Будет постоянно на слуху, и это вполне естественно - потенциал нового стандарта огромен. Но поспешат ли производители компьютерного оборудования его реализовать?
Скорость и реальность
Так и не смог обеспечить передачу данных на обещанном уровне 480 Мбит/сек. В теории эта цифра достижима, но на практике - нет. Такой скорости можно было бы добиться при одновременной передаче данных в обоих направлениях, а USB-накопители такой возможности не имеют.
Следовательно, теоретическая скорость передачи данных сокращается до 240 Мбит/сек. Однако на практике она оказывается еще ниже из-за служебных факторов - в частности, за счет дублирования сигнала для обеспечения целостности данных.
Короче говоря, спасибо, если скорость окажется хотя бы на уровне 20 Мбайт/сек вместо обещанных 60. Тем не менее, жаловаться не приходится, потому что добиться большей скорости позволяют только интерфейсы FireWire и . Вернее, так обстояло дело до сих пор.
На сцену выходит USB 3.0
USB 3.0 - это совершенно новый протокол: аббревиатура USB обозначает лишь общий принцип действия, а не конкретные особенности технологии. Я не изучал вопрос во всей полноте, но могу с уверенностью сказать, что новый стандарт имеет массу преимуществ по сравнению с предыдущими и при этом обеспечивает обратную совместимость с USB 1.0 и 2.0. Главное его достоинство - это скорость передачи данных: она превышает 440 Мбайт/сек, как демонстрируется в этом 30-секундном клипе.
Маленькое «но»
Как отмечается в этом видеоролике, реальная скорость передачи данных может оказаться опять-таки ниже. Здесь все зависит от производителей аппаратного обеспечения и разработчиков драйверов. Смогут ли они обеспечить полную поддержку нового стандарта? Даже если смогут, на это уйдут годы.
Самые большие проблемы ждут пользователей . В Купертино, судя по всему, пока вообще не задумывались о USB 3.0. А если учесть, что доля рынка «яблочников» невелика и почти полностью контролируется Apple, новый стандарт получит распространение в мире Mac только при условии поддержки со стороны ведущего производителя.
Мнение редакции
USB 3.0 - это хорошо. Объемы жестких дисков и флеш-накопителей стремительно растут. Работать с такими массивами данных посредством USB 2.0 - все равно, что пытаться вычерпать море ложкой. Быстрый рост файлового документооборота требует расширения пропускной способности, и USB 3.0 в этом случае - неплохой выход.
Рискует утратить свою популярность в среде творческих профессионалов, если оставит новый стандарт без внимания. Возможно, эту проблему поможет решить технология передачи данных по оптоволоконным кабелям Light Peak, над которой Intel работает под руководством Apple.
Но как я уже отмечал в другой своей , технология Light Peak все равно обречена на провал, несмотря на свои многочисленные достоинства. Ей просто не удастся добиться успеха на фоне запутанной системы DRM, высоких цен на оптические концентраторы и переключатели, огромной стоимости лицензий, перфекционизма Intel и любви Apple к изящным крошечным портам ввода-вывода.
В этих условиях Microsoft вполне может отвоевать у Apple значительную часть аудитории, умело выезжая на успехе и повсеместной потребности в высоких скоростях.
На старт, внимание, марш!
Рано или поздно любая техническая вещь переходит в разряд холодильника, т.е. покупая ее большинство думает скорее о внешнем виде и вместимости, чем о характеристиках. Собственно, так давным-давно произошло с USB-флэшками – многие мои знакомые, готовые с пеной у рта обсуждать скоростные характеристики какого-нибудь SSD, когда дело касается флэшек, машут рукой и покупают красивенькую известной фирмы (чаще всего Kingston или Silicon Power). Потому как «…а чё там выбирать то? Флэшка и есть флэшка».
А между тем, выбирать есть из чего. Скоростные характеристики отдельных USB-драйвов могут превосходить среднерыночные этак раза в 4-ре. При этом цена на них не будет заоблачной.
Итак, как будем выбирать. Для начала идем на сайт Usb.userbenchmark.com , где пользователи загружают результаты бенчмарков своих USB-стиков. Выбираем объем 32 гига (как среднекомфортный и как наиболее представленный на отечественном рынке из рассматриваемых моделей). Полученные результаты фильтруем по скорости чтения и с удивлением обнаруживаем на первом месте не сказать чтобы широко известную Lexar JumpDrive P10 USB 3.0
Скорость чтения – 250 Mb/s, записи – 215 Mb/s. Для сравнения, ее собрат на 64Gb (к слову, лидер по скорости записи среди флэшек разных объемов) может писать данные на скорости 235 Mb/s и читать на 231 Mb/s
Но является ли эта флэшка наиболее удачной покупкой? Для сравнения мы сделаем три вещи:
- Поскольку бенчмарки бенчмарками, а повседневное использование – это немного другое, воспользуемся понятием «эффективная скорость», которая, по версии userbenchmark.com означает следующее: большинство USB-драйвов используется для резервного копирования и хранения видео, аудио и фото. Соответственно, эффективная скорость взвешивается как 50% последовательного чтения, 40% последовательной записи, 5% чтения и 5% записи 4К-видео.
- Проведем сортировку 32-гиговых флэшек именно по этому параметру. Выберем первую десятку, отбросив экзотические для России бренды.
- И чтобы быть совсем уверенными, вобьём напротив каждой флэшки ее среднюю цену согласно яндекс.маркету или price.ru для редких случаев
*уточнение касательно цены JumpDrive P10
На момент публикации я нашел только одно предложение с астрономической ценой 7500 рублей. На Amazon такая флэшка стоит около $60, поэтому я взял на себя наглость поставить цену около 4000 тысяч
А теперь сделаем небольшую визуализацию, показывающую соотношение скорость/цена. Для этого перемножим значения скоростей записи и чтения, а эффективную скорость будем использовать как поправочный коэффициент:
Правая верхняя точка (блок 1) – это наш лидер с заоблачной ценой. Затем, следующим блоком идут SanDisk Extreme и Corsair Flash Voyager GT, при этом SanDisk будет являться более удачной покупкой как схожая по характеристикам и более дешевая.
Остальные флэшки, по сути, находятся в третьем блоке, и тут наиболее удачной покупкой будут Adata DashDrive и SanDisk Ultra Fit. У Adata чуть более дешевая цена, у SanDisk выше скорость записи. Интересно, тестирование флешек MicroSD таким же образом демонтрирует преимущество SanDisk.
Ну и самой дешевой из представленных «правильных» флэшек является Adata DashDrive UV150 . Как видите, при такой цене у нее не самые плохие характеристики.
Казалось бы, все, на этом можно ставить точку – наиболее интересные варианты определены. Но это правда лишь в том случае, если вам нужна просто флэшка и ничего кроме. А вот если у вас есть планшет или вас интересует встроенная криптография, то скорость вряд ли будет интересовать вас так сильно.
Увы, но нормальными скоростями тут не пахнет. Стандартный USB 2.0. Зато приятный глазу.
Что касается криптографии, то существует множество вариантов, поддерживающих шифрование на лету (в том числе из вышеперечисленных скоростных флэшек, но тут, по понятным причинам, приходится жертвовать скоростью). Но я хотел бы обратить ваше внимание на ультимативный и в какой-то степени забавный вариант с вводом пина прямо на флэшке вроде Samurai GuardDo Touche или iStorage DatAshur .
Из недостатков таких решений стоит отметить медленную скорость (всего лишь USB 2.0) и слишком высокую цену. Все-таки обычное софтверное шифрование мне кажется более подходящим.
Довольно высокая скорость чтения и записи (198 и 45 Mb/s соответственно, что на уровне 8-го места из нашего списка) позволяет отнести ее в разряд довольно разумных покупок. Из недостатков стоит отметить разве что несоответствующую низкому объему цену (около 2000 за 16 гигабайт). Но тут в качестве главного основного аргумента на первый план выходит повышенная защита от ударов.
Послесловие от компании iCover:
Уважаемые читатели, напоминаем, что вы читаете блог компании iCover, место где можно получить хороший совет или экспертизу в мире гаджетов, а если у вас накопился собственный опыт, связанный с нашим ассортиментом – мы будем рады видеть вас в ряду авторов этого блога. И, конечно, не забывайте подписываться на нас и мы обещаем - скучно не будет.
Современные картридеры
Сегодня мы попробуем разобраться, как уже сейчас мы можем использовать преимущества нового интерфейса. В первой части цикла статей посвященных новому стандарту USB 3.0 мы будем исследовать его применение в современных картридерах.Напомним, что картридер это устройство позволяющее читать и записывать карты памяти различных стандартов (CF, SD, SDHC, SDXC, microSD, microSDHC, micro SDXC, MSPD, XD др.). Карты памяти сейчас используются повсеместно и в огромном количестве современных гаджетов, а потому и картридеры стали довольно востребованной пользователями вещью. Картридеры бывают внешними и внутренними, мультиформатными (поддерживающими большинство стандартов карт памяти) и ультракомпактными с поддержкой только двух-трех типов карт, USB 2.0, USB 3.0, PCMCI, PCI, и PCI Express. Но в рамках этой статьи нас будут интересовать только картридеры с интерфейсом USB3.0.
В настоящее время подавляющее большинство производителей картридеров стандарта USB 3.0 используют при производстве два типа чипов. Это контроллер GL3220 фирмы Genesys Logic и контроллеры RTS5301 и RTS5306 фирмы Realtek. Обе фирмы расположены и имеют производственные мощности в Тайване. В конце 2011 года компания Genesys Logic представила свою концепцию платформы применения стандарта USB 3.0, во всех устройствах которой применены чипы собственного производства.
Так же недавно Genesys Logic на смену GL3220, разработала новый чип GL3225, более энергоэффективный и менее дорогой в производстве.
GL3220 это высокоскоростной, USB 3.0 контроллер для Multi-LUN кард-ридеров, который поддерживает различные типы карт памяти, таких как CompactFlash(CF), Secure Digital(SD), SDHC, MiniSD, MicroSD(T-Flash), MultiMediaCard(MMC), RS -MMC, MMCmicro, Memory Stick(MS), Memory Stick Duo(MS Duo), High Speed Memory Stick(HS MS), Memory Stick Pro(MS PRO), Memory Stick Duo Pro(MS PRO Duo), Memory Stick PRO-HG(MS PRO-HG) и XD-Picture Card на одном чипе. Он также поддерживает следующее поколение карт памяти высокой емкости (до 2 ТБ), например, SDXC и Memory Stick XC. GL3220 аппаратно включает в себя микропроцессор серии 8051 для лучшей производительности передачи данных между USB и картами памяти, поддерживает ISP (In System Programming) для обновления прошивки внешней микросхемы стандарта SPI через USB порт. GL3220 изготавливается по 0,13 мкм КМОП-процессу и имеет встроенные регуляторы мощности для преобразования питания, с 5 до 3,3 и с 3,3 В до 1,2 В.
Основные характеристики GL3220:
1. Поддержка USB 3.0 Super Speed (скорость до 5 Гбит/с)
2. Поддержка CF v4.1 UDMA6/UDMA7 (скорость до 133МБ/с)
3. Поддержка CF v5.0 LBA48 (скорость до 167МВ/с)
4. Поддержка SD v3.0 UHS-I: DDR50/SDR50/SDR104 (скорость до 104МБ/с)
5. Поддержка SDXC (емкость до 2 ТБ)
6. Поддержка MS / MS PRO / MS PRO-HG 8-битных
7. Поддержка MS XC (емкость до 2 ТБ)
8. Поддержка MMC v4.4 8-битных
9. Поддержка XD-Picture Card
10. Сертифицирован по стандарту USB-IF (TID: 340000020), (Процедура испытаний для продуктов USB3.0 SuperSpeed)
11. Тип корпуса: 128-контактный LQFP
Второй основной производитель чипов для картридеров с интерфейсом USB3.0 это всем известная тайваньская компания Realtek. Ее контроллер RTS5301, так же как и GL5220 (Genesys Logic) поддерживает все типы карт памяти, в том числе и самые современные. Realtek RTS5301 аппаратно включает в себя микропроцессор для повышения эффективности и производительности передачи данных между USB и картами памяти различных типов.
Другой контроллер этого производителя - RTS5306 поддерживает только два основных направления типов карт памяти, это:
1. SD (Secure Digital(SD), SDHC, SDXC, MiniSD, MicroSD(T-Flash), microSDHC, micro SDXC MultiMediaCard(MMC), RS -MMC, MMCmicro).
2. MS (Memory Stick(MS), Memory Stick Duo(MS Duo), High Speed Memory Stick(HS MS), Memory Stick Pro (MS PRO), Memory Stick Duo Pro(MS PRO Duo), Memory Stick PRO-HG(MS PRO-HG).
Так же как и GL5220 (Genesys Logic), оба контроллера компании Realtek поддерживают новую спецификацию SD v3.0 UHS-I. Оба поддерживает ISP (In System Programming) для обновления прошивки внешней микросхемы памяти стандарта SPI (как правило используется микросхема Pm25LD010) через USB порт. К сожалению, информация по контроллерам RTS5301 и RTS5306 на просторах интернета крайне скудная.
Но вернемся к самим картридерам. В российской рознице на сегодняшний день более или менее широко представлены USB3.0 картридеры компаний Transcend, Kingston и Ginzzu.
У Transcend это мультиформатный USB3.0 TS-RDF8:
и суперкомпактный TS-RDF5K:
У Kingston это мультиформатный FCR-HS3:
и суперкомпактный FCR-MRG3 (для SD , SDHC, SDXC, MicroSD(T-Flash), microSDHC, micro SDXC, MMC, MS PRO Duo, MS PRO-HG)
и у Ginzzu это мультиформатные GR-336:
GR-326:
и суперкомпактный GR-312:
Заметим, что в мультиформатных картридерах Transcend и Ginzzu используют контроллер от компании Genesys Logic GL3220 (компания Lexar так же использует именно этот контроллер в своих USB3.0 картридерах), а Kingston чип от Realtek RTS5301 (кстати, именно этот чип применен и в довольно известном USB3.0 картридере Pretek 240). В суперкомпактных же картридерах все три производителя использовали чип RTS5306 компании Realtek, что и не удивительно в виду его более низкой стоимости и поддержке ограниченного набора карт. При этом Kingston, кроме SDHC и microSDHC в FCR-MLG3 реализовал поддержку карт памяти от Sony (MS Pro Duo), а Ginzzu двух карт SDHC и двух microSDHC. Все упомянутые устройства имеют поддержку SD v3.0 UHS-I.
Ну а теперь немного практических испытаний. Для наших тестов скорости мы специально взяли два USB3.0 картридера изготовленных на контроллерах обоих производителей, Genesys Logic и Realtek.
За Genesys Logic будет выступать мультиформатный картридер Transcend TS-RDF8K, использующий чип GL3220.
Поддерживаемые типы карт:
Тип устройства: внешний
Поддержка CF: Да
Поддержка SD: Да
Поддержка SDHC: Да
Поддержка SDXC: Да
Поддержка micro-SD: Да
Поддержка miсro-SDHC: Да
Поддержка micro-SDXC: Да
Поддержка MS: Да
Поддержка MS Pro: Да
Поддержка MS Duo: Да
Поддержка MS Pro Duo: Да
Поддержка MS Micro M2: Да
Поддержка карт памяти других типов: MSXC, SDHC (UHS-1), SDXC (USH-1).
Интерфейс подключения: USB 3.0
Питание картридера: по USB-шине
Цвет: Черный
Материал: Пластик
Размеры (ШхВхГ): 68×45×15 мм
Вес: 32 г
Гарантия: 24 мес.
За Realtek выступит суперпортативный картридер компании Kingston FCR-MLG3, в котором применен контроллер RTS5306.
Тип: Устройство считывания/записи карт памяти
Поддерживаемые стандарты: SD/SDHC/SDXC, microSD/SDHC/SDXC и MSPD
Интерфейс: USB 3.0, полная обратная совместимость с USB 2.0
Поддерживается SD v. 3.01 UHS-I
Рабочая температура: От 0°C до 60°C
Температура хранения: От -20° до 70°C
Системные требования: Windows 2000 (SP 4)/XP /Vista/7/8, Mac OS 10.3.х и выше, Linux Kernal 2.6 и выше
Размеры: 62.15 x 29.40 x 16.40 мм
Гарантия: 24 мес.
Для как можно более полного раскрытия скоростного потенциала картридеров мы взяли имеющуюся у нас карту памяти SunDisk microSDHC Extreme Pro 16Gb, заявленная производителем скорость чтения которой 95Мб/c, скорость записи 90Мб/с.
Конечно, хотелось бы иметь для данных тестов более скоростную карту, например такую:
Но доступны они будут только весной 2013 года, да и в картридере Kingston FCR-MLG3 нет слота под CompactFlash.
В качестве испытательного стенда мы будем использовать ноутбук ASUS G75VW:
Установленная операционная система Win 8 Pro х64
Процессор Core i7 2400 МГц
Код процессора 3630QM
Количество ядер процессора 4
Объем кэша L2 1 Мб
Объем кэша L3 6 Мб
Чипсет Intel HM77
Память 8192 Мб DDR3 1600 МГц
Максимальный размер памяти 16384 Мб
Экран 17.3 дюймов, 1920x1080, широкоформатный
Графический чипсет NVIDIA GeForce GTX 670M
Видеопамять 3072 Мб GDDR5
Оптический привод Blu-Ray, внутренний
Жесткий диск SSD Vertex4 256Gb Serial ATA-3
LAN/Modem сетевая карта 1000 Мбит/c
Беспроводная связь Bluetooth, Wi-Fi 802.11n
Версия Bluetooth 4.0
Интерфейсы USB 3.0x4, VGA (D-Sub), HDMI, Mini DisplayPort, вход микрофонный, выход аудио/наушники, S/PDIF, LAN (RJ-45)
В качестве тестовых программ мы будем использовать CrystalDiskMark 3.0.2 x64 и USB FlashBench. Каждая программа запускалась 3 раза, и выбирался средний результат.
Итак, приступим,
Картридер Kingston FCR-MLG3
:
Тестовый объем 50Мб
Тестовый объем 100Мб
Как видим при увеличении тестового объема на блоках 512К скорость записи падает почти вдвое, а на блоках 4К растет более чем на 20%.
Ну что же, неплохо, очень неплохо. На линейных скоростях чтения и записи почти достигнуты заявленные производителем скорости. Прошивка на картридере стоит v.0127. Очень жаль, но на официальном сайте компании нет ни одной прошивки на FCR-MLG3.
Transcend TS-RDF8K
:
В картридере при покупке была установлена прошивка TS15, перед проведением тестов мы обновили ее на TS17(с поддержкой UDMA-7) с официального сайта компании.
Тестовый объем 50Мб
Тестовый объем 100Мб
Как и в случае с Kingston, мы видим сильную просадку скорости записи блоками 512К при тестовом объеме 100Мб и небольшой рост чтения/записи мелкими блоками.
После этого мы заменили в TS-RDF8K прошивку на v.0563 (с поддержкой UDMA-7). Сразу оговоримся, данная прошивка от другого USB3.0 картридера, но основанного на том же контроллере GL3220 и провели наши испытания вновь.
Тестовый объем 50Мб
Тестовый объем данных 100Мб
Мы видим, как существенно подросли последовательные скорости чтения и записи. Что же, можно констатировать тот факт, что новая прошивка однозначно быстрее, и с ней картридер от Transcend догоняет FCR-MLG3 от Kingston. В целом же оба картридера показали очень достойные результаты, и «бутылочным горлышком» уже являлись возможности нашей карты SunDisk microSDHC Extreme Pro 16Gb. На просторах интернета уже можно найти результаты и 120-140Мб/с где пользователи использовали карты Compact Flash 600x и 1000х различных производителей.
По результатам наших тестов можно определено сказать, что на сегодняшний день на рынке уже есть устройства для работы с самыми современными и скоростными типами карт памяти, которые могут в полной мере раскрыть их потенциал и вывести работу с фото, видео и иным медиаконтентом на совершенно новый качественный уровень. Да здравствует USB3.0!
Пользователи ПК оценили по достоинству действительно универсальные USB-порты своих машин. Однако высокоскоростные периферийные устройства, типа внешних жестких дисков, вполне могут превратить обеспечиваемую USB скорость передачи данных, равную 1,5 Мбайт/с (12 Мбит/с), в то узкое место, которое будет сдерживать общую производительность системы. Что же, обратитесь в таком случае к порту USB 2.0, иначе называемому Hi-Speed USB (высокоскоростной USB-порт). По заявлению разработчиков, в нем сочетаются универсальность предшественника, совместимость с нынешними USB-продуктами и скорость обмена данными, достигающая 60 Мбайт/с (480 Мбит/с). Это в 40 раз быстрее, чем позволяли аппараты с USB 1.1.
Для того чтобы выяснить, соответствуют ли реальные свойства USB 2.0 рекламным обещаниям, мы провели серию тестов. Первыми были дисководы CD-RW, которые в полной мере реализовать скоростные преимущества USB 2.0 не смогли.
Но с началом массового выпуска плат расширения и периферийных аппаратов стандарта USB 2.0 мы решили исследовать их более детально.
Хорошая новость: хотя некоторые из производителей периферийных устройств рекомендуют для каждого из своих продуктов конкретный адаптер USB 2.0, испытания, проведенные в Тестовом центре журнала PC World , продемонстрировали значительную степень совместимости между продуктами с портами Hi-Speed USB. Быстродействие, однако, не соответствует широко разрекламированным обещаниям. Максимальное ускорение переноса данных, достигнутое при обмене информацией между ПК и внешним жестким диском, свелось к увеличению в 12,6 раза. При тестировании других устройств с USB 2.0, дисковода CD-RW и сканера прирост производительности оказался существенно меньшим по причине более низкой пиковой производительности самих этих аппаратов.
И все же Hi-Speed USB - это отнюдь не пустышка. По сравнению с любыми другими модернизациями, кроме разве что установки интерфейса IEEE 1394, - это самый эффективный способ вложения денег. Пользователь получает реальный шанс реализовать дополнительные преимущества современных внешних устройств. Прогресс тем более впечатляет, если учесть, что ожидаемая стоимость платы PCI USB 2.0 вместе с соответствующим кабелем - менее 100 долл. (Здесь и далее даны цены в США. - Прим. ред. )
Тесты и их результаты
Мы проанализировали работу пяти плат PCI c портами Hi-Speed USB: USB2connect 3100LP корпорации Adaptec (49 долл.), USB 2.0 F5U220 фирмы Belkin (69 долл.), USB 2.0 U2PCI-5 компании Keyspan (59 долл.), OrangeUSB 2/0 Hi-Speed PCI производства Orange Micro (69 долл.) и, наконец, USB 2.0 5-Port PCI компании SIIG (40 долл.) Для каждой из них использовался драйвер, предоставляемый производителем.
Все пять перечисленных USB 2.0 PCI-плат тестировались со следующими устройствами: 200-долл. внешним жестким диском Personal Storage 3000LE фирмы Maxtor емкостью 40 Гбайт и скоростью вращения 5400 об/мин, 400-долл. планшетным фотосканером Perfection 2450 компании Epson и 200-долл. внешним 24X/10X/40X-дисководом CD-RW 241040UE VeloCD производства TDK.
Тест проводился на ПК IBM NetVista в следующей конфигурации: процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой 1,4 ГГц, оперативная память объемом 256 Мбайт, внутренний жесткий диск на 60 Гбайт и операционная система Windows XP Professional. Мы поочередно устанавливали платы на этот компьютер и тестировали их со всеми тремя периферийными устройствами перед тем, как переходить к испытанию следующей платы. Чтобы результаты были сопоставимы, тесты для USB 1.1 проводились с использованием интегрированных портов USB 1.1 того же самого ПК (см. табл. «USB 2.0 против 1.1...»)
Начнем с главного: каждая из комбинаций платы и периферийного устройства работала. Это, конечно, закономерно для продуктов, соответствующих какому бы то ни было единому стандарту. Тем не менее оказалось приятной неожиданностью, так как некоторые из производителей, рекомендуя для каждого из своих устройств с USB 2.0 совершенно конкретную плату PCI, заставляли сомневаться в совместимости различных комбинаций плат и периферии. Например, когда компания Sony прошлой осенью выпустила изящный комбинированный дисковод CD-RW/DVD-ROM (модель CRX85U/A2), то она, ссылаясь на результаты «многочисленных тестов на совместимость», советовала использовать плату производства компании Adaptec. В настоящее время, оставляя в силе прежние рекомендации, представитель Sony отмечает, однако, что их дисковод должен работать с любой платой, несущей на себе логотип Hi-Speed USB.
На упаковках всех протестированных нами PCI-адаптеров этот логотип имелся. Его наличие означает, что продукт прошел тест на совместимость, введенный поддерживающей соответствующий стандарт организацией USB Implementers Forum (USB-IF).
Второе наше наблюдение - это поразительное сходство в быстродействии плат: различие по этому параметру в большинстве тестов составило 1% или менее того. Мы приписываем этот результат в основном тому обстоятельству, что во всех платах использован один и тот же контроллер фирмы NEC.
Уже после того, как мы завершили тестирование, о котором здесь рассказано, компания Microsoft выпустила окончательную версию драйвера USB 2.0 для операционной системы Windows XP. По заявлению ее представителей, вскоре появятся драйверы для Windows 2000. А вот аналогичных планов в отношении операционных систем Windows Me и Windows 98 у нее, к сожалению, нет.
Довольно-таки шустро
Из трех периферийных устройств, которые мы протестировали, наибольший прирост скорости передачи данных показал внешний жесткий диск компании Maxtor. Среднее время, потребовавшееся пяти платам на завершение копирования файлов на этот диск, составило 58 с - в 12,6 раза быстрее, чем 12 мин 13 с, затраченные при использовании порта USB 1.1. Средний показатель для пяти адаптеров в тесте на работу с Photoshop составил 4 мин 24 с - в 8,5 раза быстрее, чем 37 мин 19 с для порта USB 1.1. Но при всем этом простенький анализ показал, что внутренний жесткий диск со скоростью вращения 5400 об/мин и стандартной шиной UDMA/100 работает значительно быстрее протестированного внешнего с портом USB 2.0.
Однако обвинять диск компании Maxtor не стоит: он-то как раз способен на устойчивую передачу данных со скоростью до 46,7 Мбайт/с (около 374 Мбит/с). Это медленнее, чем теоретический максимум, достижимый Hi-Speed USB, но все же много быстрее, чем фактически показанная им скорость в 11,2 Мбайт/с (90 Мбит/с). Чтобы выяснить причину замедления, мы обратились к Джейсону Зиллеру, президенту USB-IF и менеджеру по техническим инициативам компании Intel. По его словам, по меньшей мере от 10 до 15% всей заявленной скорости в 60 Мбайт/с (480 Мбит/с) уходит на протокольные (служебные) данные, т. е. на поддержание коммуникационного протокола между платой и периферийным устройством. Кроме того, считает Д. Зиллер, за более низкие, чем ожидалось, показатели, несут ответственность ОС и контроллер, пока еще не вполне оптимизированные для обеспечения максимального быстродействия. По мере того как производители соответствующих микросхем и создатели драйверов будут отлаживать свою продукцию, реальная производительность USB 2.0 возрастет.
Сканеры и дисководы CD-RW
Наши тесты с использованием внешнего дисковода CD-RW компании TDK также выявили значительное приращение быстродействия, обеспечиваемое Hi-Speed USB, хотя ограничения, присущие даже очень быстрому накопителю CD-RW, не позволяют получить прирост производительности, подобный тому, который показал жесткий диск. В тесте на извлечение цифровых аудиоданных наши пять плат Hi-Speed USB завершили задачу со средним результатом в 98 с, что означало четырехкратное ускорение по сравнению с 6 мин 32 с для порта USB 1.1. В тесте с записью на CD-R интерфейс Hi-Speed USB дал пятикратное приращение быстродействия: скорость передачи составила около 2,7 Мбайт/с (21 Мбит/с). Заявленная для дисковода производительность, 24X, теоретически должна быть в состоянии обеспечить максимальную скорость передачи данных, равную 3,6 Мбайт/с (28,8 Мбит/с), а для чтения - 40X, т. е. 6 Мбайт/с (48 Мбит/с).
Результаты, полученные при тестировании CD-RW, оказались сопоставимы с показателями внутренних дисководов, исследованных нами ранее. Это означает, что с портом USB 2.0 пользователю уже не приходится приносить быстродействие в жертву удобству применения внешнего аппарата.
В случае сканера ограничения на скорость передачи данных еще более заметны. Сканер фирмы Epson в нашем тесте на передачу изображения с разрешением 300 т/д работал с портом USB 2.0 в 1,7 раза быстрее, чем с портом USB 1.1, а при разрешении 1600 т/д приращение скорости было двукратным. По словам инженеров фирмы Epson, это соответствует их ожиданиям, поскольку буферы памяти большинства сканеров попросту слишком малы для того, чтобы в полной мере реализовать преимущества Hi-Speed USB. Но даже с учетом этого сканирование изображения высокого разрешения было завершено через Hi-Speed USB всего лишь за 6 мин 44 с - почти на 7 мин быстрее, чем при использовании USB 1.1. Эта разница может оказаться действительно существенной, если приходится часто и много сканировать.
Вполне может статься, что скоро каждый ПК будет укомплектован Hi-Speed USB. В январе 2002 г. фирма Gateway стала первым крупным поставщиком ПК, предлагающим системы с Hi-Speed USB на системной плате. Джейсон Зиллер из USB-IF ожидает, что другие производители компьютерных систем последуют этому примеру уже в ближайшие месяцы.
Готовьтесь к повсеместному распространению
Но настоящий прирост производительности пользователи ощутят только тогда, когда добавлять в свои продукты оборудование для USB 2.0 станут производители наборов микросхем. Зиллер говорит, что компания Intel запустит в производство новый набор микросхем со встроенным Hi-Speed USB предстоящим летом, а фирмы Silicon Integrated Systems и Via Technologies намерены добавить Hi-Speed USB к линейкам своей продукции в течение ближайших месяцев.
А пока что, если вы намереваетесь приобретать новый сканер, внешний дисковод CD-RW, внешний жесткий диск или любое другое периферийное устройство, которое способно хотя бы частично использовать более высокую скорость передачи данных, обеспечиваемую USB 2.0, мы рекомендуем оснастить компьютер платой расширения. В конце концов, любая модернизация, которая позволяет безболезненно увеличить быстродействие ПК в два-пять раз (или даже больше) и обходится при этом менее чем в 100 долл., заслуживает внимания.
USB 3.0 | Куда девается скорость?
Изо дня в день мы радуемся удобству использования и мгновенному подключению USB-устройств. Но бывает, мы просто проклинаем интерфейс. USB с технологией plug and play невероятно удобная вещь. Но иногда, он как будто назло отказывается определять устройство или обеспечивать ту скорость работы с ним, которой мы ожидали.
USB 2.0: похоже, это продлится весь день…
С появлением чипсетов Intel седьмой серии и AMD Fusion Controller Hub, поддерживающих USB 3.0 , трудно представить, как мы могли пользоваться первым поколением интерфейса USB более десяти лет назад. Максимальная пропускная способность составляла 1,5 Мбайт/с, и файлы через USB 1.1 передавались ужасно медленно, однако ситуация частично смягчалась небольшой ёмкостью USB-накопителей.
Через пару лет нашему вниманию был представлен обновлённый интерфейс USB 2.0, который имел максимальную заявленную скоростью передачи в 60 Мбайт/с - огромный скачок по сравнению с USB 1.1. Тем не менее, новый интерфейс ограничивала перегрузка протокола и кодирование 8/10 бит, в итоге реальная скорость передачи у USB 2.0 находилась в пределах 30-40 Мбайт/с. На то время этого было достаточно. Но с ростом популярности доступных внешних RAID – хранилищ и SSD на базе SATA, мы стали более чувствительны к производительности, и постепенно оказалось очевидным, что скорости USB 2.0 начинает не хватать.
USB 3.0 удовлетворил нашу потребность в интерфейсе с более высокой пропускной способностью, максимальный показатель которого достигает 625 Мбайт/с. Если учесть фактор передачи сигналов, мы получаем потолок в 500 Мбайт/с. Но даже учитывая это, реальная производительность, похоже, никогда не доходит да такого высокого уровня, как указывается в оптимистичных графиках пропускной способности, которые поставщики материнских плат любят размещать на коробке со своей продукцией.
USB 3.0: Лучше. Но мы ждём большего!
Основываясь на скорости работы флэшек и внешних жёстких дисков, которые есть в нашей лаборатории, мы боялись, что так и не достигнем заявленных скоростей. Тем не менее, мы приступаем к изучению работы USB 3.0 и постараемся выяснить, есть ли какая-нибудь возможность увеличить скорость передачи данных по этому интерфейсу.
USB 3.0 | Что замедляет скорость интерфейса?
Почему наши устройства на базе USB 3.0
работают примерно на скорости 150 Мбайт/с, когда заявленный максимум интерфейса составляет 500 Мбайт/с или около того? Для того чтобы понять внутреннее устройство USB нужно разобраться в базовой скорости и питании.
| Интерфейс | Скорость передачи данных, Мбит/с | Теоретическая пропускная способность, Мбайт/с | Теоретическая пропускная способность после кодирования 8/10 бит, Мбайт/с |
| USB 2.0 | 480 | 60 | 48 |
| USB 3.0 | 5000 | 625 | 500 |
Поскольку USB не очень подходит для передачи немодулированных данных, информацию необходимо закодировать, используя линейный код и затем декодировать на другом конце. Это важный момент, позволяющий принимающей стороне восстанавливать синхронизацию. Без этого ошибок передачи будет гораздо больше. Как и многие другие интерфейсы (например, оптический Gigabit Ethernet), USB использует линейное избыточное кодирование 8/10 бит, превращающее восьмибитные данные в десятибитные, тем самым достигая соответствия по фронтам передачи сигнала. Хотя кодирование 8/10 бит обеспечивает необходимую синхронизацию потока, это уменьшает скорость передачи полезной информации на 20%.
Поэтому скорость передачи данных USB 3.0 , составляющая 5 Гбит/с, превращается в 500 Мбайт/с пиковой пропускной способности. Но это не единственный фактор, съедающий реальную скорость передачи.
В характеристике USB 3.0 на форуме USB Implementers Forum (USB-IF), под пунктом 4.4.11 сообщается следующее:
Эффективность SuperSpeed USB зависит от нескольких факторов, включающих кодирование символов 8/10 бит, структуру пакета и фрейминг, управление потоками и перегрузку протокола. На частоте передачи данных 5 Гбит/с с кодированием 8/10 бит, чистая пропускная способность составляет 500 Мбайт/с. Когда учитываются контроль потока, структура пакета и перегрузка протокола, пропускная способность полезной информации составляет 400 Мбайт/с или больше.
Внезапно скорость USB 3.0 потеряла ещё 100 Мбайт/с. Однако даже 400 Мбайт/с смотрится довольно хорошо по сравнению с 40 Мбайт/с у интерфейса USB 2.0.
Несмотря на то, что эти цифры помогают умерить ожидания от USB 3.0
, они не отвечают на вопрос, почему реальные показатели настолько ниже. Мы по-прежнему спрашиваем, почему устройства с интерфейсом USB 3.0
такие медленные, когда в характеристиках указано гораздо больше пропускной способности?
Во-первых, контроллер самого устройства сильно влияет на производительность. На графике выше Thermaltake BlacX 5G определённо быстрее, чем адаптер Apricorn SATA-to-USB 3.0 Adapter, однако такие данные вы увидите только с использованием высокопроизводительного SSD. Больше впечатляет то, что BlacX 5G может обогнать внешнее RAID-хранилище от Buffalo, результат которого показан на первом графике. Из трёх отмеченных устройств только BlacX 5G использует контроллер ASM1051. Исходя из нашего опыта, устройства, поддерживающие USB 3.0 и использующие контроллеры ASMedia, обеспечивают более высокий уровень производительности. Но одного этого преимущества не достаточно для того, чтобы пройти барьер 300 Мбайт/с и продвинуться к пиковой производительности интерфейса.
Во-вторых, немалое влияние на пропускную способность оказывает сам контроллер интерфейса. Вышеупомянутые тесты мы проводили на "родных" портах USB 3.0 материнской платы ASRock Z77 Extreme6 . C учётом сказанного, мы видели противоречивые показатели производительности и результат, похоже, зависел от особенностей реализации. Контроллер Etron на одной плате обеспечил 250 Мбайт/с, и этот же контроллер, но на другой платформе, не смог перешагнуть за 200 Мбайт/с. Однако, в целом, потеря более всего связана с USB в Platform Controller Hub или Fusion Controller Hub.
И последнее, несмотря на то, что интерфейс USB 3.0
способен обеспечить 400 Мбайт/с, его потенциалу мешает развиться неэффективный протокол. Все виды USB включают четыре типа передачи: контроль, прерывание, изохронная передача и линейная передача. Первые два вида Контроль и Прерывание определяют, каким образом хост соединяется с устройствами. Третий тип – изохронная передача, необходима для периодической и постоянной передачи данных, она определяет, как устройство может зарезервировать определённое количество пропускной способности с гарантированной задержкой. Изохронная передача обычно используется в аудио/видео устройствах, типа карт захвата, поскольку она решает проблему потери данных (потерю кадров в видео), когда используется несколько устройств подключённых через USB. И наконец, режим объёмной (линейной) передачи (bulk-only transport) нас сегодня интересует больше всего, потому что он используется для передачи данных на USB-хранилища и т.п.
Технология Bulk-only transport, в инженерных кругах известная под аббревиатурой "BOT", была разработана в 1998 году для USB 1.1 в качестве протокола, который принимал и обрабатывал одну команду за раз. Технология BOT была специально задумана для нужд USB флэш-накопителей, которые на то время имели небольшой объём и скорость. В связи с этим, BOT похожа на IDE в том, что очерёдность команд обрабатывается на хосте (что объясняет, почему производительность USB падает с увеличением глубины очереди).
Технология "BOT" осталась неизменной со времён интерфейса USB 2.0, дебютировавшего в 2000 году, вероятно из-за того, что сама скорость шины USB является "узким местом", и смысла в обновлении BOT нет. Но в ретроспективе это может быть не верно, потому что USB 3.0 уже не медленнее, чем присоединяемые к нему устройства.