ทุกวันนี้ ไฟล์ข้อมูลมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ และความจุของสื่อบันทึกข้อมูลก็มากขึ้นในขณะที่ราคาก็ถูกลงเช่นกัน แต่ความจุไม่ใช่เรื่องสำคัญในวันนี้ แต่ความเร็วต่างหากเป็นเรื่องสำคัญจึงจำเป็นต้องมองหาอุปกรณ์ใหม่ๆ มาเพิ่มความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลต่อ ไม่งั้นไฟล์ขนาดใหญ่คงต้องใช้เวลาถ่ายโอนข้อมูลกันทั้งวันแน่ๆ
สำหรับการถ่ายโอนข้อมูลในยุคนี้ จะมีช่องทางเชื่อมต่อ 2 แบบใหญ่ๆ คือใช้สายเชื่อมต่อ (Wire) หรือไม่ใช้สายในการเชื่อมต่อ (Wireless) โดยแบ่งสายเชื่อมต่อต่างๆ ตามหมวดใหญ่นี้แล้วจะได้แก่
- แบบมีสาย (Wire) ได้แก่ USB 2.0, USB 3.0, PCIe, Serial ATA, Firewire, Thunderbolt, LAN เป็นต้น
- แบบไร้สาย (Wireless) ได้แก่ Wireless LAN, Bluetooth เป็นต้น
ส่วนของความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลนั้น เมื่อนำสายเชื่อมต่อสัญญาณรุ่นปัจจุบันมาเทียบกันด้วยความเร็วสูงสุดที่สามารถทำได้แล้ว คือ
- IDE (PATA)?= 133 MB/s
- USB 2.0 = 248 MB/s?
- Firewire 800 = 400 MB/s?
- Serial ATA (SATA) = 600 MB/s?
- USB 3.0 = 625 MB/s
- Thunderbolt = 864 MB/s??
- PCIe 3.0?= 985 MB/s?
- Ethernet RJ45 (LAN) = 1,000 MB/s?
IDE (PATA)
เป็นสายเชื่อมต่อภายในตัวเครื่องพีซีโดยใช้ในการเชื่อมต่อกับ Harddisk และ CD-ROM ในเครื่องเพื่อส่งผ่านข้อมูล ชื่อเต็มของสายชนิดนี้คือ Parallel ATA โดยในตอนนี้ไม่นิยมใช้งานและถูกแทนที่ด้วยสาย Serial ATA (SATA) แล้วในปัจจุบัน มีความเร็วในการถ่ายโอนที่?133 MB/s
Universal Serial Bus
หนึ่งในช่องทางการเชื่อมต่อยอดนิยมของทุกคนในยุคนี้ ซึ่งชื่อเต็มๆ นี้อาจจะคุ้นหูกันบ้าง แต่ถ้าเรียกว่า USB แล้วล่ะก็ ไม่มีใครไม่รู้จัก สาย USB นั้นเริ่มพัฒนาในปี 1994 ก่อน และนำมาใช้จริงในปี 1996 โดยเป็น USB 1.1 ที่ใช้ในการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์และจอยเกมต่างๆ ในตอนแรกสุด โดยบริษัที่ทำการออกแบบนั้น มี DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, Nortel ร่วมมือกันออกแบบขึ้นมาให้เป็นไดรฟ์แบบ Hot Swap คือไม่ต้องดับเครื่องก่อนที่จะถอดไดรฟ์นั้นๆ ออกมาจากเครื่อง สามารถถอดได้ขณะที่เครื่องยังทำงานอยู่ สำหรับอายุการใช้งานเฉลี่ยของ USB นั้นจะอยู่ที่ 1,500 ครั้ง นับรวมทั้งถอดออกและเชื่อมต่อ
USB 2.0
USB 2.0 เองก็เป็นช่องทางการเชื่อมต่อยอดนิยมที่ยังมีผู้ใช้อยู่ในปัจจุบัน พัฒนาต่อจาก USB 1.1 และเริ่มใช้งานจริงในเดือนเมษายน ปี 2000 มีชื่อเล่นว่า “High Speed” ซึ่งสาย USB 2.0 นี้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ความเร็วสูงสุดที่ 248 MB/s?ในความเร็วสูงระดับนั้นจะต้องพึ่งพาอุปกรณ์ที่ทำการปรับแต่งมาเป็นพิเศษด้วย?
Firewire
สาย Firewire ในปัจจุบันจะเป็นสาย Firewire 800 โดยพัฒนาต่อมาจากสาย Firewire 400 ที่เป็นรุ่นก่อนหน้านี้ ซึ่งทาง Apple พัฒนาเพื่อนำมาทดแทนการเชื่อมต่อแบบ SCSI โดยจะเป็นการเชื่อมต่อแบบ Parallel SCSI รองรับ Multiple Host per bus เป็นสายเชื่อมต่อแบบ Hot Swap มีความเร็วสูงกว่า USB 2.0 แต่ว่าช้ากว่า USB 3.0 Firewire เคยใช้เชื่อมต่อกับกล้องดิจิตอลและกล้องวิดีโอในอดีต แต่ถูก USB 2.0 และ Micro USB 2.0 เข้ามาทดแทนเพราะว่าราคาต้นทุนของสายและพอร์ต Firewire แพงและไม่คุ้มค่าเท่าการเชื่อมต่อแบบ USB ด้วยเช่นกัน ความเร็วเชื่อมต่ออยู่ที่ 0.82 GB/s (6.56 Gbps)
Serial ATA
Serial ATA เป็นสาย Hot Swap ที่พัฒนาต่อจาก AT Attachment โดยจะมี Data bus 16-bit ด้วยซึ่งมีความเร็วสูงกว่าการเชื่อมต่อแบบ IDE เพราะเป็นการเชื่อมต่อแบบขนาน ในปัจจุบันพัฒนามาถึง SATA III หรือชื่ออย่างเป็นทางการคือ SATA Revisioned 3.0 และมี SATA Revisioned 3.2 หรือที่คุ้นหูกันในชื่อ SATA Express ที่ทำความเร็วได้สูงถึง 600 MB/s นิยมใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายในตัวเครื่องเช่นฮาร์ดดิสก์เป็นต้น
USB 3.0
USB 3.0 เองก็พัฒนาต่อมาจาก USB 2.0 อีกทีเช่นกัน โดยเปิดตัวครั้งแรกในวันที่ 12 พฤศจิกายน 2008 และมีอุปกรณ์ที่รองรับ USB 3.0 ออกมาเป็นครั้งแรกในเดือนมกราคม 2010 ส่วนความเร็วที่สูงสุดคือ 625 MB/s ซึ่งความเร็วระดับนี้ก็ต้องมีอุปกรณ์ที่ปรับแต่งมาเป็นพิเศษเช่นเดียวกัน โดยจะพัฒนาให้ความเร็วในการเชื่อมต่อนั้นสูงขึ้นกว่านี้ โดยแผนปี 2013 นี้ จะทำให้ความเร็วในการเชื่อมต่ออยู่ที่ 1.2 GB/s ให้เร็วเทียบเท่า Thunderbolt ด้วย
Thunderbolt
Thunderbolt เป็นอีกสายเชื่ีอมต่อที่มีความเร็วสูงมาก พัฒนาโดยอาศัยความร่วมมือระหว่าง Intel กับ Apple และเปิดตัวในปี 2011 ที่ผ่านมา ความเร็วเป็นรองแค่ Ethernet (LAN) เท่านั้น ซึ่ง Thunderbolt จะใช้ช่องเชื่อมต่อเดียวกันกับ Mini Display Port โดยรวมสาย Mini Display Port กับ PCIe เอาไว้ด้วยกัน โดย 1 Connector จะรองรับอุปกรณ์เชื่อมต่อสูงสุด 6 ชิ้น มีความเร็วถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดที่ 10,240 MB/s
PCI-e 3.0
PCIe หรือ PCI Express เป็นระบบบัสที่เอาไว้เชื่อมต่อเพื่อส่งผ่านข้อมูลด้วยความเร็วสูง มีทั้งแบบ 6 และ 8 พินด้วยกัน ปัจจุบันอยู่ที่เวอร์ชั่น 3.0 หรือ PCIe 3.0 โดยรองรับระบบการเล่นเกม 3 มิติด้วย มีความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลสูงสุดอยู่ที่ 985 MB/s ตอนนี้ประกาศเตรียมเปิดตัว PCIe 4.0 ที่จะมีความเร็วสูงกว่าเวอร์ชั่น 3.0 หลายเท่า โดยคาดว่าจะเปิดตัวในช่วงปี 2014-2015?
Ethernet (LAN)
สาย LAN เองจะมีความเร็วสูงสุดในกลุ่มการเชื่อมต่อแบบใช้สาย?LAN หรือ Ethernet LAN นั้นได้รับการพัฒนามาเรื่อยๆ ตั้งแต่ปี 1980 เป็นต้นมา สาย Ethernet หรือที่เราติดปากกันว่าสาย LAN ถูกนำมาเชื่อมต่อกับโมเด็มเป็นหลักในปี 1985 และในปีเดียวกันก็มีรูปร่างการออกแบบที่เป็นมาตรฐานที่ใช้จนถึงปัจจุบัน สาย Ethernet จะรองรับ MAC Address แบบ 48-bit มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 12,288 MB/s
หลักการทำงาน
ในเมื่อเรารู้ถึงความเร็วในการทำงานของสายเชื่อมต่อแล้ว เรามารู้ถึงหลักการการทำงานบ้าง โดยพอร์ตเชื่อมต่อต่างๆ จะมีการสื่อสารกับ Host Controller ที่ติดตั้งเอาไว้ในตัวเครื่อง โดยจะสื่อสารแบบ 1 ต่อ 1 โดยจะมีส่วนที่เป็น Endpoints เป็นจุดปลายทางสำหรับการสื่อสารระห่างอุปกรณ์ทั้งสอง คือตัวอุปกรณ์ (Device) จะส่งสัญญาณผ่านทาง Logical Pipes สื่อสารไปยัง Host Controller และ Host Controller จะส่งสัญญาณกลับมาที่ Device ผ่านทาง Logical Pipes โดย Host Controller จะคุม USB ได้ 1 ชิ้น เป็นอย่างต่ำ หรือมากกว่านั้น โดยควบคุมได้มากสุดพร้อมกันที่ 127 ชิ้น
รูปแบบของ Logical Pipes นั้น จะมีอยู่ 2 แบบ คือ
1. Stream :?จะเป็นการส่งผ่านข้อมูลแบบหลายทิศทาง ซึ่งจะมีรูปแบบการส่งผ่านข้อมูลอยู่ 3 รูปแบบ ได้แก่
- isochronous เป็นการส่งผ่านข้อมูลที่มีเรทและขนาดของข้อมูลคงที่ แต่มีโอกาสที่ข้อมูลจะเกิดความเสียหายได้ด้วย นิยมใช้กับไฟล์วิดีโอและไฟล์เสียง
- interrupt transfer เป็นการส่งผ่านข้อมูลอย่างรวดเร็ว โดยจะนิยมใช้กับเมาส์และคีย์บอร์ด
- bulk transfer ใช้กับการถ่ายโอนข้อมูลที่มีขนาดใหญ่และต้องมี Bandwidth เสริมในการถ่ายโอนข้อมูลด้วย โดยใช้กับการถ่ายโอนข้อมูล
2. Message : จะเป็นการถ่ายโอนข้อมูลแบบ 2 ทิศทาง นิยมใช้กับการถ่ายโอนข้อมูลที่เป็นกลุ่มคำสั่งเรียบง่าย ไม่ยาวมากนักหรือบอกสถานะต่างๆ ของเครื่อง
อัลกอริธึ่มการบริหารความเร็วถ่ายโอนข้อมูลจะใช้อัลกอริธึ่มแบบพื้นฐานที่สุดอย่าง Round-Robin Scheduling นั่นคือการบริหารโดยให้ความสำคัญของทุกงานเท่ากันหมด โดยไม่แบ่งความสำคัญก่อนหลัง ทำให้เมื่อมีการส่งผ่านข้อมูลพร้อมๆ กันหลายไฟล์แล้ว อัลกอริธึ่มนี้จะเฉลี่ยเวลาให้กับไฟล์ที่มีอัตราถ่ายโอนต่ำสุดมีอัตราถ่ายโอนเร็วเพิ่มขึ้นเท่าเทียมกับไฟล์อื่นๆ ที่กำลังถ่ายโอนอยู่ด้วยกัน ซึ่งทำให้ความเร็วการส่งผ่านข้อมูลของไฟล์อื่นโดนเฉลี่ยลดลงไปด้วย?
การเชื่อมต่อแบบไร้สาย
ส่วนของการเชื่อมต่อแบบไร้สายเช่น Wireless LAN (Wi-Fi) กับ Bluetooth เป็นต้น Wireless LAN นั้นจะหมายถึงชุดผลิตภัณฑ์และสินค้าต่างๆ ที่ได้มาตรฐานการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์แบบไร้สาย (WLAN) บนมาตรฐาน?IEEE 802.11 โดยนิยมเรียกว่า Wi-Fi สำหรับคำว่า Wi-Fi เป็นคำที่ย่อจากคำว่า Wireless-Fidelity
สำหรับมาตรฐาน IEEE 802.11 จะแบ่งกลุ่มมาตรฐานออกเป็น a, b, g, n โดยจะมีข้อแตกต่างด้านประสิทธิภาพและความเร็วดังนี้
- IEEE 802.11a – มีความเร็วถ่ายโอนข้อมูลที่ 54 Mbps มีระยะทำการกว้าง 30 เมตร โดยทำงานในช่องสัญญาณ 5 GHz ที่มีสัญญาณรบกวนน้อย แต่ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้งานในบางประเทศ เช่นประเทศไทยเป็นต้น เพราะได้รับการจัดสรรให้เป็นช่องสัญญาณสำหรับใช้งานอุปกรณ์ประเภทอื่นไปแล้ว
- IEEE 802.11b – เป็นมาตรฐานที่ได้รับความนิยมสูงในปัจจุบัน นิยมนำไปใช้ตามสำนักงานหรือโรงเรียนเป็นต้น โดยความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 11 Mbps และมีระยะทำการกว้าง 100 เมตร โดยทำงานในช่องสัญญาณ 2.4 GHz มีการเข้ารหัสแบบ WEP 128-bit
- IEEE 802.11g – เป็นมาตรฐานที่พัฒนาต่อจากมาตรฐาน a และทำงานที่ช่องสัญญาณ 2.4 GHz มีอัตราถ่ายโอนข้อมูลอยู่ที่ 36-54 Mbps โดยในปัจจุบันได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก และคาดว่าจะเข้ามาทดแทนมาตรฐาน b ในเร็วๆ นี้
- IEEE 802.11n – เป็นมาตรฐานความเร็วใหม่ล่าสุดที่เริ่มใช้งานในปี 2552 มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลที่ 74-248 Mbps ซึ่งความเร็วในการทำงานมากกว่าเดิมถึง 5 เท่า ทำงานในช่องสัญญาณ 2.4 GHz มีรัศมีทำการในอาคารที่ 70 เมตร ส่วนนอกตัวอาคารที่ 160 เมตร
ส่วนของความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลผ่านทางช่องทาง Bluetooth นั้น จะมีความเร็วในช่องตารางด้านบนนี้ โดยในปัจจุบัน Bluetooth เวอร์ชั่นที่ได้รับความนิยมจะเป็นตั้งแต่เวอร์ชั่น 2.0 เป็นต้นมา ส่วนของ Bluetooth 4.0 ที่เป็นเวอร์ชั่นล่าสุดเริ่มแพร่หลายในโน๊ตบุ๊คและสมาร์ทโฟนหลายๆ รุ่นแล้ว
นับแล้วสายเชื่อมต่อแบบต่างๆ ก็เริ่มแพร่หลายในอุปกรณ์แบบต่างๆ ในปัจจุบัน ซึ่งถ้าเรารู้จักเลือกใช้ให้เหมาะสมกับขนาดของไฟล์ที่เราต้องการถ่ายโอนแล้วล่ะก็ เราจะสามารถถ่ายโอนข้อมูลได้อย่างรวดเร็วอย่างไม่มีปัญหาแน่นอน ซึ่งจะสะดวกในเวลาทำงานอย่างมาก
