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.
USB-накопители, а говоря проще, флэшки, плотно вошли в нашу жизнь, и сложно представить человека, не пользующегося этим устройством. Однако выбор USB-диска для многих определяется лишь дизайном и объемом, некоторые, кто уже сталкивался в проблемой медленной записи, также смотрят на скорость. Мы предлагаем разобраться в различиях флэшек по параметрам, на которые реже обращают внимание, но которые являются основными для USB-накопителей.
Самые первые USB-накопители, предназначенные для переноса и хранения цифровой информации, появились в 2000 году. Благодаря компактности по сравнению с другими носителями, на сегодня они практически вытеснили компакт-диски и другие менее технологичные носители информации. Сейчас такое устройство воспринимается как стандартная вещь: многие носят их как брелоки или дарят в качестве полезного сувенира, например, на Новый год.
Рассматриваемые устройства выпускают многие именитые и не очень производители (Adata, Kingston, Apacer, Silicon Power, Corsair, Transcend, TeamGroup, Sandisk, Lexar), поэтому зачастую известный производитель для пользователя является гарантом качества и позволяет сконцентрироваться при выборе на дизайне. На рынке (особенно в интернет-магазинах) существует множество подделок из Китая, которые заявляя одни характеристики, в реальности им не соответствуют.
Все это накладывает свой отпечаток на выбор потребителя. Развитие интернет-хранилищ позволяет во многих ситуациях обходиться без применения флэшек и иметь доступ к данным в любом месте, однако не всегда они способны заменить физический носитель информации.
Объем USB-диска является ключевым показателем для цены (данные Яндекс.Маркет):
4 Гб - 180 рублей
8 Гб -190 рублей
16 Гб - 270 рублей
32 Гб - 500 рублей
64 Гб - 1000 рублей
128 Гб - 2900 рублей
256 Гб - 11000 рублей
В перечисленной информации учитывались только объем и средняя цена. Многие производители не указывают скорость чтения и записи для носителя.
Для SD- (micro-SD) карт чаще на упаковке указывается класс устройства, который определяет только скорость записи:
Class 2 - (скорость записи не менее 2 МБ/с)
Сlass 4 - (скорость записи не менее 4 МБ/с)
Сlass 6 - (скорость записи не менее 6 МБ/с)
Сlass 10 - (скорость записи не менее 10 МБ/с)
Для USB-накопителя важным параметром является стандарт USB (2.0 или 3.0), который определяет потенциальные возможности устройства. USB расшифровывается как «универсальная последовательная шина» (Universal Serial Bus). USB 3.0 (SuperSpeed USB) потенциально обладает очень высокими показателями скорости и производительности.
USB 2.0 в теории должна обладать скоростью 480 Мбит/с, но в реальности не достигает и 250 Мбит/с. USB 3.0 может достичь теоретической максимальной скорости 4,8 Гбит/с, что в десять раз превышает скорость USB 2.0.
Флэшка USB 2.0 на 16 Гб стоит порядка 270 рублей, аналогичного объема USB 3.0 - 370 рублей.
Стандарты USB 2.0 и USB 3.0 во многом совместимы между собой. Это означает, что вставив флэшку USB 3.0 в разъем 2.0 (флэшку USB 2.0 в разъем 3.0), вполне можно считать и записать данные, правда, скорость будет ограничиваться либо разъемом, либо накопителем.
Визуально накопители и разъемы стандарта 3.0 отличаются наличием внутри пластика синего цвета.
Как же самостоятельно проверить реальность объема, заявленного на упаковке, и скоростные характеристики USB-накопителя? Сделать это позволят бесплатные программы, работа с которыми довольно проста.
Первая программа h2testw (ссылка) позволит оценить реальный объем, это особенно важно если приобретать носители в китайских интернет-магазинах, где зачастую продавец старается обмануть покупателя.
Эта программа не требует инсталляции. Запускаем ее и видим следующее:
По умолчанию язык программы немецкий, поэтому, если вы не сильны в этом языке, следует вверху установить переключатель на English:
Оставляем все остальные переключатели на своих местах нажимаем кнопку «Vrite + Verify» для начала теста, видим следующую картину:
Тестирование идет довольно долго, программа записывает блоками информацию и читает ее после записи. USB-накопитель объемом 8 Гб будет тестироваться порядка 40 минут. В результате увидим следующий отчет:
А вот так выглядит результат для поддельного накопителя, где производитель заявил объем 64 Гб, а по факту мы имеем 7,4 Гб:
Конечно, в этом случае целесообразно продемонстрировать результаты теста продавцу и вернуть свои деньги.
Данная программа оставляет на тестируемом диске файлы, которые необходимо удалить вручную:
Вторая программа CrystalDiskMark позволит оценить скоростные характеристики накопителя.
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.
Пока что я не остановился описывать работу USB портов. На этот раз я хочу затронуть тему скорости работы USB. Все современные ноутбуки и настольные компьютеры оборудованы интерфейсами USB. Вы можете увеличивать количество подключенных устройств до нескольких десятков при помощи, так называемых, хабов. Также есть устройства, которым все равно на скорость работы USB, например, мышь и клавиатуры, а вот накопители памяти (флешки и жесткие диски) очень сильно зависят от этих параметров. Бывает, что при передаче файлов на диск, подключенный по USB, очень маленькая, а это не есть хорошо.
Как же быть, если медленно работает USB порт? При возникновении такой ситуации я подготовил ряд причин, описывающих эти проблемы, а также решения, которые помогут ускорить работу USB. Надеюсь данная статья вам поможет.
Причина №1 – старые типы USB
Тут имеется ввиду, что на вашем устройстве установлены порты, относящиеся к старой спецификации. Сейчас существует три типа портов: USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, есть еще версия USB 3.1.
Между этими версиями, конечно есть много отличий, но в основном связано не с внешним видом, а по скорости работы.
Конечно, наиболее быстрым является USB 3.0, он еще помечен синим цветом, поэтому спутать его с другими версиями будет сложно. Также хочу напомнить, что, если вы имеете устройство, скажем, жесткий диск, который способен работать на скорости USB 3.0, но вы подключили его к порту 2.0, то и работать он будет не с максимальными возможностями.
А вот парочку параметров каждого из портов:
USB 1.0
- Максимальная скорость 12 Мбит/с;
- Длина кабеля Max 5 метров;
- Количество подключенных устройств Max – 127;
- Напряжение питания – 5 В.
USB 2.0
Стандарт потерпел существенные изменения, с которыми вы можете ознакомиться ниже.
- Максимальная скорость передачи данных 480 Мбит/с;
- Для клавиатур, мышей и джойстиков достаточно 1,5 Мбит/с;
- Для аудио и видео устройств – до 12 Мбит/с.
USB 3.0
В данном стандарте можно заметить увлечение скорости передачи данных до 5 Гбит/с, а при возникновении версии 3.1 до 10 Гбит/с. Также появилась возможность одновременной передачи и принятия данных, что увеличивало скорость работы. Имеет большую силу тока, что помогает без проблем подключать любые жесткие диски, а также быстрее заряжать некоторые устройства, например, смартфоны. USB 3.0 имеет совместимость со всеми предыдущими стандартами.
Что нужно сделать? Советую приобрести контроллер PCI, но об этом ниже.
Какие порты стоят на ноутбуке или компьютере?
Об этом я уже более подробно писал . Но есть парочку моментов, которые не включены в ту статью. Во-первых, вы можете использовать документацию к вашей системной плате или ноутбуку и в технических характеристиках все узнать.
Второй момент – использовать специальные программы, которые показывают все технические и программные характеристики компьютера.
В качестве примера приведу утилиту AIDA64 , так как сам ей часто пользуюсь. Скачать можно и пробную версию с официального сайта. Итак, заходим в раздел «Устройства» и там выбираем пункт «Устройства USB» , справа вы увидите все порты, которые встроены у вас в компьютер.
Причина №2 – максимальная скорость отключена в BIOS
Бывает и такое. Если заметили, что скорость того USB 2.0 подозрительно низкая, то и найдите там настройки, связанные с USB. Находиться они могут во вкладке Advanced . Там можно переключить параметр на Hi-Speed или FullSpeed . Точно сказать вам не могу, потому что на разных версиях BIOS параметры обозначены по-разному.
Причина №3 – Порты USB отсутствуют
В современных ноутбуках и системных платах это практически невозможно. Хотя бы парочка портов USB 2.0 обязательно будет встроена. Конечно, если у вас совсем другая ситуация, то вы без проблем можете приобрести контроллер PCI USB , например, версии 2.0 или 3.0, либо все вместе. По цене они не очень дорогие. Например, можно найти контроллер USB 3.0 по цене 700 рублей.
Установка также довольно простая. Главное знать, как выглядит PCI слот. Перед тем, как предпринимать какие-то действия, обязательно выключите ПК и выдерните из розетки. Дальше можно вытащить крышку системного блока и проверить свободные слоты PCI, если они есть, то вставляем туда наш контроллер. После включения компьютера все уже будет работать, необходимое ПО установится автоматически.
Причина №4 – скорость работы на уровне USB 1.0
Возникает и такая проблема. В этом случае вы можете увидеть даже сообщение такого вида: «USB-устройство может работать быстрее…» . Этого говорит о том, что у вас на ПК есть свободный высокоскоростной порт, к нему и нужно подсоединять устройства.
Если же вы замечаете, что у USB 2.0 или 3.0 скорость на уровне 1.0, то виноваты в этом могут быть . Может их нужно обновить до последних версий, либо удалить, а система уже заново их установит. Делается это следующим образом:
- Заходим в диспетчер устройств – клавиши Win+X и выбор соответствующего пункта;
- Открываем вкладку «Контроллеры USB» ;
- На нужном устройстве нажимаем дважды, а потом идем на вкладку «Драйвер », где жмем «Удалить» .
- Нажимаем на вкладку «Действие », а потом выбираем пункт «Обновить конфигурацию оборудования» .
Также есть один нюанс при копировании файлов. Скорость будет намного ниже, если вы копируете много файлов меньшего размера. Если хотите большую скорость, то соберите такие файлы в один архив.
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!
