เทียบความเร็วอุปกรณ์รับส่งข้อมูลต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น USB 3.0, Thunderbolt, LAN และอื่นๆ

ทุกวันนี้ ไฟล์ข้อมูลมีขนาดใหญ่ขึ้นทุกวัน และความจุก็มากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ราคาก็ถูกลงเช่นกัน แต่ในวันนี้ ถ้ายังใช้รูปแบบการถ่ายโอนข้อมูลแบบเดิมๆ อยู่ คงไม่ทันใจแน่ๆ เพราะว่าไฟล์ข้อมูลก็มีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จึงจำเป็นต้องมองหาอุปกรณ์ใหม่ๆ มาเสริมความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลด้วย ไม่อย่างนั้นไฟล์ขนาดใหญ่คงต้องถ่ายโอนข้อมูลกันทั้งวันแน่ๆ

ก่อนจะไปรู้จักกับการเชื่อมต่อสายแบบต่างๆ เรามารู้จักเรื่องขนาดของไฟล์ต่างๆ ก่อนดีกว่า เพราะเป็นพื้นฐานสำคัญเรื่องหนึ่งเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ด้วย โดยขนาดนั้น จะเริ่มจาก bit ที่เป็นหน่วยเล็กสุด ไล่เป็น byte (B), Kilobyte (KB), Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Terabyte (TB) ตามลำดับ โดยขนาดใหญ่สุดในมาตรฐานปัจจุบันนั้น อยู่ในระดับ Terabyte ซึ่งเรียงจากหน่วยเล็กสุดแล้วจะเรียงได้ดังนี้

• 1 byte (B) = 8 bit
• 1 kbit/s = 1,000 bit/s
• 1 Mbit/s = 1,000,000 bit/s
• 1 Gbit/s = 1,000,000,000 bit/s
• 1 kB/s = 1,000 byte/s
• 1 MB/s = 1,000,000 byte/s
• 1 GB/s = 1,000,000,000 byte/s
• 1 TB/s = 1,000,000,000,000 byte/s

แบ่งการเชื่อมต่อส่งข้อมูลได้เป็นสองแบบใหญ่ๆ ได้เป็นแบบมีสายหรือพอร์ตเชื่อมต่อและไม่พึ่งพาสายในการเชื่อมต่อเพื่อส่งถ่ายข้อมูล แบ่งเป็น

• แบบมีสาย (Wire) ได้แก่ USB 2.0, USB 3.0, Serial ATA, Firewire, Thunderbolt, LAN เป็นต้น
• แบบไร้สาย (Wireless) ได้แก่ Wireless LAN, Bluetooth เป็นต้น

ส่วนของความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลนั้น เมื่อนำสายเชื่อมต่อสัญญาณรุ่นปัจจุบันมาเทียบกันแล้ว ความเร็วแต่ละแบบจะไล่ตั้งแต่

1. IDE (PATA) ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 157 – 308 Mbit/s
2. USB 2.0 ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 480 Mbit/s
3. USB 3.0 ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 5 Gbit/s
4. eSATA ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 6 Gbit/s
5. Firewire 800 ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 6.4 Gbit/s
6. Serial ATA (SATA) ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 8 Gbit/s
7. Thunderbolt ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 10 Gbit/s
8. Ethernet RJ45 (LAN) ถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วสูงสุดที่ 10 – 100 Gbit/s

ในส่วนของหลักการทำงานนั้น จะมีหลักการสื่อสารกับ 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 โดยสามารถคุมได้มากสุดพร้อมกันที่ 127 ชิ้น

รูปแบบของ Logical Pipes นั้น จะมีอยู่ 2 แบบ คือ

1. Stream : จะเป็นการส่งผ่านข้อมูลแบบหลายทิศทาง ซึ่งจะมีรูปแบบการส่งผ่านข้อมูลอยู่ 3 รูปแบบ ได้แก่

• isochronous เป็นการส่งผ่านข้อมูลที่มีเรทและขนาดของข้อมูลคงที่ แต่มีโอกาสที่ข้อมูลจะเกิดความเสียหายได้ด้วย นิยมใช้กับไฟล์วิดีโอและไฟล์เสียง
• interrupt transfer จะส่งผ่านข้อมูลอย่างรวดเร็ว โดยจะนิยมใช้กับเมาส์และคีย์บอร์ด
• bulk transfer ใช้กับการถ่ายโอนข้อมูลที่มีขนาดใหญ่และต้องการ Bandwidth เสริมในการถ่ายโอนข้อมูลด้วย แต่ไม่การันตีขนาดของ Bandwidth โดยใช้กับการถ่ายโอนข้อมูล

2. Message : จะเป็นการถ่ายโอนข้อมูลแบบ 2 ทิศทาง นิยมใช้กับการถ่ายโอนข้อมูลที่เป็นกลุ่มคำสั่งเรียบง่าย ไม่ยาวมากนักหรือบอกสถานะต่างๆ ของเครื่อง

อัลกอริธึ่มการบริหารความเร็วของ USB นั้น จะใช้อัลกอริธึ่มแบบพื้นฐานที่สุดอย่าง Round-Robin Scheduling นั่นคือการบริหารโดยให้ความสำคัญของทุกงานเท่ากันหมด และให้ทุกงานมีความเสมอภาคกันโดยไม่แบ่งความสำคัญก่อนหลังเอาไว้ ทำให้เมื่อมีการส่งผ่านข้อมูลพร้อมๆ กันหลายไฟล์แล้ว อัลกอริธึ่มนี้จะเฉลี่ยเวลาให้กับไฟล์ที่มีอัตราถ่ายโอนต่ำสุดมีอัตราถ่ายโอนเร็วเพิ่มขึ้นเท่าเทียมกับไฟล์อื่นๆ ที่กำลังถ่ายโอนอยู่ด้วยกัน

IDE (PATA)

เป็นสายเชื่อมต่อภายในตัวเครื่องพีซีโดยใช้ในการเชื่อมต่อกับ Harddisk และ CD-ROM ในเครื่องเพื่อส่งผ่านข้อมูล โดยในตอนนี้เป็นสายที่ไม่นิยมใช้แล้ว และถูกแทนที่ด้วยสาย Serial ATA (SATA) ในปัจจุบัน

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 เองก็เป็นช่องทางการเชื่อมต่อยอดนิยมที่ยังมีผู้ใช้อยู่ในปัจจุบัน พัฒนาต่อจาก USB 1.1 และเริ่มใช้งานจริงในเดือนเมษายน ปี 2000 มีชื่อเล่นว่า “High Speed” ซึ่งสาย USB 2.0 นี้สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ความเร็วสูงสุดที่ 480 Ms/p แต่จะไม่เสถียร ในความเร็วสูงระดับนั้นจะต้องพึ่งพาอุปกรณ์ที่ทำการปรับแต่งมาเป็นพิเศษด้วย ซึ่งความเร็วที่ USB 2.0 นั้นทำได้ดีและเสถียรที่สุดจะอยู่ที่ 35 – 280 Ms/p

USB 3.0 เองก็พัฒนาต่อมาจาก USB 2.0 อีกทีเช่นกัน โดยเปิดตัวครั้งแรกในวันที่ 12 พฤศจิกายน 2008 และมีอุปกรณ์ที่รองรับ USB 3.0 ออกมาเป็นครั้งแรกในเดือนมกราคม 2010 ส่วนความเร็วที่สูงสุดคือ 5120 Ms/p ซึ่งความเร็วระดับนี้ก็ต้องมีอุปกรณ์ที่ปรับแต่งมาเป็นพิเศษเช่นเดียวกัน โดยจะพัฒนาให้ความเร็วในการเชื่อมต่อนั้นสูงขึ้นกว่านี้ โดยแผนปี 2013 นี้ จะทำให้ความเร็วในการเชื่อมต่ออยู่ที่ 10,240 Ms/p ให้ความเร็วเทียบเท่า Thunderbolt ด้วย

eSATA

eSATA เป็นอีกช่องทางการเชื่อมต่อที่ทำงานได้เร็วกว่า USB 3.0 อีกระดับหนึ่ง และพอร์ทของ eSATA เองก็จะรองรับสาย USB 3.0 ด้วยเช่นกัน มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูงสุดที่ 6144 Ms/p โดยออกแบบมาให้เป็นการเชื่อมต่อแบบ Hot Swap เช่นเดียวกับ USB ทั้งสองแบบข้างต้น สำหรับพอร์ตของ eSATA นั้น ถึงจะรองรับการเชื่อมต่อ USB 3.0 ก็ตาม แต่ว่าถ้าฮาร์ดแวร์ภายในพอร์ตไม่รองรับก็จะทำความเร็วได้เท่ากับ USB 2.0 เท่านั้น ด้านการออกแบบหัวเชื่อมต่อจะออกแบบหัวปลั๊กให้จดจำแบบการเชื่อมต่อได้ง่ายเพื่อลดโอกาสเชื่อมต่อผิดพลาดลงไป

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 นั้นใช้เชื่อมต่อกับกล้องดิจิตอลในอดีต แต่กำลังถูก USB 2.0 และ Micro USB 2.0 เข้ามาทดแทนเพราะว่าราคาต้นทุนของสายและพอร์ตนั้นค่อนข้างสูง รวมทั้งไม่คุ้มค่าเท่าการเชื่อมต่อแบบ USB ด้วยเช่นกัน

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 8192 Mp/s ด้วย นิยมใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายในตัวเครื่องเช่นฮาร์ดดิสก์เป็นต้น

Thunderbolt

Thunderbolt เองเป็นอีกสายที่เพิ่งมีความเร็วในการเชื่อมต่อสูงมาก พัฒนาโดยอาศัยความร่วมมือระหว่าง Intel กับ Apple และเปิดตัวในปี 2011 ที่ผ่านมา ความเร็วเป็นรองแค่สาย Ethernet (LAN) โดย Thunderbolt จะใช้ช่องเชื่อมต่อเดียวกันกับ Mini Display Port โดยจะรวมทั้งสาย Mini Display Port กับ PCIe เอาไว้ด้วยกัน โดย 1 Connector จะรองรับอุปกรณ์เชื่อมต่อสูงสุด 6 ชิ้นพร้อมกัน โดยสายจะเป็นสายแบบ Optical ทำให้ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลทำได้รวดเร็ว

Ethernet (LAN)

สาย LAN นั้น จะมีความเร็วสูงสุดในกลุ่มการเชื่อมต่อแบบใช้สาย LAN หรือ Ethernet LAN นั้นได้รับการพัฒนามาเรื่อยๆ ตั้งแต่ปี 1980 เป็นต้นมา ใช้มาตรฐานการเชื่อมต่อ IEEE 802.3 โดยเริ่มต้นนั้น สาย Ethernet หรือที่เราติดปากกันว่าสาย LAN นั้น มีรูปแบบการออกแบบที่เป็นมาตรฐาน และถูกนำมาใช้เชื่อมต่อกับโมเด็มในช่วงปี 1985 รองรับ MAC Address แบบ 48-bit และเป็นที่นิยมใช้อยู่จนถึงปัจจุบัน

ดังนั้นเมื่อเทียบความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลแล้ว สายที่สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้ช้าที่สุดในกลุ่มจะเป็นสาย IDE ที่ถ่ายโอนข้อมูลได้เพียง 157 – 308 MB/s นั้นลดความสำคัญลงไปด้วยสาย Serial ATA หรือ SATA ที่เข้ามาแทนที่ รวมทั้งเป็นสายแบบ Cold Swap ที่ต้องหยุดการทำงานของเครื่องก่อน ถึงจะถอดได้ ผิดกับ SATA ที่เป็น Hot Swap ที่มีความคล่องตัวเมื่อใช้งานมากกว่าหลายเท่าตัว รวมทั้งถ่ายโอนข้อมูลได้เร็วกว่า ด้วยความเร็วที่ 6 Gbit/s ในรูปแบบของ SATA III หรือ SATA Revisioned 3.0 และถ้าเป็น SATA Express หรือ SATA Revisioned 3.2 จะให้ความเร็วสูงขึ้นเป็น 8 Gbit/s และแพร่หลายในพีซียุคปัจจุบันมาก ซึ่ง SATA III นั้น ก็เข้ามาแทนที่สายแพ IDE ได้อย่างสมบูรณ์แบบไม่ว่าจะใช้เชื่อมต่อ Harddisk หรือ CD-ROM ก็ตาม

USB 2.0 เองก็กลายเป็นมาตรฐานของการถ่ายโอนข้อมูลมาตรฐานในปัจจุบันไปแล้ว ซึ่งความเร็วเสถียรที่ 35 – 280 MB/s นับว่าเพียงพอสำหรับถ่ายโอนข้อมูลประเภทไฟล์เอกสารแล้ว แต่ในตอนนี้ที่อุปกรณ์พร้อมพอร์ต USB 3.0 เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ และ USB 3.0 เองก็รองรับพอร์ตของ USB 2.0 ด้วยเช่นนี้ ทำให้คนที่ถ่ายโอนไฟล์ขนาดใหญ่ เช่นไฟล์ภาพยนตร์หรือโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่ๆ เลือกใช้ เพราะอัตราเขียนอ่านจะสูงกว่า USB 2.0 พอควร ที่ 5 Gbit/s แต่อัตราถ่ายโอนที่สูงระดับนั้น ก็ขึ้นอยู่กับ UDMA ที่จะกำหนดความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลอีกครั้งหนึ่ง

ส่วนของ Firewire เองก็ลดความนิยมใช้งานไปด้วยราคาที่สูง และไม่คุ้มทุนเพราะ USB 2.0 และ 3.0 ก็ทำงานได้รวดเร็วกว่าเดิมมากและต้นทุนถูกกว่าการเลือกติดตั้ง Firewire ลงมาในเครื่อง ที่ทำความเร็วได้สูงกว่า USB 3.0 เพียงแค่ 1.4 Gbit/s เท่านั้น จึงถูกกลืนด้วยตลาด USB 2.0 กับ 3.0 ไปในที่สุด

Thunderbolt ในตอนนี้นั้น ทำความเร็วได้สูงรองจากสาย Ethernet (LAN) เท่านั้น แต่ยังไม่แพร่หลายในตลาดมากเท่าไหร่ เพราะอุปกรณ์ที่รองรับและเครื่องที่มีช่องพอร์ต Thunderbolt ติดตั้งมาให้ยังไม่แพร่หลายในตลาด เหมือนกับ USB 3.0 ในตอนแรก ส่วนของความเร็วสูงถึง 10 Gbit/s ด้วยสายไฟเบอร์ออปติคภายในตัวสาย แต่ว่าถ้าความเร็วยังคงอยู่ในระดับนี้นั้น USB 3.0 ที่มีโครงการพัฒนาให้ความเร็วสูงขึ้นเป็น 10 Gbit/s ในปีนี้อาจจะทำให้ Thunderbolt ซ้ำรอยกับ Firewire ได้ด้วยทุนที่แพง และอุปกรณ์รองรับที่ยังไม่แพร่หลายมากนัก

LAN หรือ Ethernet นั้นทำความเร็วได้สูงถึง 10 – 100 Gbit/s นับว่าเร็วสุดในกลุ่มแล้ว แต่ว่าอัตราถ่ายโอนที่ค่อนข้างแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดนี้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์แวดล้อมของ Ethernet ด้วย ไม่ว่าจะคุณภาพของสาย, คลื่นสัญญาณ, สภาพแวดล้อม ที่เป็นตัวแปรสำคัญที่ทำให้ความเร็วแปรเปลี่ยนได้เรื่อยๆ ด้วยเช่นกัน แต่เป็นสายที่ยังได้รับความนิยมในการใช้งานเพราะการใช้งานถ่ายโอนข้อมูลในองค์กรหลายๆ แห่งยังพึ่งพาสาย LAN เมื่อต้องการถ่ายโอนข้อมูลอยู่

ด้านการเชื่อมต่อสัญญาณไร้สายนั้น ผู้เขียนได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับ ADSL มาให้ด้วย 

ชื่อเทคโนโลยีการเชื่อมต่อ                                                Rate (kbit/s)                      Rate (kbyte/s)                    เริ่มใช้งาน (ปี)
ADSL (G.Lite)                                                                 1,536/512 kbit/s                         192/64 kB/s                              1998
ADSL (G.DMT)                                                               8,192/1,024 kbit/s                  1,024/128 kB/s                          1999
ADSL2                                                                               12,288/1,440 kbit/s               1,536/180 kB/s                          2002
ADSL2+                                                                            24,576/3,584 kbit/s               3,072/448 kB/s                         2003
DOCSIS v1.0[11] (Cable modem)                          38,000/9,000 kbit/s              4,750/1,125 kB/s                      1997
DOCSIS v2.0[12] (Cable modem)                         38,000/27,000 kbit/s           4,750/3,375 kB/s                     2001
DOCSIS v3.0[13] (Cable modem)                       160,000/120,000 kbit/s      20,000/15,000 kB/s                2006

การเชื่อมต่อสัญญาณอินเตอร์เน็ตในประเทศไทยนั้น จะเป็นมาตรฐาน IEEE 802.11 แต่จะมีการปรับเป็นแบบ a,b,g ตามโครงข่ายสัญญาณด้วย ซึ่งแตกต่างด้านความเร็วของการรับส่งข้อมูลเป็นหลัก ในส่วนของ Bluetooth เอง จะเห็นว่าความเร็วในการส่งข้อมูลอาจจะน้อยอยู่บ้าง แต่เป้าหมายการใช้งานนั้น จะอยู่ที่การรับส่งข้อมูลขนาดเล็กเท่านั้น ดังนั้น Bluetooth จึงมีบทบาทในการส่งผ่านสัญญาณเสียงของ Bluetooth Speaker ที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือหรือส่งไฟล์ที่มีขนาดเล็กและมีระยะสัญญาณไม่ห่างมากนัก (ราว 5-30 เมตร) 

ชื่อเทคโนโลยีการเชื่อมต่อ                                                Rate (kbit/s)                      Rate (kbyte/s)                    เริ่มใช้งาน (ปี)

IEEE 802.11                                                                               2 Mbit/s                                        250 kB/s                            1997

IEEE 802.11a                                                                           54 Mbit/s                                     6.75 MB/s                           1999

IEEE 802.11b                                                                           11 Mbit/s                                    1.375 MB/s                          1999

IEEE 802.11g                                                                           54 Mbit/s                                     6.75 MB/s                           2003

Bluetooth 1.1                                                                             1 Mbit/s                                        125 kB/s                             2002

Bluetooth 2.0+EDR                                                                3 Mbit/s                                        375 kB/s                             2004

Bluetooth 3.0                                                                          24 Mbit/s                                         3 MB/s                               2009

Bluetooth 4.0                                                                          24 Mbit/s                                         3 MB/s                               2010

ตามที่ได้อ่านกันไปว่าความเร็วในการส่งต่อข้อมูลนั้นจะเร็วช้าแค่ไหน ก็ขึ้นอยู่กับการเลือกใช้งานของเราด้วย การเลือกใช้งานได้ถูกวิธีจะทำให้การทำงานทรงประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นด้วย ดังนั้นขึ้นอยู่กับการเลือกใช้งานตามความเหมาะสมของแต่ละคนแล้ว ว่าในเวลานั้นๆ คุณเหมาะกับการส่งผ่านข้อมูลที่มีความเร็วสูงระดับไหน และคุณจะพบกับความสุขที่ไฟล์ต่างๆ ส่งผ่านได้อย่างรวดเร็วประหยัดเวลาไปมากหลายเท่า