Скорость работы usb 2.0. USB3.0 - скорость, скорость и еще раз скорость

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!

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.

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:

1. 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.
2. Проведем сортировку 32-гиговых флэшек именно по этому параметру. Выберем первую десятку, отбросив экзотические для России бренды.
3. 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.

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.

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 3.0 | Turbo Mode: более быстрый USB, с оговорками

Максимальный размер транзакции для BOT-передач на уровне операционной системы составляет 64 кбайт. Однако последовательные данные обычно передаются блоками размером 128 кбайт, для чего нужны две BOT-транзакции. Технология под названием "Turbo mode" пытается преодолеть это ограничение через увеличение максимального размера транзакции до 1 Мбайт или больше, позволяя драйверу USB упаковывать несколько последовательных запросов по 128 кбайт в одну большую транзакцию. Меньшее количество маленьких транзакций означает меньше USB-команд ожидания, подготовки и подтверждения, что в свою очередь увеличивает пропускную способность.

С функцией Turbo mode скорость USB 2.0 обычно увеличивается на 8-10 Мбайт/с, и производительность растёт на ~25-33%. Прирост будет независимо от того, используете ли вы обычный жёсткий диск или SSD, потому что скорость работы накопителей выше пропускной способности интерфейса.

Если у вас одна из таких материнских плат Asus, то в утилите Asus USB 3.0 Boost наряду с кнопкой Normal появится либо кнопка "Turbo", либо "UASP" в момент, когда к порту USB 3.0 подсоединено соответствующее устройство. И не важно, является ли этот порт чипсетным или обслуживается отдельным контроллером. Turbo mode характерен для любых устройств USB 2.0 или USB 3.0 без UAS, и если ваше устройство, подключённое через USB 3.0 , поддерживает UAS, то Turbo mode будет ему недоступен. По умолчанию для всех устройств устанавливается режим "Normal" (BOT).

Программа ASRock XFast USB выглядит более отшлифованной и включает Turbo mode на любом порте USB, даже если к нему подсоединен накопитель, еще не отформатированный в NTFS или FAT. Тем не менее, только Asus позволяет включить протокол UAS в Windows 7 с помощью лицензионного драйвера MCCI ExpressDisk UASP Driver .

Драйвер Asus UASP работает лучше, чем BOT и "родной" драйвер UAS в Windows 8, особенно с операциями случайного чтения.

При последовательной передаче данных драйвер UAS в Windows 8 оказывается быстрее, и обеспечивает почти 360 Мбайт/с, обгоняя драйвер Asus UASP на 25 Мбайт/с в операциях чтения. Для сравнения, максимальным для BOT является показатель ~300 Мбайт/с. Драйвер UASP от Asus лидирует в последовательной записи достигая скорости ~340 Мбайт/с. Драйвер UAS системы Windows 8 даёт только ~325 Мбайт/с. Но оба режима UASP обеспечивает заметное улучшение по сравнению с BOT, максимум которого составляет ~315 Мбайт/с.

USB 3.0 | Включаем UAS на старых материнских платах с поддержкой USB 3.0

Как мы уже отмечали, даже если у вас есть устройство, поддерживающее UAS, система, в которую вы его устанавливаете, также должна его поддерживать, иначе толку от этого не будет. Для этого надо учитывать аппаратные и программные факторы.

Набор драйверов Windows 7 не включает поддержку UAS, вот почему утилита Asus USB 3.0 Boost имеет конфигурационные inf-файлы в установочной подпапке. Эти файлы являются недостающим звеном.

Как оказалось, технически вы можете использовать эти же драйверы, чтобы включить UAS вручную. Однако на этом пути есть одно препятствие. Когда компания Asus лицензировала драйвер MCCI UAS, она добавила подпрограмму, которая проверяет производителя и модель вашей материнской платы. Если вы используете плату другой компании, все сразу усложняется (хотя в нашей лаборатории мы заставили утилиту работать).

Но если CPU-Z определяет разработчика вашей материнской платы как "ASUSTek Computer INC", ручная замена "USB Mass Storage Driver" на "ASUS USB 3.0 Boost Storage Driver" в свойствах системы добавляет второй "UAS Storage Driver."

Попытка проделать этот фокус на плате не от Asus приведет к сообщению об ошибке. Единственный способ обойти ее – модифицировать строчку SMBIOS с помощью специальной утилиты. Опять же, не каждому захочется столько возиться, особенно если учесть, что это еще не вся процедура.

Чтобы убедиться окончательно, мы взяли старую плату Asus, которая имеет USB 3.0 , но не поддерживает UAS.

Аппаратная часть

То, что драйвер установлен, ещё не значит, что UAS работает. Также необходима соответствующая аппаратная поддержка. Возьмём в качестве примера Asus P8P67 Deluxe. Само собой, она содержит нужную строчку SMBIOS, но в ней используется контроллер Renesas USB 3.0 , поэтому эта модель не указана в списке плат, поддерживающих USB 3.0 Boost. Все платы в этом списке имеют одну общую составляющую – контроллер ASMedia ASM1042.

Дело в том, что контроллер ASMedia поддерживает UAS, а Renesas нет. Нам удалось заставить работать UAS через "родной" порт USB 3.0 чипсета Z77 с помощью Windows 8 на материнской плате ASRock Z77 Extreme6 (наряду с драйвером Asus UAS на плате P8Z77-V Deluxe с чипсетом Z77), это говорит о том, что встроенный контроллер Intel поддерживает протокол UAS.

Для сравнения у старого контроллера Renesas либо отсутствует необходимая аппаратная поддержка, либо он требует обновления драйвера.

Вероятно, проще будет купить карту Syba USB 3.0 PCIe (SD-PEX20112) . Это дешёвое решение работает по той причине, что оно основано на контроллере ASM1042, который поддерживает протокол UAS. Просто установите драйвер ASM1042 от Asus, и всё готово к работе.

Тестовые прогоны Iometer на Thermaltake BlacX 5G, подключённого через карту Syba USB 3.0 , подтверждают работу UAS. Скорость последовательного чтения достигает 325 Мбайт/с, такой показатель мы и хотели увидеть на плате с "родной" поддержкой UAS.

USB 3.0 | На пути к более высокой производительности

Производительность USB 3.0 сильно колеблется в зависимости от контроллеров, устройств и хоста, об этом свидетельствуют данные наших тестов. И чтобы выяснить, какая комбинация компонентов даст лучший результат, действительно стоило провести исследование.

Turbo mode и UAS – две привлекательные технологии, которые улучшают первоначальное поведение USB 3.0 . Но для обоих решений нужны устройства, которые не будут "съедать" производительность и дадут интерфейсу раскрыться на полную. Подключите внешний жёсткий диск через USB 3.0 , и он будет работать на одинаковой скорости практически в любой ситуации. Чтобы действительно почувствовать разницу, необходимо использовать скоростной твердотельный накопитель.

Но не надейтесь на увеличенную скорость работы случайных операций ввода/вывода. Мы представляем себе, сколько людей рассчитывают на накопитель, подключённый через USB и работающий с задачами, которые предполагают большое количество операций со случайным расположением данных, и хотим обратить внимание, что Turbo mode и UAS вам в этом не помогут. На самом деле, только операции линейного чтения/записи смогут получить прирост скорости в этих режимах.

Возможно, это и странно, но самый большой прирост скорости благодаря Turbo mode мы видели на устройствах USB 3.0 , которые продемонстрировали самый низкий уровень производительности. Адаптер Apricorn SATA-USB 3.0 Adapter - наш любимый лабораторный инструмент – использует плохо оптимизированный контроллер. Многие дешёвые USB 3.0 -хранилища и флэш-накопители попадают в эту категорию, и именно такие устройства больше всего выигрывают от Turbo, и это хорошо, поскольку Turbo mode по определению бесплатна.

Однако включать режим Turbo бесполезно, когда вы используете более дорогие устройства на базе USB 3.0 , как, например Thermaltake BlacX 5G, потому что их производительность в стандартном режиме (BOT) и так достаточно хороша. В этой ситуации многое решает UAS , в зависимости от вашей системы, скорость последовательной передачи данных может быть на 20% выше.

UAS – это относительно новая технология, поэтому на данный момент мы воздержимся от каких-либо выводов. Некоторые из поставщиков, с которыми мы связались, заявили, что в своих лабораториях они получили более высокие результаты, и у нас есть основания этому верить. По словам некоторых инженеров, с новыми разрабатываемыми устройствами скорость последовательных операций достигает 430 Мбайт/с, а случайных - 100 Мбайт/с. Для сравнения, на нашем оборудовании нам удалось получить 350 и 70 Мбайт/с соответственно.

В конце концов, интерфейс UAS предоставляет огромный потенциал, и энтузиасты могут быть не единственными, кто получит от него выигрыш. Как подметил один из инженеров Western Digital, эта технология более актуальна для мобильных систем и десктопных окружений начального уровня. При работе в режиме BOT USB сильно нагружает центральный процессор, и это объясняет, почему USB 2.0 и USB 3.0 очень часто работают медленно на старых системах. Протокол UAS более эффективен и даёт существенно меньшую нагрузку ЦП. Добавление поддержки очерёдности команд открыло двери для увеличенной производительности, поскольку операции обрабатываются параллельно. Все это в итоге помогает улучшить производительность на старых и дешёвых компьютерах, разгружая процессор для других задач.