HW novinky: Optické USB 3.0 kabely Corning

18. 4. 2014 | David Ježek | Hardware | 4041×

Společnost Corning, tvůrci Gorilla Glass, jsou nakonec těmi, kdo Thunderboltu v rámci USB 3.0 vyfoukl jeho optickou ideu. Nové kabely podporují daleko větší délky než běžné metalické USB 3.0. Ale není to jediné téma, podíváme se i na dvě fotografické záležitosti, které dávají zajímavý náhled do budoucna.

Obsah

• Optické USB 3.0 kabely firmy Corning přicházejí
• Pentax uvedl středoformátový model 645Z s 52 megapixely
• ISO 409600 v podání bezzrcadlovky Sony A7S

Optické USB 3.0 kabely firmy Corning přicházejí

Corning v nových kabelech využívá vlastní vlákna typu ClearCurve VSDN. Vedle maximálního datového toku USB 3,0, tedy 5,0 Gbps, zaručuje samozřejmě i kompatibilitu s USB 2.0, ostatně tomu nic nebrání. Jen je potřeba se smířit s tím, že je omezen napájecí proud pro zařízení na 2,25 W (což naznačuje přítomnost nějaké té metalické části vedle vlastních optických vláken) a také že konektor je trochu větší ve svém okolí.

V tuto chvíli má výrobce k dispozici 10m kabel s cenou 109 dolarů (takže tak zhruba 2 300 Kč), později bude následovat i 15metrový a 30metrový kabel. Jistě netřeba konstatovat, že zatímco hrubé zacházení s běžným metalických kabelem je do jisté míry pro kabel přežitelné, obdobné poškození optického vlákna je pro něj smrtelné. Ale Corning na toto jistě myslel, jeho ClearCurve VSDN vlákno bude poměrně odolné, navíc tohle už jen svou povahou není produkt pro neustálé připojování mnoha věcí, ale spíše pro připojení jedné pevné periferie na větší vzdálenost – disku k PC/přehrávači apod.

Jsem přesvědčen, že produkty tohoto typu budou tou definitivní tečkou za novináři vysněnou představou souboje Thunderboltu a USB 3.0, která byla stejně pomýlená jako někdejší povídačky oboji FireWire s původním USB. Thuderbolt se již dávno pasoval do pozice speciálky pro profesionální použití (kde je skvělý, to všechna čest), USB si i ve verzi 3.x drží pozici levného rozhraní pro masy, kteří nehoní každý MB/s.

Pentax uvedl středoformátový model 645Z s 52 megapixely

Středoformát s 50Mpix(+) CMOS čipem velikosti 44×33 mm ohlásil již Hasselblad i Phase One (Mamiya, Leaf). Pentax uvádí na této bázi svého pokračovatele digitálních středoformátů, model 645Z. Oproti předchozímu modelu 645D s 40Mpix CCD čipem nabízí výrazně vyšší ISO, také rozlišení a přichází v tomto segmentu s neobvyklou podporou pro video.

Čip nese celkově 52,00 megapixelů, z toho je aktivně používáno 51,4, což dává rozlišení snímků 8265×6192. Čip před sebou nemá low-pass filtr, ostrost tedy bude maximální, byť za cenu vyššího rizika vzniku moaré. Rozsah citlivostí je od ISO 100 po 204800 (porovnejte s ISO 1600 max. u 645D), je zde také možnost LiveView a H.264/MOV videa v kvalitě 60i/50i, 30p/25p či 24p. Časosběrně lze nahrávat až 4k video, tam ale spíše dává smysl používat toto intervalové snímání v rozlišeních vyšších než „trapných“ 3840×2160.

Jinak je zde AF modul známý z APS-C zrcadlovek, v tomto případě nabízí 27 AF bodů, z toho 25 křížových. Displej je nově výklopný a při 3,2palcové úhlopříčce nabízí rozlišení 1037k bodů. Hledáček je samozřejmě optický, pokrývá 98 % snímku a disponuje 0,62× zvětšením. Závěrka umí časy 1/4000 až 30 sekund včetně bulb režimu. Jsou zde dva SD sloty (vč. SDXC a podpory UHS-I, Eye-F a FluCard), snímání je možné rychlostí 3 fps (s ohledem na velikost/hmotnost zrcátka slušné). Pentaxem používaný Li-ion akumulátor D-Li90 vydrží v tomto případě na 700 snímků, 560 při použití blesku v 50 % případů. Video je omezeno délkou 25 minut.

Cena v Česku zatím není známa, můžeme tak usuzovat pouze podle předchozího modelu 645D. Ten (připomínám, že je pár let starý) vyjde na zhruba 145 tisíc Kč, kit s 55mm f/2.8 objektivem na zhruba 170 tisíc Kč. Ať to bude zhruba tolik, nebo třeba o sto tisíc víc,stále to bude méně než půl miliónu až milión za konkurenční 50Mpix CMOS středoformáty konkurence. Snad jedině škoda ukázkových fotek na webu Pentaxu – tímhle asi zákazníky firma nenaláká. Ale posuďte sami.

Obvykle se pak pod zmínkami o nových digitálních středoformátech vedou debaty na téma velikosti snímače. Ano, pravdou je, že ani dřívější např. 53,9×40,3 mm něco snímače, ani tyto nové 44×33mm mají hodně daleko do nejmenšího analogového středoformátu (4,5 ×6 cm, resp cca 42 ×56 mm), ale i tak představují snímač s plochou o velikosti 168 % full-frame snímače. Bohužel ale s koncem výroby oněch středoformátových CCD snímačů (za což může z nemalé části pád Kodaku) pozorujeme paradoxní jev, opačný očekávání. Opravdu se v době CCD snímačů předpokládalo, že velikost snímačů poroste a jednoho dne se třeba na ten skutečný formát 645 vyškrábe. Opak je ale pravdou. A musím dodat: bohužel.

ISO 409600 v podání bezzrcadlovky Sony A7S

Ještě jednu fotografickou záležitost, která si rozhodně zaslouží pozornost, si dnes dáme. Sony před časem uvedla novou full-frame bezzrcadlovku Sony A7S, která sice nabízí „jen“ 12 megapixelů, ale zato brutálnější rozsah citlivostí (srovnatelný leda tak s 16Mpix full-framem Nikon D4s). Začíná v rozšířeném režimu na ISO 50 a končí na šílených ISO 409600.

Sony zveřejnila v této souvislosti krátké video, které demonstruje vliv nastavení citlivosti na noční snímání. Expozice jsou pochopitelně vždy stejně dlouhé (např. při 30 fps připadá na jeden snímek vždy 1/30 sekundy), ale s rostoucí citlivostí roste i jas scény. Díky ISO nad sto tisíc je tak možné z noci udělat takřka podvečer letního dne. Osobně to beru jako zajímavou demonstraci (i s ohledem na gamma režim SLog-2) technických schopností současné generace snímačů. Praktická využitelnost ale drhne, protože se takto vysokým režimem citlivosti totálně mění atmosféra scény.

PS: o víkendu jsem volal Deltu 3200 pushovanou na 12800. Dopadla skvěle (bodejť, velikost snímače ve Flexaretě je 56×56 mm ), ale pro tmavé interiéry to chce spíš 25600, což je Ilfordem udávané maximum pro push tohoto materiálu. A i tak je to velmi hluboko pod možnostmi aktuálních digitálů. Pro současnou generaci full-frame přístrojů je ISO jako 12800 či 25600 bezpochyby téměř plně použitelné, zejména po zpracování RAWů kvalitními nástroji. Od příští generace full-frame zrcadlovek (například „Nikonu D5 / D5S“ očekávejme přiblížení se magické hranici ISO 1 000 000, i kdyby „pouze“ v podobě ISO 819 200. V takovou chvíli nebude člověk bezpečný nejen při svitu ohně, ale snad i zavřený v protiatomovém krytu č. 13.

       

Komentáře

[SGF]

"je omezen napájecí proud pro zařízení na 2,25 W" Vážně? Proud ve wattech?

[jehovista]

No napeti asi bude stejne a ten proud je omezen vykonem 2.25W. Dalo by se to napsat lip, ale zas takova hruza, aby si to zaslouzilo nekonecne vlakno v diskuzi to neni.

[SGF]

Varianty jsou dvě, buď je špatně proud a měl být místo něj výkon a nebo je chyba v jednotce a mělo to být 2.25A.

[Petr Tomášek]

Vzhledem k tomu, že 2.25W = 450mA při 5V (což znamená 2x25mA na převodník plus 450mA dává 500mA dle USB specifikace), bych si tipnul, že šlo skutečně o výkon a nikoliv proud.

[SGF]

Pravda, asi bych si to už taky tipnul. Původně mi nedošlo, že je to sice kabel USB 3.0, kde je max proud 900mA, ale při použití s konektory USB 2.0 se musí počítat jen s 500mA dle nižší specifikace.

[Bill Gates]

Nekonecne vlakno == jeden jediny prispevek ? :DDDDDDDDD

[jehovista]

No vidis. A ja jich napocital sest.

[⧠ A = 0]

Vážně? Měl bys je přepočítat.

[Bill Gates]

No a kdyz chvilku pockame, tak jich bude jeste vic, ze jo :D

[jehovista]

No ale to je porad. Na zacatku diskuze kilometrove vlakno o gramatice a prkotinach a az pak zajimave prispevky :)

[hvd]

No vidite a mne z diskuze prislo nejzajimavejsi opravdu to, kolik tomu zerou prevodniky a kolik zbyva na zarizeni

[pavlix]

A v tom kilometrovém vlákně tuna příspěvků o tom, že to vlákno bude za chvíli určitě moc moc dlouhé ;).

[pushkin]

Jo, tak tohle mě taky praštilo do očí...

[Libor Chocholaty]

Takže pokud nepotřebuju napájení periferie, můžu si mezi koncovky vevařit třeba 1km vlákna? To by mohlo být pro některý použití super.

[pc2005]

IMHO tam bude nějaká maximální latence, ale taky by mě to zajímalo.

[Jan33]

USB má dané časování. Libovolně dlouhý kabel není možný.

[Stanislav Brabec]

S propustností optického USB 2.0 to nebude tak žhavé, neboť se používá half-duplexní komunikace. Vzhledem k tomu, že round-trip na 30m kabelu bude 0,2µs, a na přenos bloku bude potřeba několik takových prodlev, tak už to asi bude na rychlosti znát.

[Jendа]

A skousne USB takový lag? Aby tam něco nevytimeoutovalo.

[Ales Hakl]

V superspeed rezimu je latence principialne jedno, protoze neni pro samotny lowlevel protokol kriticka, akorat tam je semtam nejaky timeout nicmene po vetsinou vetsi nez latence vlozena delkou nejakeho prakticky realizovatelneho kabelu. Zatimco u klasickeho USB je maximalni delka kabelu opravdu dana "rychlosti svetla", tak u USB3 je definovana od kvality signalu (u pasivniho kabelu to padne nekam k tem doporucenym 3m, s aktivnim se da principialne libovolna).

Klasicke USB je svym nizkourovnovym protokolem (halfduplex, lehce zvracene sdileni pasma mezi zarizenimi...) na latenci pomerne zasadnim zpusobem zavisle, protoze se musi stihnout prepinani vysilani a prijem a protoze huby jsou relativne hloupa zarizeni. Vselijakymi triky s tvarenim se jako hub, pripadne figly se split transactions se da zpusobit, ze ta latence muze byt delsi (koneckoncu neni problem mit v ceste USB2 pul internetu), ale nejsou to zrovna standardni reseni.

U USB3 se vicemene predpoklada, ze ty dva nove datove pary jsou kdovijak dlouhe (USB3 repeater je neco co jde koupit od "renomovanych" vyrobcu a ne jenom od pochybnych cinanu) a pokud je na druhe strane USB3 zarizeni tak to proste funguje. Pokud je tam USB3 hub, tak to funguje take, protoze na klasicke USB to prevadi az transaction translator v tom hubu (modulo to, ze existuji zarizeni, resp. kombinace jejich driveru a USB stacku v OS, kterym vadi i latence vlozena tim transaction translatorem, typicky treba USB zvukovky).

[Stanislav Brabec]

USB 3.0 je hlavně, na rozdíl od USB 2.0, na hardwarové úrovni plně duplexní. Po jednom páru lze posílat data, po druhém přijímat. Po odvysílání bloku tedy není nutné zastavit přenos a čekat na round-trip potvrzovacího paketu. Stačí blok dat podržet v paměti, dokud potvrzující paket nedorazí. Ono to při té rychlosti ani jinak nejde – od ukončení vysílání paketu do okamžiku, než rychlostí světla dorazí potvrzovací paket na pouhém 1m kabelu, znamená být 6ns tiše. U USB 2.0 to je čas přenosu necelých 3 bitů, u USB 3.0 by to znamenalo ztrátu možnosti přenést 30 bitů.

[Kvakor]

Běžně se prodávají USB extendery (mají ho třeba tady), které se dělají pro srovnatelné délky (většinou až 150 stop, tj. cca. 45 metrů) a jako médium používají obyčejný Cat5e UTP kabel. Tudíž s latencí způsobenou délkou kabelu to nejspíš nebude tak horké ...

[Miloslav Ponkrác]

Vzhledme k tomu, že USB by nefugovalo se zpožděním přenosu na takovéto vzdálenosti, protože už doba odezvy je větší, než je třeba pro správné fungování USB protokolu, vnitřně jsou takové věci dělány jinak. A to tak, že ve skutečnosti se tváří jako USB hub.

Tedy v žádném případě se nemůže jednat o normální kabel, protože nad 5 metrů délky už i rychlost světla nestačí, aby to reagoval tak rychle jak má.

Všechny delší kabely jsou technicky nikoli kabely, ale USB huby. Tím latence ještě narůstá, ale zase to funguje.

Miloslav Ponkrác

[Saul Tigh]

Tohle vypadá docela zajímavě, potřeboval bych dovést kabel od PC k USB 3.0 čtečce karet a na těch cca 10m už je kabel naprd. Neplánuje někdo nějaký benchmark? :)

[Stanislav Brabec]

Jak naznačují astronomické CCD snímače, citlivost (zvlášť CCD) snímačů lze hnát ještě mnohem výš:

• Při snímání se kompletně vypne napájení
• Nepoužije se Bayerova maska
• Maximalizuje se plocha snímacích prvků na čipu
• Čip se bude chladit

Takový čip ovšem má ovšem pro běžné snímání spoustu nevýhod:

• Je černobílý
• Nemá elektronickou uzávěrku
• Trápí ho bleeding

Film tomu svou kvantovou účinností nemůže konkurovat. CCD čip dokáže zareagovat na jediný foton. Běžný stříbrný film potřebuje 6 fotonů v poměrně krátkém čase za sebou, aby vzniklá excitace dokázala při vyvolávání vyvolat vznik stříbrného zrna. (Nové laboratorní světlocitlivé materiály to snížily na 2 fotony.)

Dnešní astronomické CCD snímače už dokáží detekovat 70% všech fotonů, takže se blíží fyzikální mezi. Další cesta bude jen ve snižování šumu.

[Kvakor]

U snímání statických obrazů by černobílost nevadila, stačilo by použít filtry (v astronomii se to dělá podobně, i když místo RGB se vybírají podle vhondých spektrálních čar). Zesnímače by se tak vytáhl mnohem lepší obraz (než u stejně velkého s Bayerovou maskou), mimo toho by se klidně mohlo použít i víc kanálů než jen tři (minimálně RGBW, tj. RGB+černobílý bez filtru).

A k té praktické použitelnosti vysoké citlivosti - sice použití pro účely fotografie a filmování je asi opravdu dost omezené, ale skvěle by se to hodilo pro noční vidění při zbytkovém světle (tj. ne infračervené), protože by tak šlo udělat noktovizor který by byl čistě polovodičový a tudíž mnohem mechanicky odolnější než ty klasické s fotonásobičem. Tedy alespoň za předpokladu, že by se to napojilo na vhodné VR brýle nebo něco na ten způsob ...

[hw]

Dvě poznámky...

Corning rozhodně není první, kdo přišel s USB po optických vláknech. V průmyslu se to již nějakou dobu celkem běžně používá pro prodloužení USB na stovky metrů a vyloučení elektromagnetického rušení. Pro obecné použití něco dodávají třeba firmy FOCI, Unibrain, APAC nebo Icron. Některé firmy pak mají vlastní specializované řešení přímo ve svých produktech.

S tím levným rozhraním pro masy a vyloučením profesionálního použití bych byl opatrnější. Když uvedu příklad čistě z mého oboru, tak třeba v průmyslu kamery pro počítačové vidění a zpracování obrazu čím dál více používají rozhraní USB3 Vision. Dokonce v mnoha aplikacích začíná vytlačovat Camera Link.