کدام یک از رابط‌های USB، Firewire و Thunderbolt، برای کارت صدا بهتر است؟

آیا تا به حال هنگام خرید کارت صدا یا کامپیوتر به این موضوع فکر کرده اید که مزایا و معایب کانکتورهای مختلفی که ارائه می شوند، چیست؟ برای کارت صدا کدام یک از کانکتورهای USB، Firewire، Thunderbolt یا PCIe بهتر است؟ کدام یک تا 5 یا 10 سال دیگه قابل استفاده خواهند بود؟ چرا از رابط USB 3 تعداد کمی وجود دارد؟ علاوه بر کانکتورهای  A وB که برای دریافت داده طراحی شده اند،‌  USB 3، Thunderbolt و Thunderbolt 2 نیز به گزینه‌ها اضافه شد در حالی که رابط‌های PCIe، USB 1، USB 2 و Firewire 400 و 800 همچنان در دسترس هستند. چنین سوالاتی اغلب توسط کاربران حرفه‌ای یا کسانی که استودیوهای خانگی دارند پرسیده می شود. در این مقاله سعی خواهیم کرد آنچه که باید هنگام خرید کارت صدا یا کامپیوتر در ارتباط با رابط‌های صوتی بدانید، به شماگفته شود.

ورود نسل‌های جدید کانکتورها

قبل از اینکه به جزئیات بپردازیم، لازم است به چند خبر خوب اشاره کنیم: علیرغم استفاده از نسل‌های مختلف USB، Firewire و Thunderbolt، سازگاری با backwards نیز در محصولات جدید به عنوان آخرین استاندارد قرار گرفته است. اکثر دستگاه‌های Firewire 400 می توانند با اتصالات Firewire 800 نیز کار کنند. با یک آداپتور می توانید به پورت Thunderbolt نیز متصل شوید. اکثر دستگاه‌های USB 1,2 می توانند به پورت‌های USB3 هم وصل شوند. چند استثنا وجود دارد.

USB 2 رایج ترین نوع رابط برای اتصال به کامپیوتر است. اما امروزه USB 3 بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و بسیاری از مادربردها اکنون با سوکت‌های USB 3 عرضه می شوند. USB 3 برای سازگاری با backwards طراحی شده است. در عمل، USB با اکثر دستگاه‌های جانبی همه منظوره به خوبی کار می کند،‌ اما برخی از کاربرانی که از کارت صداهای قدیمی تر USB2 و USB1 استفاده می کردند، هنگام اتصال از طریق USB 3 دچار مشکل شده‌اند. که این موضوع موجب به روز رسانی سیستم عامل و درایورها از سوی سازندگان کارت صدا شد. با گذشت زمان، کمتر اینگونه مشکلات پیش می آید. USB 3 اکنون به مرحله‌ای رسیده است که با هر کارت صدای جدیدی که خریداری می نمایید سازگار می باشد. اگر دست دوم می خرید، برای بررسی مشکل با جست و جو در اینترنت می توانید راه حل مناسب را پیدا کنید. در صورتی که با مشکلات مربوط به سازگاری مواجه شدید،‌ باید این را بدانید که: مادربردهای فعلی همچنان دارای پورت USB 2 هستند، بنابراین زمانی که به مشکل بر خوردید و نتوانستید آنرا حل کنید می توانید از USB 2 استفاده کنید.

آیا USB 2 به اندازه کافی خوب هست؟

بسیاری از کاربران از جذب نسبتا کُند USB 3 توسط سازندگان رابط صوتی ابراز تعجب کرده‌اند،‌ در ماه‌های اخیر دو مدل از USB3 به بازار عرضه شد. در مسئله پهنای باند،‌USB 2 مقدار زیادی از آن را برای اکثر برنامه‌های استودیو خانگی ارائه می دهد. مشخصات USB 2 نشان دهنده آن است که توانایی انتقال داده‌ها با سرعت 480 مگابایت بر ثانیه را دارد،‌ اما به دلیل محدودیت‌های باس، نحوه مدیریت داده‌ها طراحان برای اطمینان از بهترین نتایج ممکن در استفاده روزمره فضای هدروم خود را ترک می کنند. حتی یک رابط USB 2 که به خوبی طراحی شده است احتمالا دارای توان عملیاتی نزدیک به 280 مگابایت در ثانیه می باشد. در حداکثر پهنای باند USB 2، شما می توانید بیش از 40 آهنگ صوتی 24 بیتی و 96 کیلوهرتز را ضبط کنید، در حالی که با نرخ نمونه برداری 48 کیلوهرتز، 80 آهنگ را دریافت می کنید. شما رزولوشن 24 بیت/48 کیلوهرتز،‌ USB 2 با پهنای باند 240 مگابایت بر ثانیه را در نظر بگیرید، حداکثر 40 کانال صوتی با کیفیت را به طور همزمان می توانید پخش کنید. با این حال برخی از کمپانی‌ها، کارت صداهای USB 2 خود را با تعداد کانال کمتر عرضه می کنند. به دلیل کار و طراحی که برای توسعه و بهینه سازی این نوع کانکتورها انجام می شود، نیبت به اتصالات دیگر پر هزینه تر هستند. به عنوان مثال، MADIFace USB RME  یک کارت صدای دیجیتال 128 کاناله با رابط USB 2 است. این امر با استفاده از پروتکل MADI برای مدیریت انتقال داده ممکن شده است، که بسیار کارآمدتر از استاندارد native audio روی USB هست.

بسیاری از تولیدکنندگان کانکتورهای USB 2 نرخ‌های نمونه بالاتری از جمله 96، 192 و 384 کیلوهرتز را ارائه می دهند، اما هر بار که نرخ نمونه برداری را بیشتر کنید، مقدار داده نیز دو برابر خواهد شد که مربوط به پهنای باند USB می شود. برای مثال اگر 240 مگابایت در ثانیه در نظر داشته باشید، حدود 35 کانال همزمان در 96 کیلوهررتز، حدود 17 کانال در 192 کیلوهرتز و 8 یا 9  کانال در 384 کیلوهرتز خواهید داشت. سازندگان تمایل دارند که کانال‌های ورودی/خروجی کمتر اما با کیفیت بالاتری را (از نظر پری آمپ‌ها، A-D و D-Aو غیره) ارائه دهند، یا صرفا تعداد ورودی/خروجی‌هایی را که ممکن است در نرخ‌های نمونه خاص استفاده کرد، را محدود کنند. بنابراین، درست است که پهنای باند USB 2 دارای محدودیت‌هایی است، اما برای اکثر کاربران استودیوهای خانگی این روزها در عمل محدود نیستند. چند نفر می توانند تفاوت بین ضبط‌های 96 کیلوهرتز و 192 کیلوهرتز را متوجه شوند؟

پهنای باند روی پروتکل‌های مختلف مشابه به نظر می رسد، اما در عمل پهنای باند محدودتر از آن چیزی است که نشان می دهند، به ویژه برای تغییرات در پروتکل USB. کانکتورهای Firewire و Thunderbolt به هدروم کمتری نیاز دارند.

پتانسیل USB 3

با توجه به مشخصات، USB 3.0 می تواند به سرعت 5 گیگابایت در ثانیه دست یابد، اما درست مانند USB 2، این سرعت در زمان اجرا کاهش می یابد. در عمل، سرعت آن به 3.2 گیگابایت بر ثانیه می رسد- بیش از 10 برابر پهنای باند USB 2

سازندگان تصمیم گرفتند از قابلیت‌های USB 3 بهتر استفاده کنند. در حالی که هنوز رابط‌های اختصاصی USB 3 زیادی وجود ندارد، گرایش اولیه به سمت مدل‌هایی با تعداد ورودی/خروجی بالاتر و پشتیبانی از کانال‌های بیشتر با نرخ نمونه بالاتر است. این خبر خوبی برای کسانی است که یا می خواهند تعداد زیادی از دستگاه‌ها را وصل کنند یا جلسات ضبط بزرگی را اجرا نمایند، اما رکورد با فرکانس 44.1 یا 48 کیلوهرتز  نمی خواهند- در دراز مدت قیمت چنین سیستم‌هایی کاهش می یابد. بعد از USB 3 شاهد ورود نسل جدید آن USB 3.1 در کامپیوترها شدیم- به ویژه در برخی از مدل‌های جدید مک بوک اپل و گوگل کروم وهمچنین در برخی از مادربردهای کامپیوترهای شخصی موجود می باشد. پورت‌های “USB 3.1 Gen 1” (Gen به معنی نسل) موجود در لپ تاپ‌های ذکر شده،‌ سرعت/پهنای باند بیشتری نسبت به USB 3.0 ارائه نمی دهند،‌ اما استاندارد سازی بیشتری از مجموعه ویژگی‌ها و کارایی بهبود یافته را ارائه می کنند. USB 3.1 Gen 2 نیز در حال ظهور است. ویژگی‌های Gen 1 نیز در این سری وجود دارد اما از سرعت بالاتری برخوردار است، توان عملیات را به 10 گیگابایت در ثانیه افزایش می دهد و همچنین کدگذاری داده‌ها را برای کاهش هزینه‌های اضافی بهبود می بخشد. Gen 2 پهنای باندی بیش از 7 گیگابایت در ثانیه را ارائه می دهد که دو برابر بیشتر از USB 3.0 و 3.1 Gen 1 هست. کانکتورها انواع مختلفی دارند که انتخاب را سخت می کند. سیستم‌های اپل و گوگل که قبلا ذکر شد از کانکتور جدید USB Type-C استفاده می کنند که دارای ابعاد کوچکتر و قابلیت reversible plug هستند. ایسوس دارای مادربردهای 3.1 بودند و بعدها تولید کنندگان در ساخت محصولات خود از مادربردهای بالاتر استفاده کرده اند. پورت‌های Gen 2، از طراحی کلاسیک کانکنور USB تک جهتی پشتیبانی می کند.

قدرت USB

یکی دیگر از مزایای USB (همه نسل‌ها) این است که پورت‌های آن می توانند جریان بیشتری را برای دستگاه‌های دارای bus-powered، در دسترس قرار دهند: 900 میلی آمپر، به جای 500 میلی آمپر ارائه شده توسط USB 1 و USB 2.

باعث می شود سازندگان بتوانند کارت صداهای بهتری با گذرگاه، امکانات و کانال بیشتر، تولید کنند. با این حال، برخی از کاربران ممکن است در حال حاضر از راه‌های دیگری از مزایای آن بهره ببرند: یک رابط مجهز به باس ممکن است عملکرد خوبی در میکروفن‌های فانتوم پاور یا هدفون بدون آمپ نداشته باشد اما اتصال به پورت USB 3 عملکرد بهتری را نشان می دهد.

Firewire

Firewire (IEEE 1394) هرگز به سطح پذیرش در کامپیوترهای شخصی ویندوز مانند پلتفرم اپل نرسیده است، پشتیبانی مستقیم از مادربردها در سال‌های اخیر تقریبا به طور کامل کاهش یافته است، به این معنی که کاربران رابط‌های Firewire می بایست از party card استفاده کنند. وقتی صحبت از پهنای باند به میان می آید، USB 2 عملکرد بهتری نسبت به نسل اول Firewire 400 (IEEE 1394a) دارد اما دارای چندین مزیت است. از یک سیستم اتصال peer-to-peer با رویکرد فشرده تر Master/Slave USB  بهره می برد، به این معنی که Firewire پهنای باند کمتری دارد و توان عملیاتی بالاتری از داده‌ها را ارائه می کند. در نتیجه، معمولا تاخیر کمتری نسبت به USB ارائه می دهد و رابط‌های Firewire گاهی اوقات تعداد ورودی/خروجی بالاتری نسبت به دستگاه‌های USB 2 فراهم می کند. تمام این عوامل باعث شد که فایروایر برای مدت طولانی یکی از کانکتورهای استاندارد در استودیوهای بزرگ تر باشد. اما در سال‌های اخیر عملکرد آن کاهش یافت،‌ هر چند در برخی موارد، رابط‌های USB 3 نسبت به فایروایر تاخیر کمتری دارند. نسل دوم Firewire (Firewire 800, IEEE 1394b) نیز چند سالی است که به بازار عرضه شد.

پهنای باند دو برابر بیشتر از FW400 ارائه می دهد، اکثر رابط‌های FW800 ورودی/خروجی بالا دارند،‌ همچنین می توان چندین رابط را به صورت زنجیره‌ای برای ضبط متصل نمود. این دلیلی است که رابط‌های اختصاصی FW800 کمتر از رابط‌های FW400 وجود دارند: مانند USB 2، FW400 که برای اکثر کاربران استودیو خانگی کارایی بالایی دارند. Firewire 400 از اکثر نیازهای کاربران فراتر رفت و تا زمانی که درایورها برای سیستم عامل‌های فعلی در دسترس هستند، اکثر کارت صداهای Firewire را می توان از طریق یک آداپتور قیمت مناسب Thunderbolt استفاده نمود. با این حال، در طول سال‌ها یک نا امیدی بزرگ وجود داشت، به ویژه برای کاربران کامپیوتر: زیرا Firewire از طریق ارتباط دو طرفه بین دستگاه‌ها در هر انتهای اتصال(کامپیوتر و کارت صدا) نیاز بیشتری دارد، به این معنی است که نقاط احتمالی شکست بیشتری وجود دارد. گاهی اوقات، وقتی دو کنترل کننده که قبلا توسط سازنده آزمایش و تایید نشده‌اند با هم ترکیب می شوند، ممکن است به سادگی از کار کردن با یکدیگر خود داری کنند. کاربران اپل کمتر دچار مشکل شده اند، فقط به این دلیل که تعداد کمی از مدل‌های استاندارد را با استفاده از قطعات مشترک می سازند و بیشتر تولید کنندگان تلاش کرده اند تا با بیشتر مدل‌های MAC، رابط‌های خود را آزمایش کنند. به همین دلیل، بسیاری از تولیدکنندگان در صفحات خود لیستی را قرار می دهند که جزئیات کارت‌های Firewire از قبل آزمایش شده را برای هر یک از مدل‌های رابط خود نشان می دهند. ارزش بررسی این لیست  قبل از خرید را دارد. رایج ترین روش‌های توصیه شده کارت‌های کنترل کننده PCIe هستند که در اطراف تراشه‌های کنترل کننده Texas Instruments ساخته شده اند. بسیاری از تولیدکنندگان، رابط‌های خود را با این کارت‌ها آزمایش می کنند و در طول سال‌ها در بسیاری از استودیوها فعالیت کرده اند.

Thunderbolt

پورت جدید Thunderbolt که در پلتفرم Apple Mac به خوبی اجرا می شود. و به تدریج وارد بازار کامپیوترهای شخصی ویندوز شده است- اکنون تعدادی از مادربردها به طور مستقیم، با پورت روی مادربرد یا از طریق کارت از آن پشتیبانی می کنند. اگر چه این کار ساده به نظر می رسد، کارت‌های افزودنی در حال حاضر باید در سطح BIOS پشتیبانی شوند، در این صورت به یک هدر اختصاصی برای گرفتن کارت نیاز دارد. شما نمی توانید مانند کارت Firewire یک کارت Thunderbolt را اضافه کنید. کُندی تولیدکنندگان در عرضه این کارت‌ها به بازار احتمالا همان چیزی است که تا کنون باعث جذب Thunderbolt در بین کاربران ویندوز شده است. در حالی که قابلیت Thunderbolt را می توان از طریق یک کارت PCIe مانند مدل ASUS به برخی از مادربردها اضافه کرد، توجه داشته باشید که اضافه کردن پورت‌های  USB یا Firewire به این روش ساده نیست: معمولا یک هدر اختصاصی روی مادربرد مورد نیاز است.

در سال گذشته، نسل جدید Thunderbolt 2 وارد بازار شد- که برای بهبود پخش و ضبط ویدئویی 4K، در میان سایر برنامه‌های کاربردی با پهنای باند بالا، لازم هست. 20گیگابایت بر ثانیه همانند Thunderbolt 1 ارائه می دهد، اما این کار را در یک کانال انجام می دهد، در حالی که Thunderbolt 1 در هر یک از دو کانال، سرعت 10 گیگابایت در ثانیه را ارائه می دهد. در غیر این صورت، مطابق با استاندارد اصلی باقی می ماند. اکثر کامپیوترها از Thunderbolt 2 استفاده می کنند. یک مزیت کلیدی Thunderbolt برای برخی از ما این است که با پروتکل Firewire سازگار است و بسیاری از مجموعه ویژگی‌های مشابه را حفظ می کند. این بدان معناست که معمولا می توانید دستگاه‌های قدیمی تر Firewire را از طریق  یک آداپتور مناسب به کامپیوتر مجهز به Thunderbolt متصل کنید. حتی ممکن است به رابط‌های قدیمی تری که هنگام انتقال به دستگاهی بدون پورت فایروایر آنها را رها کرده‌اید، جان تازه‌ای ببخشد. آزمایش‌ها و بازخوردهای اخیر نشان می دهد که بسیاری از رابط‌های Firewire و حتی برخی از رابط‌های ساده تر نسل‌های قبلی بدون مشکل روی آداپتورهای Thunderbolt کار می کنند. اگر قصد کار با Thunderbolt را دارید و می خواهید از رابط قدیمی تر خود یا یک دستگاه جدید استفاده کنید،‌ تحقیق در مورد تجربیات سایر کاربران در سایت آن محصول  ارزشمند است.  

The Internal Card Option

کارت‌های صدا مبتنی بر PCIE در سال‌های اخیر کمیاب شده اند، زیرا بسیاری از کاربران خواستار این بودند که بتوانند کارت صدای خود را حمل نمایند و از راه دور با لپ تاپ تنظیمات را انجام دهند.

برای سال‌ها، کارت صداهایی که از طریق PCIE به کامپیوتر متصل می شدند، مانند مدل RME، تنها گزینه برای صدای با پهنای باند بالا و تاخیر کم بودند. در حالی که USB در این زمینه بهبود یافته است و به نظر می رسد تاندربولت بلاخره به PCIE می رسد، دلیل خوبی برای کنار گذاشتن کارت صدا مبتنی بر PCIE به عنوان یک اصل وجود ندارد –آنها هنوز هم قادر به عملکرد عالی هستند. با این حال، در شرایطی که پهنای باند بیشتری مورد نیاز است، PCIE همچنان بر روی نرخ انتقال داده حاکم است و برخی از کمترین تاخیرهای ضبط در حال حاضر موجود است. به همین دلیل برخی از کارت‌های قدیمی تر مانند RME و Lynx همچنان عملکرد فوق العاده‌ای دارند. اگر یکی از اینها را دارید و قصد دارید یک دستگاه دسکتاپ را به روز کنید ،شاید ارزش پیدا کردن دستگاهی با اسلات PCIe را داشته باشد. با این حال، عملکرد این رابط به شدت توسط استانداردها و رابط‌های جدیدتر Thunderbolt به چالش کشیده شده است.

نتیجه

 افرادی که اکنون می خواهند خرید کنند، ممکن است به نوسانات بازار روبه رو شوند. در واقع، قبل از ورود اولین صداهای عمومی Thunderbolt 3 وارد شد. با پشتیبانی رسمی از انتشار Intel’s ‘Skylake’ chipset که قرار است در اواخر سال 2015 عرضه شود. Thunderbolt 3 توسط اینتل معرفی شد، نوید، پهنای باند وسیع، قدرت باس بسیار و توانایی اتصال زنجیره‌ای دستگاه‌ها را می دهد.اما ارزش صبر کردن را دارد؟

Thunderbolt 3 به عنوان یک کابل قدرتمند برای کنترل تمام کارها مطرح شده است. نرخ داده 40 گیگابایت در ثانیه را ارائه می دهد، که دو برابر قابلیت‌های Thunderbolt 2 است و اجازه می دهد تا حداکثر شش دستگاه را در جایی که پهنای باند ممکن می سازد، زنجیره بندی کند. همچنین در صورت اتصال از آداپتورهای مناسب، از دستگاه‌های Thunderbolt قدیمی تر و نمایشگرهای DVI، HDMI و VGA پشتیبانی می کند. نکته جالب این است که تاندربولت 3 می تواند تا 100 وات برای شارژ دستگاه متصل شود و همچنین افزایش توان موجود در دستگاه‌های مجهز به باس، تا 15 وات نسبت به استاندارد فعلی 10 وات، افزایش یابد. این موضوع باعث خواهد شد که تعداد دستگاه‌های متصل کم شود که در این صورت به  wall wart نیاز است. پورت Thunderbolt 3 حتی با USB 3.1 سازگار هست. اگر چه زمانی که دستگاه 3.1 متصل است، تنها 10 گیگابایت بر ثانیه و نرخ شارژ کمتری را که توسط استاندارد USB استفاده می شود، ارائه می دهد. در حال حاضر، USB به طور گسترده ترین استاندارد پشتیبانی می شود و استفاده از آن برای اتصال یک رابط به اکثر کامپیوترها و لپ تاپ‌ها آسان می باشد. هر مادربردی که امروز بخرید دارای هر دو پورت USB2  و USB3 خواهد بود و در بین تمام پورت‌ها این دو، بیشترین نیازهای شما را برآورده می کند، مادربردهای جدید از 3.1  نیز برخورداراند.  کارت صداها، از نظر درایورها و عملکرد در سال‌های اخیر پیشرفت زیادی کرده اند. برای بسیاری از موقعیت‌های استودیو ضبط کوچک، و پروژه‌هایی که منابع صوتی کمی برای ضبط دارند، USB یک گزینه خوب و قابل اعتماد باقی می ماند. یکی از رقبای سر سخت رابط‌های دیگر محسوب می شود. علیرغم استقبال روز افزون از USB 3، رابط‌های USB 2 نیز نیاز بسیاری از ما را حل می کند و در حال حاضر، این کار با هزینه کمتری نسبت به دستگاه‌های اختصاصی USB 3 انجام شود. برخی از کارت صداها، مانند جدیدترین Universal Audio Apollos، از پهنای باند و عملکرد ارائه شده توسط Thunderbolt استفاده می کنند، زیرا آنها میزبان پردازنده‌های پلاگین DSP و همچنین ارائه صدا از کامپیوتر هستند.  

چندین کارت صدا که تعداد زیادی ورودی/خروجی با کیفیت بالا ارائه می کنند – برخی از آنها با پردازش DSP روی برد جهت بوت کردن برای مدتی در دسترس بوده اند. اما در حال حاضر شاهد رابط‌های مقرون به صرفه تری  نیز هستیم، از جمله آنهایی که ورودی/خروجی کمی دارند. Thunderbolt دارای قابلت‌هایی است که Firewire نیز ارائه می دهد. نه تنها عملکرد خوب با تاخیر کم دارد بلکه می تواند دستگاه‌ها را به صورت زنجیره‌ای متصل نماید. در عمل فایروایر به خوبی کار نمی کرد، اما پهنای باند محدودتری داشت. با Thunderbolt خصوصیات بیشتری در دسترس است، که می تواند دستگاه‌های صوتی Thunderbolt را با توجه به اتصال نسبتا محدود ارائه شده توسط اکثر لپ تاپ‌های مدرن جذاب کند: نه تنها به این معنی است که شما آداپتور نیاز ندارید، همچنین می تواند پورت‌های USB را برای درایورهای خارجی، دانگل‌های ILOK و غیره آزاد کند.