Если вы знакомы с историей периферийных устройств, то высока вероятность, что Universal Serial Bus известна вам, как ваши пять пальцев, и не в последнюю очередь потому, что сегодня её поддерживают все устройства. Но, вероятно, вы многое знаете и о множестве других портов. Thunderbolt? Очевидно. FireWire? Разумеется, в те времена у вас была фотокамера. Apple Desktop Bus? Тоже знакома. Но что, если я вам скажу, что в период сражений USB и FireWire за доминирование в мире последовательных шин существовал и совершенно иной стандарт шин, разработчики которого надеялись, что один кабель будет править всеми? Знать о нём вы могли, только если были поклонником узкоспецифического бренда компьютеров.
Сегодня мы поговорим об ACCESS.bus — стандарте, который хотел стать USB, но не выдержал конкуренции.
I²C
Так называется распространённый стандарт последовательной шины для связи между внутренними компонентами. Этот протокол, также называемый Inter-Integrated Circuit, используется как низкоуровневый способ общения с периферией, как в его исходном виде, так и в виде его де-факто потомка SMBus. I²C, разработанная в начале 1980-х годов Philips Semiconductor, вероятно, остаётся одним из самых древних стандартов, активно применяемых в современных компьютерах, если не считать набора команд x86; часто именно благодаря нему происходит добавление поддержки драйверов в операционные системы.
Digital Equipment DECStation 5000
ACCESS.bus: забытая попытка создания универсальной шины для всех наших последовательных портов
Всегда можно понять, насколько глубоко забыта какая-то информация, по тому, что поисковые результаты оказываются почти абсолютно пустыми. Когда я поискал ACCESS.bus, даже заключив термин в пугающие кавычки, Google выдал мне кучу фотографий автобусов (bus), рассчитанных на доступность для людей с ограниченными возможностями.
Если вы будете искать ACCESS.bus, то придётся глубоко покопаться, если только сразу не перейдёте на Google Books.
О насколько забытой информации мы говорим? В отличие от почти любой другой технологии в Интернете, об этом протоколе нет современных видео, лишь упоминание в эпизоде Computer Chronicles, выпущенном 31 год назад. А проводя исследования на Hacker News — традиционном средоточии всего, связанного с технологиями, я нашёл ОДИН результат с упоминанием шины за всю 18-летнюю историю этого сайта. (Если мой пост окажется там, как иногда бывает с моими постами, то упоминаний станет два.)
Этот единственный результат вёл на серию постов в Twitter Foone Turing — цифрового исследователя и коллекционера технологий, чьи твиты стали одной из лучших частей платформы в конце 2010-х. Твиты Foone закрыты, так что если вы на них не подписаны, то, к сожалению, не получите доступа к ним. Но как у подписчика, у меня всё ещё есть к ним доступ, так что я поделюсь кратким изложением. (Foone теперь в Mastodon, так что стоит на него подписаться.)
Любопытный факт об ADB: по сути, он использует тот же порт, что и S-Video
Итак, определившись с тем, насколько сильно забыта ACCESS.bus, давайте разберёмся, какую же задачу она должна была решать. В середине 1980-х Apple разработала собственную систему последовательной связи Apple Desktop Bus, созданную не кем иным, как Стивом Возняком. Она стала огромным преимуществом компании на то время: хоть она не была столь быстрой, как USB или Firewire, благодаря своей гибкости она позволяла цепочкой подключать несколько устройств к одному порту. (Суммарно целых 16.)
Atari SIO, считающийся непосредственным предком USB
Это была не единственная подобная система — интерфейс Atari SIO, появившийся в 1979 году на Atari 400 и 800, работал схожим образом, а разработчик этой шины Джо Декуир сыграл важную роль в создании USB. Но прежде чем USB стала всеобщим фаворитом, разъём Apple ADB служил источником вдохновения для создания нового поколения последовательных портов.
Вероятно, он вдохновил разработчиков портов и иным образом. Дело в том, что ADB в основном работал только с оборудованием компании Apple, а также нескольких потомков Apple, например, NeXT. На системах же IBM в то время пользователям приходилось иметь дело со сложными последовательными портами без plug-and-play в стиле D-Bus или облизываться на порты в стиле ADB, которые IBM добавила в свою линейку PS/2. Они выглядели похоже, но были далеко не так полезны.
Производителей оборудования такое положение дел не устраивало. Если производитель, например, продавал мыши, они не могли просто работать на любой нужной платформе. Устройство нужно было проектировать под работу с конкретной платформой с отдельными драйверами. Это увеличивало время разработки, усложняло производство и сбивало потребителей с толку. (Купили периферийное устройство для PC и только потом поняли, что случайно взяли версию для Mac? Печально.)
Но такую проблему отрасль уже решала в прошлом, создав в начале 1980-х интерфейс I²C. Концепция была крайне простой: шина, по сути, создавала линию связи между компонентами и базовой машиной; об этом говорилось в заявке на патент, поданной в 1981 году:
Целью изобретения является обеспечение возможности использования одной двухпроводной линии для соединения неограниченного количества станций. Достигается надежная синхронизация и возможна простая сигнализация начала и окончания операции связи. Станции соединены между собой шиной синхронизации и шиной данных. Каждая из шин обеспечивает создание проводной логической функции между станциями. Таким образом, каждая из шин включает в себя средства (например, подтягивающий резистор), которые переводят шину во второе состояние напряжения при отсутствии принудительного ввода от одной из станций.
Иными словами, цель I²C — обеспечение максимально простого механизма синхронной связи: одна линия для отслеживания таймингов, одна линия для отслеживания данных и (при необходимости) источник питания. И это стандарт, который уже поддерживали многие компьютеры той эпохи. Многие компьютеры и сегодня поддерживают компоненты I²C. Естественно, это был отличный фундамент для создания последовательной шины.
Ей всего лишь требовался подходящий помощник в продвижении, и для I²C им стала Digital Equipment Corporation (DEC). Бывшего гиганта в сфере производства мейнфреймов потрепали 90-е, но в тот период у него всё ещё были истории успеха, например, с AltaVista и DEC Alpha.
Эта компания не особо сильно повлияла на формирование компьютерной отрасли PC, но предпринимала усилия к этому.
И ACCESS.bus, которая, по сути, расширяла протокол I²C на внешние устройства, стала одной из таких попыток. В статье Digital Technical Journal за 1991 год предназначение проекта ACCESS.bus объяснялось так:
ACCESS.bus позволяет простым и унифицированным образом связывать десктопный компьютер со множеством низкоскоростных устройств ввода-вывода: клавиатурой, мышью, планшетом, трёхмерным (3-D) трекером. ACCESS.bus, изначально разрабатывавшаяся как открытая шина для десктопов, упрощает создание совместных аппаратных проектов разных производителей.
Вместо того, чтобы создавать для решения этой задачи какой-то сложный новый протокол, инженеры DEC воспользовались уже существовавшим (и широко поддерживаемым) стандартом I²C. (В конечном итоге, Philips и DEC начали совместно работать над новой шиной.)
Использование I²C обеспечивало проекту преимущества, в частности, простоту реализации на разных платформах и устройствах. И какое-то время казалось, что будущее компьютеров — это цепочки устройств на ACCESS.bus.
Людям не удавалось сдерживать восхищения. Например редактор и технологический колумнист The Macon Telegraph Робин Стейси написал множество колонок о разрабатываемых стандартах последовательных шин.
Похоже, Стейси особенно интересовали исследования DEC, поэтому он одним из первых начал писать о ACCESS.bus. В колонке газеты за 1994 год он отметил, что эта технология выигрывает от своей простоты и низкой стоимости стандарта I²C.
«Кроме того, этот новый стандарт достаточно дёшев в реализации. Добавление небольших разъёмов и простого чипа контроллера к периферийному устройству повысит его стоимость примерно на доллар. Кабелям ACCESS.bus требуется всего четыре провода, то есть они не должны быть дорогими, а контроллер в PC должен быть таким же дешёвым, как современные платы последовательного доступа».
Так почему же этот стандарт не «взлетел»? Ну, строго говоря, это произошло, но не совсем так, как, вероятно, ожидала DEC.
125
Таково теоретическое количество устройств, которое можно было подключить цепочкой к одному порту ACCESS.bus: впечатляет, особенно, если учесть, что передача данных выполняется с одного порта. «Хотя одновременно за контроль над шиной конкурирует множество устройств, Access bus в некоторых случаях способна повысить производительность системы», — говорилось в статье InfoWorld за 1993 год. Причина этого заключалась в том, что традиционные последовательные и параллельные порты требовали существенных ресурсов прерываний, что могло снижать производительность при большом количестве подключенных устройств. ACCESS.bus, по сути, перекладывала всё бремя с устройств на шину. Apple Desktop Bus и FireWire тоже поддерживали подключение цепочкой, однако FireWire был существенно быстрее, чем ACCESS.bus.
Система виртуальной реальности VFX1 — один из немногих реальных примеров устройств, поддерживающих ACCESS.bus в её исходном виде. Преимущество системы заключалось в том, что, в отличие от других систем VR того времени, для подключения к компьютеру она требовала только одного провода.
ACCESS.bus всё ещё жива, но в довольно неожиданном формате
Как вы могли заметить, мы живём в мире, где компьютеры не подключаются цепочкой через интерфейс ACCESS.bus, а DEC и Philips Semiconductor поглощены другими компаниями и прекратили своё существование.
Но постойте: действительно ли ACCESS.bus бесследно исчез с лица земли, став ещё одним провалившимся стандартом? Строго говоря, да: USB и FireWire отодвинули его на второй план по скорости и привлекательности для производителей, а USB постепенно отодвинула на второй план FireWire.
Недостаток простоты I²C заключается в том, что это неподходящий выбор для передачи больших объёмов данных — в период расцвета ACCESS.bus его скорость не превышала жалких 100 Кбит/с, что примерно равно скорости ADB и существенно меньше, чем даже у первой версии USB. Если бы ACCESS.bus добилась успеха, то, вероятно, флэш-накопители не обрели бы такой популярности.
Однако ACCESS.bus обладала одной особенностью, очень заинтересовавшей производителей конкретного оборудования, а именно мониторов.
Дело в том, что до середины 1990-х большинство мониторов было тупыми ЭЛТ-устройствами, неспособными общаться с компьютером. Компьютер никаким образом не мог управлять яркостью и контрастностью монитора. Но оказалось. что I²C, реализованный в ACCESS.bus, стал превосходным средством для этого.
С наибольшей вероятностью обычный пользователь мог соприкоснуться с этой забытой технологией в мониторах NEC MultiSync
И NEC, крупнейший производитель мониторов того времени, сделала ставку на ACCESS.bus. Линейка мониторов MultiSync компании, производившаяся в 1994/1995 годах, рекламировала идею подключения устройств через монитор, а не через компьютер. (Если, разумеется, у компьютера уже был адаптер ACCESS.bus.)
NEC была не единственной, но другие производители не внесли особого вклада. Впрочем, о крайней мере, одно устройство доказало, что у шины есть своя сфера применения: Forte VFX1 Headgear — одна из первых систем виртуальной реальности, появившаяся в середине 1990-х.
Этот гаджет, сегодня практически забытый всеми, кроме фанатов Descent, стал важным мостиком между VR того времени и современными устройствами Meta и Apple.
В рекламном видео той эпохи подчёркивается количество кабелей, необходимое конкурирующим VR-системам для подключения к компьютеру. В случае же VFX1 конечному пользователю было достаточно подключить VGA-кабель VR-устройства к десктопу, а затем соединить контроллер с VR-устройством. Это вполне разумно, хоть и сама VR в то время «взлететь» не могла.
(Разумеется, это создало проблемы в дальнейшем, потому что ACCESS.bus не поддерживается напрямую современными компьютерами, и для их решения потребовалось много хакинга; однако в 1995 году, наверно, это было потрясающе.)
Достаточно быстро ACCESS.bus потеряла свою актуальность из-за гораздо более быстрых USB и FireWire, и стало очевидно, что, наверно, добавление в мониторы порта, похожего на аудиоразъём, не очень интересовало производителей и потребителей. (Растущая популярность ноутбуков тоже внесла свой вклад.) Но что насчёт возможности передачи данных по той же линии, что и передаётся видео, применения готового стандарта новым образом? Это уже имело смысл!
Именно эта мысль привела к тому, что Video Electronics Standards Association (VESA) начала работу по превращению ACCESS.bus в Display Data Channel (DDC). Этот стандарт позволял мониторам общаться с PC, а компьютеру напрямую говорить с дисплеем.
Об этом стандарте говорил Foone Turing в своей серии постов в Twitter: мы давно выбросили в мусорную корзину ACCESS.bus, стремившуюся стать претендентом на трон USB, но DDC всё ещё остаётся фундаментом HDMI и DisplayPort, которые общаются с нашими компьютерами.
«И вот что интересно в интерфейсе DDC2, который до сих пор поддерживается в HDMI/DVI: изначально он в том числе разрабатывался и для соединений ACCESS.bus — неудавшейся универсальной шины периферийных устройств».
Если у вас есть подключенный к компьютеру монитор, то, строго говоря, вы прямо сейчас пользуетесь ACCESS.bus. Только удачи найти какую-нибудь другую поддерживающую её периферию.
Оглядываясь назад, легко понять, почему ACCESS.bus не получила популярности. Она была достаточно быстрой для устройств ввода, но довольно медленной практически для всего остального, потому что I²C проектировалась для передачи небольших объёмов данных. (И поэтому логично её использование для видео — это тонкая линия данных, не конкурирующая с широкой, идущей от компьютера к монитору.)
Кроме того, основной развивающий её технологический партнёр DEC имел не такое большое влияние, как Intel, Apple и Microsoft, сделавшие ставку на протоколы-конкуренты. К концу 90-х DEC, по сути, была мертва как корпоративный бренд, несмотря на то, что приложила много усилий к развитию этой технологии.
ACCESS.bus ставила на то, что мы продолжим жить в мире, где нам нужны и последовательные, и параллельные порты, но в реальности мы в конечном итоге решили объединить эти провода в один. И USB, и FireWire разрабатывались с расчётом на подобный сценарий использования. Возможно, шансы у ACCESS.bus были, но она бы ни за что не удовлетворила нашу жажду скорости, как это сделала USB.
Разработчики из DEC поняли, куда дует ветер, как минимум за несколько лет до своих конкурентов. Но сама DEC оказалась недостаточно сильна, чтобы самой управлять судном.