Главная › Тарифы › Скорость передачи данных через юсб 2.0. Как ускорить USB порт, какие причины скрываются за низкой скоростью их работы

Скорость передачи данных через юсб 2.0. Как ускорить USB порт, какие причины скрываются за низкой скоростью их работы

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

Ниже приведена получившаяся таблица:

*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.

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.

В конце 2008 года. Как и можно было ожидать, новый стандарт увеличил пропускную способность, хотя прирост не такой значительный, как 40-кратное увеличение скорости при переходе от USB 1.1 на USB 2.0. В любом случае, 10-кратное повышение пропускной способности можно приветствовать. USB 3.0 поддерживает максимальную скорость передачи 5 Гбит/с. Пропускная способность почти в два раза превышает современный стандарт Serial ATA (3 Гбит/с с учётом передачи информации избыточности).

Логотип USB 3.0

Каждый энтузиаст подтвердит, что интерфейс USB 2.0 является основным «узким местом» современных компьютеров и ноутбуков, поскольку его пиковая «чистая» пропускная способность составляет от 30 до 35 Мбайт/с. Но у современных 3,5″жёстких дисков для настольных ПК скорость передачи уже превысила 100 Мбайт/с (появляются и 2,5″ модели для ноутбуков, приближающиеся к данному уровню). Скоростные твёрдотельные накопители успешно превзошли порог 200 Мбайт/с. А 5 Гбит/с (или 5120 Мбит/с) соответствует 640 Мбайт/с.

Мы не думаем, что в обозримом будущем жёсткие диски приблизятся к уровню 600 Мбайт/с, но следующие поколения твёрдотельных накопителей могут превысить это число уже через несколько лет. Увеличение пропускной способности становится всё более важным, поскольку количество информации увеличивается, соответственно, растёт и время её резервирования. Чем быстрее работает хранилище, тем меньше будет время резервирования, тем проще будет сделать «окна» в расписании резервирования.

Таблица сравнения скоростных характеристик USB 1.0 – 3.0

Цифровые видеокамеры сегодня могут записывать и хранить гигабайты видеоданных. Доля HD-видеокамер увеличивается, а им требуются более ёмкие и быстрые хранилища для записи большого количества данных. Если использовать USB 2.0, то на передачу нескольких десятков гигабайт видеоданных на компьютер для монтажа потребуется значительное время. USB Implementers Forum считает, что пропускная способность останется принципиально важной, и USB 3.0 будет достаточно для всех потребительских устройств на протяжении ближайших пяти лет.

Кодирование 8/10 бит

Чтобы гарантировать надёжную передачу данных интерфейс USB 3.0 использует кодирование 8/10 бит, знакомое нам, например, по Serial ATA. Один байт (8 бит) передаётся с помощью 10-битного кодирования, что улучшает надёжность передачи в ущерб пропускной способности. Поэтому переход с битов на байты осуществляется с соотношением 10:1 вместо 8:1.

Сравнение пропускной способности USB 1.x – 3.0 и конкурентов

Режимы энергосбережения

Конечно, основной целью интерфейса USB 3.0 является повышение доступной пропускной способности , однако новый стандарт эффективно оптимизирует энергопотребление . Интерфейс USB 2.0 постоянно опрашивает доступность устройств, на что расходуется энергия. Напротив, у USB 3.0 есть четыре состояния подключения, названные U0-U3. Состояние подключения U0 соответствует активной передаче данных, а U3 погружает устройство в «сон».

Если подключение бездействует, то в состоянии U1 будут отключены возможности приёма и передачи данных. Состояние U2 идёт ещё на шаг дальше, отключая внутренние тактовые импульсы. Соответственно, подключённые устройства могут переходить в состояние U1 сразу же после завершения передачи данных, что, как предполагается, даст ощутимые преимущества по энергопотреблению, если сравнивать с USB 2.0.

Больший ток

Кроме разных состояний энергопотребления стандарт USB 3.0 отличается от USB 2.0 и более высоким поддерживаемым током . Если USB 2.0 предусматривал порог тока 500 мА, то в случае нового стандарта ограничение было сдвинуто до планки 900 мА. Ток при инициации соединения был увеличен с уровня 100 мА у USB 2.0 до 150 мА у USB 3.0. Оба параметра весьма важны для портативных жёстких дисков, которые обычно требуют чуть большие токи. Раньше проблему удавалось решить с помощью дополнительной вилки USB, получая питание от двух портов, но используя только один для передачи данных, пусть даже это нарушало спецификации USB 2.0.

Новые кабели, разъёмы, цветовое кодирование

Стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0 , то есть вилки кажутся такими же, как и обычные вилки типа A. Контакты USB 2.0 остались на прежнем месте, но в глубине разъёма теперь располагаются пять новых контактов. Это означает, что вам нужно полностью вставлять вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, чтобы удостовериться в режиме работы USB 3.0, для которого требуются дополнительные контакты. Иначе вы получите скорость USB 2.0. USB Implementers Forum рекомендует производителям использовать цветовое кодирование Pantone 300C на внутренней части разъёма.

Ситуация получилась схожей и для USB-вилки типа B, хотя различия визуально более заметны. Вилку USB 3.0 можно определить по пяти дополнительным контактам .

USB 3.0 не использует волоконную оптику , поскольку она слишком дорога для массового рынка. Поэтому перед нами старый добрый медный кабель. Однако теперь у него будет девять, а не четыре провода. Передача данных осуществляется по четырём из пяти дополнительных проводов в дифференциальном режиме (SDP–Shielded Differential Pair). Одна пара проводов отвечает за приём информации, другая – за передачу. Принцип работы похож на Serial ATA, при этом устройства получают полную пропускную способность в обоих направлениях. Пятый провод – «земля».

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.

И нескольких других устройств, которые мы будем к нему подключать, параллельно замеряя скорость их работы.

Проверим, какова же реальная скорость чтения и записи для нового интерфейса, заодно и опробуем приобретенный контроллер в "боевых" условиях:)

Для начала, будем тестировать мой новый USB 3.0 флеш-накопитель объемом 8 гигабайт. Вот он:

Как видите, на упаковке написано «super speed» и ниже приведены конкретные значения этой «супер скорости»: read 100 MB/s (чтение - 100 мегабайт в секунду) и write 20 MB/s (запись - 20 мегабайт в секунду). По ходу тестирования мы обязательно проверим это утверждение!

Также в нашем тесте будет принимать участие еще один usb-накопитель: внешний жесткий диск с интерфейсом USB 3.0 от компании «Seagate».

Но давайте по порядку! Для начала, распакуем нашу флешку и положим ее рядом с ее "сестрой" (тоже на 8 гигабайт) стандарта USB 2.0 Вот что у нас получилось:

Как мы можем заметить, флеш-накопитель стандарта usb 3.0 заметно больше. Чем это вызвано?

Давайте рассмотрим этот момент подробнее. Как выглядит типичный usb-накопитель старого образца в разобранном виде? А выглядит он следующим образом:

Здесь у нас: печатная плата с одной микросхемой (чипом флеш-памяти) и небольшой управляющий всем "хозяйством" контроллер + сам разъем. Практически ничего интересного в корпусе больше нет.

Теперь, давайте посмотрим на флешку такого же объема (8 гигабайт), но нового (высокоскоростного) стандарта:

Видим, что на плате установлено целых четыре чипа флеш-памяти (на фото они обозначены красным) плюс микросхема контроллера, которая ими управляет. Четырем чипам нужно больше места, отсюда - больший размер всей конструкции.

Не лишним здесь будет отметить, что скоростные флешки на 16 гигабайт - еще больше по размерам! Думаю, теперь Вы, уважаемые читатели, понимаете почему?

Подобная "скоростаня" флешка работает как рэйд-массив нулевого уровня (Raid 0), когда несколько объединяются в один виртуальный кластер, где информация распределяется сразу по всем входящим в массив дискам в виде небольших блоков (страйпов). За счет этого достигается повышенная скорость работы всего кластера. Скорость возрастает пропорционально количеству дисков, задействованных в подобной агрегации.

Примечание : в описанной выше конструкции быстрота достигается за счет принесения в жертву надежности. Так как, при выходе из строя хотя бы одного из дисков, разрушается весь массив. Повторюсь, он рассчитан не на избыточность хранения данных (надежность), а именно на скорость их обработки.

Теперь мы можем наглядно убедиться, что повышенная скорость работы новых usb 3 флеш-накопителей достигается, во многом, благодаря увеличению количества чипов флеш-памяти. Как мы помним, заявленная скорость работы интерфейса usb 3.0 - это 5 Гбис/с (Гигабит в секунду) - около 600 МБайт/c (мегабайт в секунду). НО! это именно скорость интерфейса устройства, которая не имеет ничего общего со скоростью работы самого медленного звена в "начинке" флеш-накопителя (контроллера, шины данных и самих чипов памяти).

Здесь ситуация похожа на ту, что мы разбирали в статье, посвященной . Когда заявленная на коробке скорость работы разительно отличается от той, что есть на самом деле.

Примечание : летом 2013-го года вышла новая версия стандарта - USB 3.1, которая позволяет достигать скоростей передачи в 10 Гбит/c (гигабит в секунду). Напоминаю, что - это только по интерфейсу, т.е. реальная скорость конечного устройства - намного ниже.

Итак, после установки в компьютер нашего , заходим в диспетчер устройство и видим следующее:

Закономерно, что для начала работы с новым устройством системе нужен его драйвер. Что ж, никто не обещал что все будет легко:) Идем на сайт производителя платы и скачиваем драйвер под нашу операционную систему (Windows 7 32 бита). Устанавливаем его. Диспетчер устройств "говорит", что все прошло успешно!

После этого, сразу захотелось ответить себе на вопрос относительно того, что для работы на максимальной скорости новым устройствам USB 3 нужен специальный удлинитель. О нем мы говорили в первой части данной статьи.

Конечно, можно подсоединить накопитель непосредственно к плате и не "заморачиваться", но мы должны проверить все тщательно! Поэтому присоединяем нашу скоростную флешку к контроллеру через кабель-удлинитель устаревшего стандарта 2.0 и сразу же внизу экрана видим вот такое всплывающее окно:

Как говорится, что и требовалось доказать! Если хотите с новыми скоростными устройствами использовать удлинитель - покупайте специальный кабель (стоит в районе 6-8-ми долларов).

Теперь, перейдем непосредственно к тестированию. Как мы его проводили? Я записал на все носители один и тот же объем данных (около трех гигабайт). Причем данные представляли собой абсолютно разнородный набор цифровой информации: музыка, видеоклипы, один большой ISO файл, много небольших файлов и документов, дистрибутивы различных программ и утилит.

Короче говоря, я пытался представить типовой набор данных, которые может хранить на устройстве среднестатистический пользователь. Ведь все приводимые ниже замеры скорости записи и чтения интересуют нас, прежде всего, с практической точки зрения (в реальной, каждодневной ситуации), а не в виде синтетических выкладок?

Тестирование нескольких USB 3.0 накопителей

Замеры скорости проводились с помощью двух программ: « » и « » можете скачать их и провести свое собственное тестирование. Также замеры проводились с помощью встроенного в Windows 7 инструмента.

На фото ниже представлен скриншот с результатом чтения (копирования) заявленного объема данных (три гигабайта) со "старого" флеш-накопителя стандарта 2.0

Конечное время, за которое данные были полностью скопированы на жесткий диск моего компьютера составило порядка четырех минут. Также нас будет интересовать поле "скорость", показанное на фото выше. Как видите, среднее ее значение - 13,2 МБ (мегабайта) в секунду.

Следующий скриншот - то же самое, но для показателя "запись" (я полностью отформатировал флешку) и обратно начал записывать на нее скопированные перед этим на диск данные.

Запись длилась около четырнадцати минут со средней скоростью, указанной на фото.

Теперь давайте сделаем вот что: попробуем измерить время и скорость перемещения тех же самых данных на новом флеш-накопителе стандарта 3.0, подключив его, пока что, к тому же медленному порту устаревшего стандарта.

Вот, что у нас получилось для операции чтения (копирования) с накопителя на диск.

Две минуты (против четырех для накопителя старого образца), со средней скоростью, также в два раза превышающей своего визави - 26.5 мегабайта в секунду.

Скриншот ниже показывает нам фотографию скорости и времени записи набора разнородных данных объемом три гигабайта для скоростной флешки:

Три минуты (против четырнадцати) для старого накопителя. Почти в пять раз быстрее!

А теперь - внимание! Затаив дыхание, подключаем скоростной накопитель к высокоскоростному же USB 3 порту и закономерно ожидаем существенного прироста показателей.

Сначала, как всегда, - операция копирования наших данных.

Одна минута на скоростном порту (против двух на медленном). Честно говоря, я ожидал лучшего результата.

Но окончательно расстроил меня второй тест (на запись), где цифры были практически такими же, как и в случае с подключением скоростного флеш-накопителя к "медленному" порту USB 2.0.

Давайте, пока просто запомним этот эмпирический результат и вернемся к его анализу немного позже: после завершения всех наших тестов.

Давайте сейчас запустим несколько синтетических тестов. И начнем мы с «Crystal Disk Mark » (ссылка на скачивание выше) и измерим скорость USB-накопителя 3.0, подключенного к медленному порту стандарта 2.0.

На скриншоте выше мы видим, что перед тем, как программа выдала результат, тест "прогонялся" пять раз с файлом размером в 100 мегабайт. Почему программа показала три разных результата? Делов том, что первая строка показывает нам непрерывные и последовательные (sequence) операции чтения (read) и записи (write) для файла указанного размера.

Строка 512K показывает скорость записи и чтения для файлов размером 512 килобайт, а последнее (третье поле) измеряет скорость для очень маленьких файлов размером до 4-х килобайт. Чем меньше файлы и большее их общее количество, тем больше нужно времени для операций над ними. Это - нормально.

А вот - замеры для того той же USB 3.0 флешки, но подключенной к скоростному порту 3.0.

Помните, самый первый скриншот в данной статье и заявленные на упаковке скорости работы: (100 и 20 мегабайт/с на чтение и запись)? Как видим, - очень близко к истине!

Сейчас самое время вспомнить наши результаты реального копирования данных, где скоростное устройство, подключенное к медленному (2.0) и быстрому (3.0) портам для операций записи показывало практически одни и те же результаты.

В тесте, проведенном выше, видим ту же самую ситуацию! Операция чтения (Read) - резкий рывок вперед, а скорость записи (Write) остается практически неизменной.

Давайте привлечем на подмогу еще одну программу «AS SSD Benchmark » (ссылка на скачивание - выше) и посмотрим, что покажет она?

О чем "говорит" нам скриншот ниже? Мы выбрали из списка накопителей наше устройство (8-ми гигабайтный usb 2.0 флеш-накопитель Silicon Power) и запустили для него последовательный (sequence) тест для операций чтения и записи.

Видим, что замер скорости составил: для чтения 16.56 мегабайт/с и для записи - 4.66 мегабайта в секунду. Если помните по первым скриншотам нашего тестирования, - вполне на уровне тех результатов, что мы видели при реальном копировании и чтении данных с накопителя (там было 13.2 для чтения и 3.7 - на запись).

Теперь, - проведем замер для нашего скоростного накопителя, подключенного к тому же "медленному" порту 2.0.

Как видим: 33 мегабайта/с на чтение и 19.48 мегабайт/с на запись (против 26.5 и 16.8 в реальном тесте при перемещении файлов объемом 3 гигабайта). Весьма похожие значения, а значит - близкие к достоверности результаты.

Обратите внимание на поле "Acc. time " (Access time - время доступа) на скриншоте выше. Оно указывает на задержку между командой на передачу данных и, собственно, временем начала их копирования. Это - именно та причина (среди ряда других), которые не позволяют высокоскоростному usb 3 устройству разогнаться до тех скоростей, которых ждут от него конечные потребители, т.е. - мы с Вами.

Сейчас самое время подключить наш новый накопитель к порту 3.0 и зафиксировать результат:

Как и ожидалось, скорость операции записи осталась практически неизменной, а вот результат чтения с устройства - порадовал (91.63 мегабайта в секунду). Также уменьшилось время задержки (Access Time), что говорит о лучшей оптимизации работы контроллера при обращении к ячейкам флеш памяти.

Теперь, приведем несколько скриншотов, которые продемонстрируют нам работу нашего USB 3.0 внешнего накопителя Seagate на 500 гигабайт, о котором мы упоминали в начале статьи. Вот его фото:

Попробуем оценить реальную скорость работы нашего внешнего винчестера, "скормив" ему тот же объем информации, который мы раньше использовали для флеш-накопителя. Для начала, подключим HDD к более медленному (2.0) USB порту компьютера и проведем тест на запись .

Три гагабайта скопировались на внешний диск с компьютера за две минуты и тридцать секунд со средней скоростью, показанной на фото выше.

Теперь проведем тот же тест (на запись), но подключив винчестер к "родному" скоростному 3.0 порту ПК.

Время записи, в данном случае, составило одну минуту и пятнадцать секунд (вдвое меньше), при вдвое большей скорости.

Теперь попробуем провести те же два теста с помощью программы «AS SSD Benchmark». Подключим накопитель к порту 2.0 и запустим программу:

Теперь - к скоростному usb 3.0 разъему:

Немного неожиданный результат! :) Но я проверял несколько раз - картина не менялась. Это, видимо, подтверждает мысль что к чисто синтетическим тестам надо относиться с известной долей осторожности.

Теперь, как и обещал в начале статьи, выскажу свое субъективное мнение по поводу проведенного тестирования и полученных с его помощью результатов.

У меня получилось так: чтобы ощутить существенный прирост скорости от использования USB 3.0 флеш-накопителя даже на обязательно подключать его к "родному" скоростному порту синего цвета. Тем более, если его попросту нет на Вашем компьютере! Само по себе наличие в накопителе нескольких, параллельно работающих чипов, уже дает существенный прирост скорости.

Дополнительно подключение к порту 3.0, к сожалению, не дает ожидаемого прироста скорости (в первую очередь, для операций записи), видимо, в силу наличия других "узких мест" конструкции (шина данных, вносимые контроллером задержки перед началом передачи и т.д.).

Посчитаем по деньгам: скоростная флешка на 8 гигабайт обойдется примерно в 20 долларов (против пяти за обычную старого 2.0 стандарта). Тесты мы приводили выше. Визуально оценить прирост скорости можно примерно в 4-5 раз. Дальше - выбор за Вами. Стоит ли доплатить "лишние" 15 долларов за то, чтобы получить более комфортную работу с большими объемами данных? Лично для себя я решил: "Стоит!" :)

Повторюсь, даже в том случае, если у Вас в компьютере нет специализированного USB 3.0 порта, Вы почувствуете большую разницу! Потенциал нового интерфейса, в моем случае, более полно раскрылся только при использовании внешнего USB 3.0 жесткого диска, подключенного к высокоскоростному порту ПК.

Конечно, не стоит напрасно обольщаться по поводу всех этих 5Gbit/s, 10Gbit/s. Как мы уже говорили, это - потенциально возможная скорость интерфейса, имеющая мало общего со скоростью реальной. Получить же неплохой прирост скорости от использования новой технологии мы можем уже сейчас. Чего, собственно, Вам и желаю, уважаемые читатели, и до встречи в следующих статьях на страницах нашего сайта!