اگر تاکنون با یک لپتاپ کار کردهاید که تنها یک یا دو پورت USB دارد (متأسفانه این نوع محصولات امروزه رایجتر شده است)، احتمالاً مجبور شدهاید همه چیز را از طریق یک هاب یا داک (Dock) USB-C متصل کنید. پس از وصل کردن مانیتور، کیبورد، ماوس، منبع تغذیه و موارد دیگر، شاید از خود پرسیدهاید که آیا وارد کردن این همه فشار به یک پورت USB واقعاً ایده خوبی است؟ قطعاً این پورت برای مدیریت این تعداد دستگاه به صورت همزمان طراحی نشده است، درست است؟ اما یک پورت USB چند دستگاه را میتواند مدیریت کند؟ برای بررسی این موضوع با اِروتِک همراه باشید.
حقیقت این است که پورتهای USB میتوانند باری بسیار بزرگتر از آنچه فکر میکنید را تحمل کنند. دقیقاً به دلیل همین قابلیتهای کاری است که فناوری USB برای مدت طولانی استانداردی طلایی برای اتصال باقی مانده است. تنظیمات کاری معمول شما برای یک پورت USB معمولی مشکلی ایجاد نخواهد کرد. در واقع، محدودیت نظری تعداد دستگاههایی که میتوان به یک پورت متصل کرد، در پورتهای USB قدیمی ۱۲۷ و در پورتهای جدیدتر تا ۲۵۵ دستگاه است!
با این حال، اینکه یک پورت USB از لحاظ تئوری میتواند صدها دستگاه را مدیریت کند، به این معنی نیست که اکثر افراد واقعاً راهی برای انجام این کار دارند. موانع اصلی در واقع سایر دستگاههای موجود در این زنجیره خواهند بود. بنابراین، در اینجا توضیح میدهیم که چرا پورتهای USB از لحاظ نظری میتوانند چنین تعداد بالایی از دستگاهها را مدیریت کنند و چرا دستیابی به آن محدودیت عملاً دشوار است.
پورتهای USB از لحاظ تئوری میتوانند ۲۵۵ دستگاه را مدیریت کنند!
بیشترین تعداد دستگاهی که یک پورت USB مدرن میتواند مدیریت کند، ۲۵۵ دستگاه است. البته، برای افزودن پورتهای اضافی به پورت اصلی، باید تعداد زیادی هاب USB را به صورت آبشاری (Daisy-chained) به هم متصل کنید، که این امر مشکلات دیگری را به وجود میآورد که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. از آنجاییکه کامپیوترها بر اساس توانهای عدد ۲ (مانند ۱، ۲، ۴، ۸، ۱۶، ۳۲، ۶۴، ۱۲۸) شمارش میکنند، عدد ۲۵۵ ممکن است کمی عجیب به نظر برسد. اما محدودیت واقعی در واقع ۱۲۸ دستگاه است، هنگامیکه خود پورت اصلی را نیز به حساب آوریم.
از زمان USB 3.0 SuperSpeed به بعد، پروتکل USB از رابط کنترلر میزبان توسعهپذیر (xHCI) استفاده میکند تا به هر دستگاه یک آدرس منحصر به فرد اختصاص دهد و هر دستگاه میتواند تا ۳۱ نقطه پایانی (Endpoint) را اعلام کند. بر اساس xHCI 1.2 که در سال ۲۰۱۹ منتشر شد، این محاسبات نشان میدهد که ۲۵۵ دستگاه USB قابل شناسایی هستند (با احتساب خود پورت به عنوان دستگاه ۲۵۶ام).
با این حال، تمام اینها فقط تئوری است. استاندارد xHCI به فروشندگان اجازه میدهد تا تعداد دستگاههای مجاز را تعریف کنند. این بدان معناست که احتمالاً تولیدکننده مادربرد شما محدودیتهایی را برای پورتهای USB شما اعمال کرده است تا با وصل کردن صدها دستگاه روی هابهای زنجیرهای، از ایجاد مشکلات بیشمار در کامپیوترتان جلوگیری کند. حتی اگر به نحوی پورتی بدون این محدودیتها پیدا کنید، دلایل فراوان دیگری وجود دارد که مدتها قبل از اتصال ۲۵۵ دستگاه یا حتی ۱۰۰ دستگاه، به بنبست خواهید رسید. این یکی از دلایل متعددی است که ممکن است به پورتهای USB بیشتری در لپتاپ خود نیاز داشته باشید.
چرا بیشتر پورتهای USB به محدودیت دستگاه نظری خود نمیرسند؟
همانطور که مشخص کردیم، یک پورت USB 3.0 یا بالاتر از لحاظ نظری میتواند با ۲۵۵ دستگاه متصل به آن کار کند. با این حال، آنچه مانع از وقوع این امر در دنیای واقعی میشود این است که شما باید چندین هاب یا داک USB را به صورت زنجیرهای به هم متصل کنید، طوری که یک هاب را به هاب دیگر وصل کنید. نهتنها هر یک از این دستگاههای واسط در برابر محدودیت ۱۲۷ دستگاهی حساب میشوند، بلکه به سرعت با مشکل دیگری روبهرو خواهید شد: بالاترین تعداد لایه USB که میتوانید داشته باشید، بر اساس توپولوژی هاب، تنها هفت لایه است.
ممکن است خود پورت، حتی قبل از اینکه چیزی به آن وصل کنید، چند لایه عمق داشته باشد. اما حتی در سیستمهایی که خود هاب و پورت به عنوان لایه اول حساب میشوند، اوضاع ساده نیست. اولین هابی که وصل میکنید به عنوان لایه دوم محسوب میشود. شما میتوانید سه هاب دیگر را به صورت زنجیرهای وصل کنید تا به پنج لایه برسید، و الی آخر. بنابراین، به سرعت به لایه هفتم خواهید رسید. با این حال، از آنجاییکه تراشههای هاب معمولاً فقط چهار پورت رو به پایین دارند، آن هابها معمولاً چندین هاب هستند که به صورت زنجیرهای به هم متصل شدهاند و همه آنها در برابر محدودیت دستگاه شما حساب میشوند.
علاوه بر این، کنترلر میزبان در بسیاری از کامپیوترها یک محدودیت خودتحمیلی دارد که اغلب زیر ۱۰۰ دستگاه است. حتی اگر بتوانید راهی پیدا کنید که ۱۲۷ یا ۲۵۵ دستگاه را به یک پورت USB زنجیرهای متصل کنید، احتمالاً مدتها قبل از اینکه همه آنها را وصل کنید، یک خطا روی کامپیوتر ظاهر میشود. اگر آن محدودیت وجود نداشت، احتمالاً برق مورد نیاز برای تمام آن دستگاهها اولین گلوگاه میشد، زیرا بیشتر کامپیوترها با فضای خالی کافی در منبع تغذیه برای مدیریت بار کامل دستگاهها پیکربندی نشدهاند!
منبع: Slashgear
