Какая скорость записи на флешку usb 3.0. Тестируем флэшки: как узнать реальные скорость и объем

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».

Мы измеряли скорость чтения и записи флэшек USB 2.0 и 3.0 с помощью CrystalDiskMark. Теперь настало время посмотреть, в какой выигрыш по времени выливается использование USB 3.0 при повседневных действиях с флэшкой.

Чаще всего я использую флэшки для копирования фильмов и документов. Поэтому меня интересовали именно эти два аспекта.

Наборы файлов для копирования

Очевидно, фильмы – это большие файлы, а документы по сравнению с ними — маленькие. Я создал два набора файлов:

• Большие – первый попавшийся под руку рип фильма размером в 1.5 Гб, а также запись футбольного матча Россия – Ирландия, из двух таймов по 750 Мб каждый. Этого достаточно, чтобы поездка из Москвы в Питер на Сапсане прошла незаметно:) Общий объем файлов составил 3 Гб.
• Маленькие – папка с записями блога, которая содержит документы в формате DOCX, а также их экспортированные в HTML версии с картинками в отдельных папках. Всего в папке было 635 файлов общим объемом 78 Мб.

Сначала эти наборы копировались с диска на флэшки Transcend JF620 (USB 2.0) и ADATA S102 (USB 2.0 и USB 3.0), а затем копировались обратно. Время засекалось вручную с помощью утилиты 1Time .

Скорость работы флэшек при подключении к порту USB 2.0

Transcend и ADATA сравнивались по длительности чтения и записи обоих наборов файлов.

Чтение

Напомню, что утилита CrystalDiskMark показала скорость последовательного чтения 29 Мб/с для Transcend и 30 Мб/с для ADATA.

Папка с записями блога скопировалась на диск с обоих флэшек моментально, поэтому я определил это время в 1 секунду. А вот с фильмами наблюдалась другая картина — ADATA справилась с набором больших файлов почти в два раза быстрее. Как видите, результаты программных тестов не всегда верно отражают реальную ситуацию!

Запись

Исходя из тестов CrystalDiskMark, скорость последовательной записи ADATA была на треть выше, чем у Transcend.

Эксперимент с обоими наборами файлов показал примерно то же самое. Большие файлы скопировались ровно на 30% быстрее, а маленькие – почти на 40%.

Скорость работы ADATA S102 при подключении к портам USB 2.0 и 3.0

Я поочередно подключал флэшку к разным портам и выполнял операции с обоими наборами файлов. Однако в этот раз я добавил к тесту еще одну переменную — скорость диска!

Скорость USB 2.0 проверялась при обмене данными с твредотельным накопителем Kingston SSDNow V100 . Однако в системе также установлен типовой ноутбучный труженик — Toshiba MK 7559, 5400 rpm . Интересно было посмотреть, насколько флэшка USB 3.0 может соревноваться с таким диском.

Чтение

Напомню, что CrystalDiskMark оценила скорость последовательного чтения в 119 Мб/с при подключении к USB 3.0, что почти в 4 раза быстрее, чем при использовании интерфейса 2.0.

При копировании с флэшки на диск набора маленьких файлов ощутимой разницы опять не обнаружилось – трудно сделать это быстрее, чем за 1 секунду.

Перенос больших файлов завершился в 2.5 раза быстрее. По-моему, 3 Гб за 20 секунд – очень приличная скорость! Однако снова видно расхождение с тестами CrystalDiskMark — на сей раз в сторону более скромных результатов в реальных условиях.

USB 3.0 против HDD 5400 rpm

Также заметьте, что копирование файлов на HDD заняло больше времени, нежели на SSD. Это значит, что скорость чтения с флэшки USB 3.0 оказалась выше скорости записи диска 5400 rpm. И тест CrystalDiskMark это подтверждает:

Запись

Скорость последовательной записи ADATA в утилите CrystalDiskMark была оценена в 35 Мб/с при подключении к порту USB 3.0 против 22 Мб/с при использовании порта 2.0.

Набор маленьких файлов записался на флэшку фактически с одинаковой скоростью, т.е. интерфейс USB 3.0 не дал ощутимого преимущества. Запись же больших файлов заняла на 25% меньше времени, чем при использовании USB 2.0. Здесь тоже результаты оказались скромнее, чем обещали цифры CrystalDiskMark.

USB 3.0 против HDD 5400 rpm

В данном случае разницы между SSD и HDD не наблюдается. Это неудивительно, ведь скорость чтения с HDD намного выше, чем запись на USB 3.0.

Таким образом, SSD дает преимущество только при копировании данных с флэшки USB 3.0 на диск.

Выводы

Конечно, я не могу делать далеко идущих выводов о преимуществе стандарта USB 3.0 над своим предшественником по результатам моего скромного теста. Поэтому сформулирую итог так: в моих задачах на моей аппаратной конфигурации моя флэшка продемонстрировала следующие результаты при подключении к порту USB 3.0:

• Скорость чтения , т.е. копирования данных с флэшки на диск, ощутимо возросла лишь при переносе больших файлов, который завершился в 2.5 раза быстрее . При этом она оказалась выше скорости записи стандартного ноутбучного жесткого диска (5400 rpm) — именно он являлся узким местом во время операции.
• Скорость записи , т.е. копирования данных с диска на флэшку, также возросла только при переносе больших файлов, который завершился на 25% быстрее

Конечно, эти показатели могут варьироваться в зависимости от набора файлов, но общая картина понятна. Хотя теоретическая пропускная способность USB 3.0 в 10 раз выше, чем у USB 2.0, на практике до такого выигрыша в скорости далеко.

Тем не менее, интерфейс USB 3.0 позволяет быстрее обмениваться файлами между флэшкой и жестким диском компьютера, причем эта разница особенно ощутима при чтении данных с флэшки.

В целом, прирост производительности соответствовал моим ожиданиям, хотя я рассчитывал на чуть больший выигрыш при записи.

В любом случае, я не разочарован, потому что флэшка ADATA оказалась быстрее Transcend даже при подключении к порту USB 2.0. Несмотря на то, что ADATA вмещает в два раза меньше данных (16 Гб против 32 Гб), для меня скорость имеет большее значение, чем объем.

А что вы думаете об этих результатах? Стоит ли покупать устройства USB 3.0 сейчас ради такого выигрыша в производительности или это не имеет смысла?

Если у вас есть возможность протестировать устройства USB 3.0 при выполнении ваших повседневных задач, поделитесь результатами в комментариях!

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!

Современные картридеры

Сегодня мы попробуем разобраться, как уже сейчас мы можем использовать преимущества нового интерфейса. В первой части цикла статей посвященных новому стандарту USB 3.0 мы будем исследовать его применение в современных картридерах.

Напомним, что картридер это устройство позволяющее читать и записывать карты памяти различных стандартов (CF, SD, SDHC, SDXC, microSD, microSDHC, micro SDXC, MSPD, XD др.). Карты памяти сейчас используются повсеместно и в огромном количестве современных гаджетов, а потому и картридеры стали довольно востребованной пользователями вещью. Картридеры бывают внешними и внутренними, мультиформатными (поддерживающими большинство стандартов карт памяти) и ультракомпактными с поддержкой только двух-трех типов карт, USB 2.0, USB 3.0, PCMCI, PCI, и PCI Express. Но в рамках этой статьи нас будут интересовать только картридеры с интерфейсом USB3.0.
В настоящее время подавляющее большинство производителей картридеров стандарта USB 3.0 используют при производстве два типа чипов. Это контроллер GL3220 фирмы Genesys Logic и контроллеры RTS5301 и RTS5306 фирмы Realtek. Обе фирмы расположены и имеют производственные мощности в Тайване. В конце 2011 года компания Genesys Logic представила свою концепцию платформы применения стандарта USB 3.0, во всех устройствах которой применены чипы собственного производства.


Так же недавно Genesys Logic на смену GL3220, разработала новый чип GL3225, более энергоэффективный и менее дорогой в производстве.

GL3220 это высокоскоростной, USB 3.0 контроллер для Multi-LUN кард-ридеров, который поддерживает различные типы карт памяти, таких как CompactFlash(CF), Secure Digital(SD), SDHC, MiniSD, MicroSD(T-Flash), MultiMediaCard(MMC), RS -MMC, MMCmicro, Memory Stick(MS), Memory Stick Duo(MS Duo), High Speed Memory Stick(HS MS), Memory Stick Pro(MS PRO), Memory Stick Duo Pro(MS PRO Duo), Memory Stick PRO-HG(MS PRO-HG) и XD-Picture Card на одном чипе. Он также поддерживает следующее поколение карт памяти высокой емкости (до 2 ТБ), например, SDXC и Memory Stick XC. GL3220 аппаратно включает в себя микропроцессор серии 8051 для лучшей производительности передачи данных между USB и картами памяти, поддерживает ISP (In System Programming) для обновления прошивки внешней микросхемы стандарта SPI через USB порт. GL3220 изготавливается по 0,13 мкм КМОП-процессу и имеет встроенные регуляторы мощности для преобразования питания, с 5 до 3,3 и с 3,3 В до 1,2 В.
Основные характеристики GL3220:
1. Поддержка USB 3.0 Super Speed (скорость до 5 Гбит/с)
2. Поддержка CF v4.1 UDMA6/UDMA7 (скорость до 133МБ/с)
3. Поддержка CF v5.0 LBA48 (скорость до 167МВ/с)
4. Поддержка SD v3.0 UHS-I: DDR50/SDR50/SDR104 (скорость до 104МБ/с)
5. Поддержка SDXC (емкость до 2 ТБ)
6. Поддержка MS / MS PRO / MS PRO-HG 8-битных
7. Поддержка MS XC (емкость до 2 ТБ)
8. Поддержка MMC v4.4 8-битных
9. Поддержка XD-Picture Card
10. Сертифицирован по стандарту USB-IF (TID: 340000020), (Процедура испытаний для продуктов USB3.0 SuperSpeed)
11. Тип корпуса: 128-контактный LQFP
Второй основной производитель чипов для картридеров с интерфейсом USB3.0 это всем известная тайваньская компания Realtek. Ее контроллер RTS5301, так же как и GL5220 (Genesys Logic) поддерживает все типы карт памяти, в том числе и самые современные. Realtek RTS5301 аппаратно включает в себя микропроцессор для повышения эффективности и производительности передачи данных между USB и картами памяти различных типов.


Другой контроллер этого производителя - RTS5306 поддерживает только два основных направления типов карт памяти, это:
1. SD (Secure Digital(SD), SDHC, SDXC, MiniSD, MicroSD(T-Flash), microSDHC, micro SDXC MultiMediaCard(MMC), RS -MMC, MMCmicro).
2. MS (Memory Stick(MS), Memory Stick Duo(MS Duo), High Speed Memory Stick(HS MS), Memory Stick Pro (MS PRO), Memory Stick Duo Pro(MS PRO Duo), Memory Stick PRO-HG(MS PRO-HG).


Так же как и GL5220 (Genesys Logic), оба контроллера компании Realtek поддерживают новую спецификацию SD v3.0 UHS-I. Оба поддерживает ISP (In System Programming) для обновления прошивки внешней микросхемы памяти стандарта SPI (как правило используется микросхема Pm25LD010) через USB порт. К сожалению, информация по контроллерам RTS5301 и RTS5306 на просторах интернета крайне скудная.
Но вернемся к самим картридерам. В российской рознице на сегодняшний день более или менее широко представлены USB3.0 картридеры компаний Transcend, Kingston и Ginzzu.
У Transcend это мультиформатный USB3.0 TS-RDF8:


и суперкомпактный TS-RDF5K:


У Kingston это мультиформатный FCR-HS3:


и суперкомпактный FCR-MRG3 (для SD , SDHC, SDXC, MicroSD(T-Flash), microSDHC, micro SDXC, MMC, MS PRO Duo, MS PRO-HG)


и у Ginzzu это мультиформатные GR-336:

GR-326:

и суперкомпактный GR-312:

Заметим, что в мультиформатных картридерах Transcend и Ginzzu используют контроллер от компании Genesys Logic GL3220 (компания Lexar так же использует именно этот контроллер в своих USB3.0 картридерах), а Kingston чип от Realtek RTS5301 (кстати, именно этот чип применен и в довольно известном USB3.0 картридере Pretek 240). В суперкомпактных же картридерах все три производителя использовали чип RTS5306 компании Realtek, что и не удивительно в виду его более низкой стоимости и поддержке ограниченного набора карт. При этом Kingston, кроме SDHC и microSDHC в FCR-MLG3 реализовал поддержку карт памяти от Sony (MS Pro Duo), а Ginzzu двух карт SDHC и двух microSDHC. Все упомянутые устройства имеют поддержку SD v3.0 UHS-I.

Ну а теперь немного практических испытаний. Для наших тестов скорости мы специально взяли два USB3.0 картридера изготовленных на контроллерах обоих производителей, Genesys Logic и Realtek.
За Genesys Logic будет выступать мультиформатный картридер Transcend TS-RDF8K, использующий чип GL3220.

Поддерживаемые типы карт:
Тип устройства: внешний
Поддержка CF: Да
Поддержка SD: Да
Поддержка SDHC: Да
Поддержка SDXC: Да
Поддержка micro-SD: Да
Поддержка miсro-SDHC: Да
Поддержка micro-SDXC: Да
Поддержка MS: Да
Поддержка MS Pro: Да
Поддержка MS Duo: Да
Поддержка MS Pro Duo: Да
Поддержка MS Micro M2: Да
Поддержка карт памяти других типов: MSXC, SDHC (UHS-1), SDXC (USH-1).
Интерфейс подключения: USB 3.0
Питание картридера: по USB-шине
Цвет: Черный
Материал: Пластик
Размеры (ШхВхГ): 68×45×15 мм
Вес: 32 г
Гарантия: 24 мес.

За Realtek выступит суперпортативный картридер компании Kingston FCR-MLG3, в котором применен контроллер RTS5306.

Тип: Устройство считывания/записи карт памяти
Поддерживаемые стандарты: SD/SDHC/SDXC, microSD/SDHC/SDXC и MSPD
Интерфейс: USB 3.0, полная обратная совместимость с USB 2.0
Поддерживается SD v. 3.01 UHS-I
Рабочая температура: От 0°C до 60°C
Температура хранения: От -20° до 70°C
Системные требования: Windows 2000 (SP 4)/XP /Vista/7/8, Mac OS 10.3.х и выше, Linux Kernal 2.6 и выше
Размеры: 62.15 x 29.40 x 16.40 мм
Гарантия: 24 мес.
Для как можно более полного раскрытия скоростного потенциала картридеров мы взяли имеющуюся у нас карту памяти SunDisk microSDHC Extreme Pro 16Gb, заявленная производителем скорость чтения которой 95Мб/c, скорость записи 90Мб/с.

Конечно, хотелось бы иметь для данных тестов более скоростную карту, например такую:


Но доступны они будут только весной 2013 года, да и в картридере Kingston FCR-MLG3 нет слота под CompactFlash.
В качестве испытательного стенда мы будем использовать ноутбук ASUS G75VW:
Установленная операционная система Win 8 Pro х64
Процессор Core i7 2400 МГц
Код процессора 3630QM
Количество ядер процессора 4
Объем кэша L2 1 Мб
Объем кэша L3 6 Мб
Чипсет Intel HM77
Память 8192 Мб DDR3 1600 МГц
Максимальный размер памяти 16384 Мб
Экран 17.3 дюймов, 1920x1080, широкоформатный
Графический чипсет NVIDIA GeForce GTX 670M
Видеопамять 3072 Мб GDDR5
Оптический привод Blu-Ray, внутренний
Жесткий диск SSD Vertex4 256Gb Serial ATA-3
LAN/Modem сетевая карта 1000 Мбит/c
Беспроводная связь Bluetooth, Wi-Fi 802.11n
Версия Bluetooth 4.0
Интерфейсы USB 3.0x4, VGA (D-Sub), HDMI, Mini DisplayPort, вход микрофонный, выход аудио/наушники, S/PDIF, LAN (RJ-45)
В качестве тестовых программ мы будем использовать CrystalDiskMark 3.0.2 x64 и USB FlashBench. Каждая программа запускалась 3 раза, и выбирался средний результат.

Итак, приступим,
Картридер Kingston FCR-MLG3 :
Тестовый объем 50Мб


Тестовый объем 100Мб


Как видим при увеличении тестового объема на блоках 512К скорость записи падает почти вдвое, а на блоках 4К растет более чем на 20%.


Ну что же, неплохо, очень неплохо. На линейных скоростях чтения и записи почти достигнуты заявленные производителем скорости. Прошивка на картридере стоит v.0127. Очень жаль, но на официальном сайте компании нет ни одной прошивки на FCR-MLG3.

Transcend TS-RDF8K :
В картридере при покупке была установлена прошивка TS15, перед проведением тестов мы обновили ее на TS17(с поддержкой UDMA-7) с официального сайта компании.
Тестовый объем 50Мб


Тестовый объем 100Мб


Как и в случае с Kingston, мы видим сильную просадку скорости записи блоками 512К при тестовом объеме 100Мб и небольшой рост чтения/записи мелкими блоками.
После этого мы заменили в TS-RDF8K прошивку на v.0563 (с поддержкой UDMA-7). Сразу оговоримся, данная прошивка от другого USB3.0 картридера, но основанного на том же контроллере GL3220 и провели наши испытания вновь.
Тестовый объем 50Мб


Тестовый объем данных 100Мб



Мы видим, как существенно подросли последовательные скорости чтения и записи. Что же, можно констатировать тот факт, что новая прошивка однозначно быстрее, и с ней картридер от Transcend догоняет FCR-MLG3 от Kingston. В целом же оба картридера показали очень достойные результаты, и «бутылочным горлышком» уже являлись возможности нашей карты SunDisk microSDHC Extreme Pro 16Gb. На просторах интернета уже можно найти результаты и 120-140Мб/с где пользователи использовали карты Compact Flash 600x и 1000х различных производителей.
По результатам наших тестов можно определено сказать, что на сегодняшний день на рынке уже есть устройства для работы с самыми современными и скоростными типами карт памяти, которые могут в полной мере раскрыть их потенциал и вывести работу с фото, видео и иным медиаконтентом на совершенно новый качественный уровень. Да здравствует USB3.0!

Пользователи ПК оценили по достоинству действительно универсальные USB-порты своих машин. Однако высокоскоростные периферийные устройства, типа внешних жестких дисков, вполне могут превратить обеспечиваемую USB скорость передачи данных, равную 1,5 Мбайт/с (12 Мбит/с), в то узкое место, которое будет сдерживать общую производительность системы. Что же, обратитесь в таком случае к порту USB 2.0, иначе называемому Hi-Speed USB (высокоскоростной USB-порт). По заявлению разработчиков, в нем сочетаются универсальность предшественника, совместимость с нынешними USB-продуктами и скорость обмена данными, достигающая 60 Мбайт/с (480 Мбит/с). Это в 40 раз быстрее, чем позволяли аппараты с USB 1.1.

Для того чтобы выяснить, соответствуют ли реальные свойства USB 2.0 рекламным обещаниям, мы провели серию тестов. Первыми были дисководы CD-RW, которые в полной мере реализовать скоростные преимущества USB 2.0 не смогли.

Но с началом массового выпуска плат расширения и периферийных аппаратов стандарта USB 2.0 мы решили исследовать их более детально.

Хорошая новость: хотя некоторые из производителей периферийных устройств рекомендуют для каждого из своих продуктов конкретный адаптер USB 2.0, испытания, проведенные в Тестовом центре журнала PC World , продемонстрировали значительную степень совместимости между продуктами с портами Hi-Speed USB. Быстродействие, однако, не соответствует широко разрекламированным обещаниям. Максимальное ускорение переноса данных, достигнутое при обмене информацией между ПК и внешним жестким диском, свелось к увеличению в 12,6 раза. При тестировании других устройств с USB 2.0, дисковода CD-RW и сканера прирост производительности оказался существенно меньшим по причине более низкой пиковой производительности самих этих аппаратов.

И все же Hi-Speed USB - это отнюдь не пустышка. По сравнению с любыми другими модернизациями, кроме разве что установки интерфейса IEEE 1394, - это самый эффективный способ вложения денег. Пользователь получает реальный шанс реализовать дополнительные преимущества современных внешних устройств. Прогресс тем более впечатляет, если учесть, что ожидаемая стоимость платы PCI USB 2.0 вместе с соответствующим кабелем - менее 100 долл. (Здесь и далее даны цены в США. - Прим. ред. )

Тесты и их результаты

Мы проанализировали работу пяти плат PCI c портами Hi-Speed USB: USB2connect 3100LP корпорации Adaptec (49 долл.), USB 2.0 F5U220 фирмы Belkin (69 долл.), USB 2.0 U2PCI-5 компании Keyspan (59 долл.), OrangeUSB 2/0 Hi-Speed PCI производства Orange Micro (69 долл.) и, наконец, USB 2.0 5-Port PCI компании SIIG (40 долл.) Для каждой из них использовался драйвер, предоставляемый производителем.

Все пять перечисленных USB 2.0 PCI-плат тестировались со следующими устройствами: 200-долл. внешним жестким диском Personal Storage 3000LE фирмы Maxtor емкостью 40 Гбайт и скоростью вращения 5400 об/мин, 400-долл. планшетным фотосканером Perfection 2450 компании Epson и 200-долл. внешним 24X/10X/40X-дисководом CD-RW 241040UE VeloCD производства TDK.

Тест проводился на ПК IBM NetVista в следующей конфигурации: процессор Intel Pentium 4 с тактовой частотой 1,4 ГГц, оперативная память объемом 256 Мбайт, внутренний жесткий диск на 60 Гбайт и операционная система Windows XP Professional. Мы поочередно устанавливали платы на этот компьютер и тестировали их со всеми тремя периферийными устройствами перед тем, как переходить к испытанию следующей платы. Чтобы результаты были сопоставимы, тесты для USB 1.1 проводились с использованием интегрированных портов USB 1.1 того же самого ПК (см. табл. «USB 2.0 против 1.1...»)

Начнем с главного: каждая из комбинаций платы и периферийного устройства работала. Это, конечно, закономерно для продуктов, соответствующих какому бы то ни было единому стандарту. Тем не менее оказалось приятной неожиданностью, так как некоторые из производителей, рекомендуя для каждого из своих устройств с USB 2.0 совершенно конкретную плату PCI, заставляли сомневаться в совместимости различных комбинаций плат и периферии. Например, когда компания Sony прошлой осенью выпустила изящный комбинированный дисковод CD-RW/DVD-ROM (модель CRX85U/A2), то она, ссылаясь на результаты «многочисленных тестов на совместимость», советовала использовать плату производства компании Adaptec. В настоящее время, оставляя в силе прежние рекомендации, представитель Sony отмечает, однако, что их дисковод должен работать с любой платой, несущей на себе логотип Hi-Speed USB.

На упаковках всех протестированных нами PCI-адаптеров этот логотип имелся. Его наличие означает, что продукт прошел тест на совместимость, введенный поддерживающей соответствующий стандарт организацией USB Implementers Forum (USB-IF).

Второе наше наблюдение - это поразительное сходство в быстродействии плат: различие по этому параметру в большинстве тестов составило 1% или менее того. Мы приписываем этот результат в основном тому обстоятельству, что во всех платах использован один и тот же контроллер фирмы NEC.

Уже после того, как мы завершили тестирование, о котором здесь рассказано, компания Microsoft выпустила окончательную версию драйвера USB 2.0 для операционной системы Windows XP. По заявлению ее представителей, вскоре появятся драйверы для Windows 2000. А вот аналогичных планов в отношении операционных систем Windows Me и Windows 98 у нее, к сожалению, нет.

Довольно-таки шустро

Из трех периферийных устройств, которые мы протестировали, наибольший прирост скорости передачи данных показал внешний жесткий диск компании Maxtor. Среднее время, потребовавшееся пяти платам на завершение копирования файлов на этот диск, составило 58 с - в 12,6 раза быстрее, чем 12 мин 13 с, затраченные при использовании порта USB 1.1. Средний показатель для пяти адаптеров в тесте на работу с Photoshop составил 4 мин 24 с - в 8,5 раза быстрее, чем 37 мин 19 с для порта USB 1.1. Но при всем этом простенький анализ показал, что внутренний жесткий диск со скоростью вращения 5400 об/мин и стандартной шиной UDMA/100 работает значительно быстрее протестированного внешнего с портом USB 2.0.

Однако обвинять диск компании Maxtor не стоит: он-то как раз способен на устойчивую передачу данных со скоростью до 46,7 Мбайт/с (около 374 Мбит/с). Это медленнее, чем теоретический максимум, достижимый Hi-Speed USB, но все же много быстрее, чем фактически показанная им скорость в 11,2 Мбайт/с (90 Мбит/с). Чтобы выяснить причину замедления, мы обратились к Джейсону Зиллеру, президенту USB-IF и менеджеру по техническим инициативам компании Intel. По его словам, по меньшей мере от 10 до 15% всей заявленной скорости в 60 Мбайт/с (480 Мбит/с) уходит на протокольные (служебные) данные, т. е. на поддержание коммуникационного протокола между платой и периферийным устройством. Кроме того, считает Д. Зиллер, за более низкие, чем ожидалось, показатели, несут ответственность ОС и контроллер, пока еще не вполне оптимизированные для обеспечения максимального быстродействия. По мере того как производители соответствующих микросхем и создатели драйверов будут отлаживать свою продукцию, реальная производительность USB 2.0 возрастет.

Сканеры и дисководы CD-RW

Наши тесты с использованием внешнего дисковода CD-RW компании TDK также выявили значительное приращение быстродействия, обеспечиваемое Hi-Speed USB, хотя ограничения, присущие даже очень быстрому накопителю CD-RW, не позволяют получить прирост производительности, подобный тому, который показал жесткий диск. В тесте на извлечение цифровых аудиоданных наши пять плат Hi-Speed USB завершили задачу со средним результатом в 98 с, что означало четырехкратное ускорение по сравнению с 6 мин 32 с для порта USB 1.1. В тесте с записью на CD-R интерфейс Hi-Speed USB дал пятикратное приращение быстродействия: скорость передачи составила около 2,7 Мбайт/с (21 Мбит/с). Заявленная для дисковода производительность, 24X, теоретически должна быть в состоянии обеспечить максимальную скорость передачи данных, равную 3,6 Мбайт/с (28,8 Мбит/с), а для чтения - 40X, т. е. 6 Мбайт/с (48 Мбит/с).

Результаты, полученные при тестировании CD-RW, оказались сопоставимы с показателями внутренних дисководов, исследованных нами ранее. Это означает, что с портом USB 2.0 пользователю уже не приходится приносить быстродействие в жертву удобству применения внешнего аппарата.

В случае сканера ограничения на скорость передачи данных еще более заметны. Сканер фирмы Epson в нашем тесте на передачу изображения с разрешением 300 т/д работал с портом USB 2.0 в 1,7 раза быстрее, чем с портом USB 1.1, а при разрешении 1600 т/д приращение скорости было двукратным. По словам инженеров фирмы Epson, это соответствует их ожиданиям, поскольку буферы памяти большинства сканеров попросту слишком малы для того, чтобы в полной мере реализовать преимущества Hi-Speed USB. Но даже с учетом этого сканирование изображения высокого разрешения было завершено через Hi-Speed USB всего лишь за 6 мин 44 с - почти на 7 мин быстрее, чем при использовании USB 1.1. Эта разница может оказаться действительно существенной, если приходится часто и много сканировать.

Вполне может статься, что скоро каждый ПК будет укомплектован Hi-Speed USB. В январе 2002 г. фирма Gateway стала первым крупным поставщиком ПК, предлагающим системы с Hi-Speed USB на системной плате. Джейсон Зиллер из USB-IF ожидает, что другие производители компьютерных систем последуют этому примеру уже в ближайшие месяцы.

Готовьтесь к повсеместному распространению

Но настоящий прирост производительности пользователи ощутят только тогда, когда добавлять в свои продукты оборудование для USB 2.0 станут производители наборов микросхем. Зиллер говорит, что компания Intel запустит в производство новый набор микросхем со встроенным Hi-Speed USB предстоящим летом, а фирмы Silicon Integrated Systems и Via Technologies намерены добавить Hi-Speed USB к линейкам своей продукции в течение ближайших месяцев.

А пока что, если вы намереваетесь приобретать новый сканер, внешний дисковод CD-RW, внешний жесткий диск или любое другое периферийное устройство, которое способно хотя бы частично использовать более высокую скорость передачи данных, обеспечиваемую USB 2.0, мы рекомендуем оснастить компьютер платой расширения. В конце концов, любая модернизация, которая позволяет безболезненно увеличить быстродействие ПК в два-пять раз (или даже больше) и обходится при этом менее чем в 100 долл., заслуживает внимания.