Скорость копирования usb 3 0. Как ускорить USB порт, какие причины скрываются за низкой скоростью их работы

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 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.

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.

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!

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:

1. Заходим в диспетчер устройств – клавиши Win+X и выбор соответствующего пункта;
2. Открываем вкладку «Контроллеры USB» ;
3. На нужном устройстве нажимаем дважды, а потом идем на вкладку «Драйвер », где жмем «Удалить» .
4. 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.

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.