устройств с высокой скоростью передачи данных (от 1,5 до 12 Мбит/с), возможностью горячей замены и прочими фишками, которых не хватало многим пользователям.
В 1995 году Intel представила первые образцы чипсетов с поддержкой USB, а в 1996 году был официально утверждёна первая версия стандарта. Увы, широкой популярности, на которую надеялись разработчики, новый интерфейс не приобрёл. Главным образом, это объяснялось отсутствием поддержки USB в Windows 95 и NT 4.0. К тому же USB 1.0 был далёк от совершенства, и многие вендоры попросту отказывались внедрять его в свои продукты. Компьютерные издания даже придумали альтернативную расшифровку аббревиатуры USB: Useless Serial Bus.
В версии 1.1, которая появилась в 1998 году, были исправлены ошибки и добавлены некоторые новые функции. В частности, была введена поддержка мышей и клавиатур. С этого момента популярность USB стала расти. А ещё через пару лет наконец-то появились спецификации интерфейса USB 2.0 High-Speed, к которому мы все привыкли. Ключевым отличием от предыдущих версий было увеличение пропускной способности в сорок раз – до 480 Мбит/с. Впрочем, реальная скорость передачи данных оказалась примерно в два раза ниже. Сейчас USB 2.0 повсеместно используется в флэшках, видеокамерах, фотоаппаратах, накопителях и так далее.
Проблема заключается в том, что современные жёсткие диски давно перешагнули порог скорости в 100 Мбайт/с, а твердотельные накопители “выжимают” больше 200 Мбайт/с. Очевидно, что USB 2.0 в данном случае становится самым узким местом.
В USB 3.0 максимально возможная скорость передачи данных была увеличена в десять раз – до 5 Гбит/с, что в полтора раза выше пропускной способности интерфейса SATA-300, который используется сейчас в накопителях. Вряд ли жёсткие диски достигнут таких скоростей в ближайшие несколько лет, так что у USB 3.0 есть определённый запас по этому параметру. Впрочем, SSD могут развиваться ещё быстрее. В USB-IF рассчитывают, что USB 3.0 будет актуален минимум пять лет, и за это время будет разработан новый стандарт.
Кроме того, были учтены недостатки USB 2.0. Во-первых, были введено несколько режимов энергосбережения. Если устройства не передают данные, то они автоматически “засыпают”. Переход из спящего состояния в активное происходит практически мгновенно. Во-вторых, была увеличена сила тока, которая подаётся на каждый порт – с 500 мА до 900 мА. Также был увеличен ток инициации соединения со 100 мА до 150 мА. Оба параметра очень важны для работы внешних HDD и других более-менее мощных устройств. Y-образные шнуры, позволяющие получить дополнительное питание от ещё одного USB-порта, вообще-то противоречат официальным спецификациям. С приходом USB 3.0 необходимость в таких «хаках» отпадает.
Раз уж речь зашла о кабелях, то стоит отметить несколько существенных изменений. Во-первых, увеличилось число проводов (с четырёх до девяти), и шнуры стали заметно толще. Данные передаются по четырём из пяти дополнительных проводов: одна пара отвечает за приём данных, а вторая за передачу. При этом поддерживается полнодуплексный режим, то есть устройство получает полную пропускную способность в обоих направлениях. Соответственно, изменилось и строение коннекторов, при этом разработчики постарались сохранить обратную совместимость с USB 2.0. Меньше всего проблем возникает при использовании вилок и разъёмов типа A, так как они полностью совпадают по размерам. А вот новый коннектор типа B воткнуть в старый разъём не удастся. То же самое касается и вилок Micro-B для мобильных устройств. В любом случае, с помощью кабелей USB 2.0 вы сможете соединить старые и новые устройства. Правда, некоторые преимущества USB 3.0 при этом будут недоступны. Наконец, последнее существенное нововведение касается максимальной длины кабеля – теперь он не может быть длиннее трёх метров (не более 5 м для USB 2.0). USB-IF также рекомендует производителям окрашивать коннекторы и разъёмы USB 3.0 в синий цвет, чтобы пользователям было легче сориентироваться.
Чтобы не быть совсем уж голословными и убедиться в преимуществах USB 3.0 на живом примере, мы протестировали два устройства Raidsonic Icy Box с поддержкой нового стандарта. Это внешний док для жёстких дисков IB-110StU3-B и плата IB-AC604 с двумя портами USB. Док ничем не отличается от ранее протестированного Icy Box IB-110, кроме отсутствия порта eSATA. Плата расширения подключается к PCI-Ex1 и имеет дополнительный разъём Molex для питания USB-портов. Оба устройства используют чип-контроллер NEC μPD720200, который поддерживает все версии USB. На данный момент это единственный массовый чип с USB 3.0. В ближайшее время на рынке появятся аналогичные решения от Fujitsu, Symwave и Via.
Для тестирования использовался жёсткий диск WD4001ABYS. Измерение скорости проводилось с помощью утилиты HD Tune Pro 3.50. Результаты тестов приведены в таблице ниже. Думаю, комментарии излишни – USB 3.0 действительно на порядок быстрее USB 2.0 и способен обеспечить комфортную работу с большими объёмами данных на внешних носителях.
Скорее всего, USB 3.0 в скором времени станет очень популярным. Правда, сейчас количество устройств с поддержкой этого стандарта очень невелико, но многие производители обещают внедрить поддержку USB 3.0 в свои новые продукты или выпустить обновлённые модели уже имеющихся устройств. Проблема ещё и в том, что первый контроллер NEC оказался не самым удачным. Он заметно нагревается и достаточно прожорлив, что приводит к трудностям при разработке флэш-накопителей или при внедрении его в мобильные устройства. Ну и цена в районе 15 долларов заметно влияет на конечную стоимость готовых устройств. Впрочем, ситуация совершенна аналогична той, которая была при появлении USB 2.0. Так что скоро нас ждёт светлое SuperSpeed-будущее…
К оглавлению
SSD-накопители: избавление от «детских болезней»
Олег Нечай
Твёрдотельные SSD-накопители появились в широкой продаже всего лет пять назад, хотя в авиационной и военной технике они применяются с 1995 года, когда компания M-Systems представила первые в мире серийные «харды» на основе микросхем флэш-памяти.
Сегодня они считаются одними из самых перспективных носителей данных, которые должны прийти на смену порядком задержавшимся на рынке «винчестерам».
Современные твёрдотельные диски, конечно, имеют мало общего с теми, самыми первыми, разве что по принципу действия схожи: в качестве носителя данных в них используются энергонезависимые чипы памяти. Поэтому неслучайно, что практически все производители SSD-драйвов – это те же самые компании, которые всегда специализировались на выпуске микросхем памяти.
Достоинства SSD-накопителей очевидны. Отсутствие движущихся частей означает высокую надёжность, устойчивость к механическим воздействиям и пониженное энергопотребление. Благодаря использованию современных чипов памяти в SSD на порядок меньше среднее время доступа (0,12-,0,18 мс против 14–15 мс), чем в самых быстрых магнитных жёстких дисках, и, как правило, в 2–2,5 раза выше скорость чтения данных (до 250–300 Мб/с). Такие накопители обеспечивают заметное ускорение загрузки операционной системы, приложений и доступа к папкам с большим количеством файлов. Наконец, они меньше нагреваются и полностью бесшумны.
Первый приходящий в голову недостаток SSD-накопителя – высокая цена – явление преходящее и никак не относящееся к собственно конструктивным особенностям таких дисков. Между тем, у них есть парочка неприятных свойств, связанных именно с природой энергонезависимой памяти. Чтобы понять происхождение и способы борьбы с ними, вкратце напомним, как же всё это работает, не вдаваясь в подробности (их можно узнать здесь).
Ячейки флэш-памяти представляют собой полевые транзисторы с дополнительным плавающим затвором, окружённым диэлектриком. В результате процессов инжекции электронов или, всё чаще, туннелирования, затвор способен принимать одно из двух (SLC, Single Level Cell – одноуровневая ячейка) или четырёх (MLC, Multi Level Cell – многоуровневая ячейка) состояний. В первом случае это «0» или «1», во втором – «00», «01», «10» и «11». Понятно, что MLC обеспечивают вдвое большую ёмкость, пусть и ценой некоторого увеличения времени задержки, поэтому большая часть современных SSD относятся к этому типу. Впрочем, выпускаются и накопители с SLC – обычно это дорогие модели для систем, где требуется минимальная латентность и повышенная надёжность.
В первых SSD применялись чипы с логической организацией NOR (ИЛИ-НЕ), но сегодня значительно популярнее микросхемы NAND (И-НЕ), обеспечивающие более высокую скорость последовательного чтения и записи, но менее быстрый произвольный доступ. Чуть ли не самая главная проблема твёрдотельных накопителей связана именно с логической организацией флэш-памяти – это «засорение» диска ячейками с «удалёнными» файлами, проявляющееся в том, что со временем накопитель работает всё медленнее, и в конце концов задержки становятся раздражающе заметными.
Наверное, ни для кого не секрет, что когда мы «удаляем» файлы с диска, сначала они просто помечаются как «удалённые», а физическое их уничтожение происходит тогда, когда они замещаются новыми. Именно на этой особенности построены всевозможные алгоритмы «восстановления» данных. Если в случае с магнитным жёстким диском запись новой информации происходит просто «поверх» удалённой, то в случае с флэш-памятью всё сложнее.
Дело в том, что ячейки NAND-памяти объединены в так называемые страницы, и физическое стирание данных в них возможно только 512-килобайтными блоками (128 страниц по 4 Кб). Чтобы записать новые данные, необходимо либо найти свободные страницы, либо подготовить целый блок, стерев ячейки, занятые файлами, помеченными как удалённые. Процесс стирания блока отнимает время, а когда этих блоков накапливается много, тогда и возникают досадные «тормоза».
У этой проблемы есть три решения. Самое простое, применявшееся в SSD уходящего поколения, это полное низкоуровневое форматирование накопителя, приводящее в исходное состояние все ячейки. Это умеет, например, утилита Wiper Tool, совместимая с любыми дисками с контроллерами Indilinx (это, например, Corsair серии X или OCZ серии Vertex первого поколения).
Второе – это встроенная в микропрограмму накопителя технология GC (Idle Time Garbage Collection – «уборка мусора во время простоя»), которая при отсутствии обращения к накопителю анализирует состояние ячеек и принудительно очищает их от удалённых файлов.
И, наконец, третье и самое эффективное – использование набора инструкций TRIM, реализованных как на уровне микропрограммы диска, так и в операционной системе. Это та же самая принудительная уборка, только оптимизированная для конкретной файловой системы. Помимо стирания «мусорных» ячеек, TRIM отключает ненужные и даже вредные для флэш-дисков процедуры фоновой индексации и дефрагментации. TRIM поддерживают практически все новые SSD ведущих производителей, включая A-Data, Corsair, Intel, OCZ, SanDick, Samsung и Transcend. А вот совместимая с TRIM операционка пока только одна – это Windows 7.
Второй недостаток SSD-накопителя – это ограниченное количество циклов записи/стирания, связанная с физическим износом: постоянная нагрузка на диэлектрик, изолирующий плавающей затвор, вызывает изменения его структуры и приводит к «пробою», то есть невозможности удерживать заряд. В результате ячейка теряет функциональность, оставаясь постоянно в некотором стабильном состоянии. Контроллер SSD способен отслеживать такие ячейки и помечать их, а подаваемый на них сигнал перенаправляется на резервные, количество которых может составлять до 10 % от ёмкости всего накопителя.
Заявленное количество циклов записи стирания на первый взгляд невелико – до 10000 для MLC и до 100000 для SLC. Если взять среднюю скорость записи 100 Мб/с и самый распространённый SSD на 128 Гб, то мы получим потенциальное время непрерывной работы 3640 часов или 151 день. Но на самом деле столь интенсивное использование можно смоделировать лишь искусственно: при обычной работе с компьютерам большая часть файлов записывается на диск всего единожды, а постоянно изменяется не более 10 процентов. Исходя из этого, можно предположить, что в нашем распоряжении уже 1510 дней, то есть чуть больше четырёх лет эксплуатации, а за это время морально устареет любой компьютер и, тем более, накопитель.
Конечно, полностью привести в негодность SSD-накопитель можно и за полгода – если пользоваться им неправильно. Многочисленные истории о скоропостижно скончавшихся «твёрдотельниках» связаны именно с их неправильной эксплуатацией. Особо запущенный случай – использование SSD для записи, монтажа и сведения музыки и видео, для таких целей они в принципе не предназначены. Но встречаются и досадные ситуации, когда владельцу просто не объяснили, как пользоваться компьютером с таким накопителем.
К сожалению, автоматически распознаёт и устанавливает правильный режим работы с SSD из всего семейства Windows пока одна только «семёрка», а те же XP или Vista при настройках по умолчанию усиленно изнашивают накопитель. Подробные инструкции по настройке ОС для работы с «твёрдотельниками» несложно найти в Интернете, и практически все они сводятся к отключению функций, необходимых для обеспечения быстродействия обычного винчестера, но бесполезные и одновременно губительные для SSD. Это, например, кэширование в в отдельной папке файлов часто запускаемых программ, индексация файлов, регулярная фоновая дефрагментация. Рекомендуется отключать также файл подкачки и «спящий режим».
Подводя итог, можно сказать, что SSD-накопители уже практически полностью избавились от одной из двух основных «детских болезней» – замедления работы в процессе эксплуатации. Очевидно, что ключ к решению второй проблемы тоже лежит в программной оптимизации операционных систем под конструктивные особенности таких дисков. Первый шаг к этому уже сделан в Windows 7.
К оглавлению
