Флэш-брелоки с USB 3.0: тесты Super Talent USB 3.0 RAIDDrive – THG.RU

Имеет ли смысл USB 3.0 для флэш-брелоков?

В нашу жизнь медленно, но верно проникает новый интерфейс USB 3.0: всё больше материнских плат содержат дополнительный контроллер для поддержки скоростного интерфейса. Производители накопителей тоже подтягиваются, новые продукты появляются почти каждую неделю. Мы решили рассмотреть, какое влияние новый интерфейс USB 3.0 способен оказать на привычные флэш-брелоки. Для этого мы сравнили интерфейс USB 3.0 с USB 2.0 и eSATA.

Нажмите на картинку для увеличения.

480 Мбит/с не хватает?

Теоретическая пропускная способность интерфейса USB 2.0 составляет 480 Мбит/с, что даёт скорость 60 Мбайт/с. На практике же устройства USB 2.0 “выжимают” около 35 Мбайт/с, и, в зависимости от размера файла, выбранного раздела и формата, вы можете получить ещё меньше.

Производительности USB 2.0 достаточно для использования накопителей время от времени, или если копирование может подождать. Но всё же интерфейс уже давно стал “узким местом” для пользователей, которые не любят ожиданий: подумайте о больших объёмах информации или о необходимости скопировать всё в последний момент. Таких сценариев встречается немало: если ждать приходится больше нескольких минут, то производительность вряд ли можно назвать достаточной.

Спасительный интерфейс USB 3.0

Интерфейс USB 3.0 даёт почти в десять раз большую пропускную способность по сравнению с USB 2.0, обеспечивая теоретическую скорость 5 Гбит/с. Мы уже опубликовали отдельную статью, посвящённую SuperSpeed USB 3.0, ещё летом 2009, рассмотрели возможные ограничения производительности на некоторых платформах в марте 2010, а также опубликовали обзор оснасток USB 3.0 совсем недавно.

Сегодня настало время оценить, что интерфейс USB 3.0 способен сделать для флэш-брелоков. Чтобы охват был как можно больше, мы рассмотрим не только производительность USB 3.0 и USB 2.0, но и добавим два продукта с поддержкой eSATA – теоретическая пропускная способность до 3 Гбит/с может дать нам серьёзного конкурента USB 3.0.

Базовая информация о USB 3.0

Стандарт USB 3.0 также называют SuperSpeed USB. Это было необходимо, поскольку стандарт USB 2.0 продвигался несколько лет назад как High-Speed USB. Ниже представлена обзорная таблица пропускной способности всех популярных интерфейсов.

(*) – используется схема кодирования 8b/10b.

Разъёмы интерфейсов USB 1.1 и USB 2.0 идентичны, но для USB 3.0 требуются уже девять проводов, а не четыре. Пять дополнительных проводов необходимы для передачи по экранированным дифференциальным парам SDP (shielded differential pair). В целом же, USB 3.0 сейчас работает очень похоже на SATA, обеспечивая потоки в двух направлениях (от устройства и к устройству).

К счастью, стандарт USB 3.0 обратно совместим с USB 2.0, и пять дополнительных контактов упрятаны глубоко в разъём. Но если вы подключите вилку USB 3.0 в порт USB 3.0, то сможете получить полную скорость 5 Гбит/с. Вставив вилку не до конца, или вставив вилку устройства USB 2.0, вы получите скорость 480 Мбит/с стандарта USB 2.0. USB 3.0 также поддерживает ток 900 мА на порт вместо 500 мА у USB 2.0 – это прекрасное решение для портативных накопителей, которым требуется для работы чуть больше энергии. В случае же USB 2.0, некоторые устройства могли работать только со специальными Y-кабелями, когда энергия забиралась с двух портов USB 2.0.

Устройства USB 3.0

На ум сразу же приходит самое очевидное: больше всего от USB 3.0 выиграют портативные и внешние накопители, такие как жёсткие диски или флэш-брелоки. Все они сразу же получат преимущества от интерфейса USB 3.0, поскольку старое “узкое место” около 35 Мбайт/с исчезнет. Сегодня даже “бюджетные” жёсткие диски обеспечивают скорость 50 Мбайт/с, 2,5″ мобильные накопители достигли 100 Мбайт/с, а настольные 3,5″ винчестеры обеспечивают от 100 до 150 Мбайт/с. Вполне очевидно, что USB 3.0 позволит использовать все традиционные жёсткие диски без “узких мест” по пропускной способности. Скоростные накопители USB 3.0 также должны быть весьма полезны для мобильных установок операционной системы, например, если требуется запустить ОС с флэш-брелока для обслуживания клиентского ПК.

Silicon Power eSATA/USB SSD (eSATA, USB 2.0 – 32GB)

Нажмите на картинку для увеличения.

Флэш-брелоки с комбинированным интерфейсом eSATA/USB поступили в нашу тестовую лабораторию ещё в 2009 году, и это были одни из первых продуктов, серьёзно усиливающих пропускную способность флэш-брелоков. Данная 32-Гбайт модель использует четырёхканальную флэш-память, что даёт пропускную способность чтения до 65 Мбайт/с, а записи – до 42 Мбайт/с.

В брелок встроена вилка eSATA, но вы также можете использовать кабель Micro USB, чтобы подключить брелок к системе через него. Но тогда пропускная способность будет ограничена намного меньше 30 Мбайт/с – даже ниже того уровня, который можно ожидать от современного брелока USB 2.0. В любом случае, eSATA будет лучшим выбором, особенно если вы готовы потратить на скоростной флэш-брелок чуть больше.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

OCZ Throttle (eSATA, USB 2.0 – 8GB)

Нажмите на картинку для увеличения.

8-Гбайт OCZ Throttle – брелок, очень близкий к модели Silicon Power, которую мы описали чуть выше. Однако OCZ с интерфейсом USB 2.0 работает быстрее (если он вам нужен), а также обеспечивает более высокую производительность ввода/вывода. Брелок исчез с сайта OCZ, что может говорить об окончании его жизненного цикла. Скорее всего, OCZ вскоре представит модель с интерфейсом USB 3.0.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Super Talent USB 3.0 RAIDDrive (USB 3.0 – 64GB)

Нажмите на картинку для увеличения.

Перед нами один из первых флэш-брелоков с интерфейсом USB 3.0, которые мы получили в нашу тестовую лабораторию. Super Talent предлагает RAIDDrive, который мы и протестировали, модель со встроенным шифрованием SuperCrypt и Express Drive – все они используют новый интерфейс USB 3.0. Флэш-брелоки RAIDDrive доступны с ёмкостями 32, 64 или 128 Гбайт, но будьте готовы отдать не меньше $250 за всего 32-Гбайт модель. 128-Гбайт топовый флэш-брелок стоит в два раза дороже.

Впрочем, зато вы получите немало. Как можно догадаться по названию, брелок построен на основе внутреннего RAID-массива из двух каналов флэш-памяти, чтобы поднять пропускную способность при подключении USB 3.0. Super Talent опубликовала документацию с ожидаемой производительностью, где рассмотрены ёмкости и требования по производительности. Компания обещает больше 300 Мбайт/с, но не всё так просто.

Чтобы увидеть подобную скорость, вам потребуется 128-Гбайт топовая модель. Брелоки на 64 и 32 Гбайт дают меньшую производительность. Кроме того, подобную скорость нельзя получить, просто подключив брелок к порту USB 3.0. В таких случаях вы получите те же самые результаты, которые приведены в нашей статье – до 178 Мбайт/с на платформе X58 с дополнительным контроллером NEC USB 3.0, подключённым через PCI Express, который мы используем для тестирования периферии USB 3.0.

Super Talent требует установки драйвера, если вы хотите раскрыть потенциал RAIDDrive полностью.

Super Talent пошла на шаг дальше, требуя установки модифицированного драйвера, который заменяет драйвер накопителей Microsoft при подключении RAIDDrive. Это первый и самый важный шаг для получения высокой производительности, но есть “подводный камень”: пропускная способность драйвера очень сильно зависит от производительности CPU. На нашей эталонной тестовой системе Core i7-920 мы не смогли получить уровень 300 Мбайт/с, поскольку CPU оказался слишком медленным. Super Talent даже рекомендует выполнять разгон в качестве возможного средства повышения производительности RAIDDrive.

Мы не смогли провести тесты с драйвером Super Talent на нашей эталонной системе с ОС Windows 7 Ultimate, поскольку система отказалась загружаться после установки драйвера. Нам ничего не оставалось делать, кроме как откатить систему до предыдущей точки восстановления. Мы провели отдельный тест на другой платформе Core i7-870, который дал нам максимальную пропускную способность 220 Мбайт/с, но мы так и не решили проблемы на основной тестовой системе: определение драйверов plug & play устанавливало драйвер Microsoft по умолчанию, после чего система не выживала после перезагрузки.

Впрочем, даже без драйвера RAIDDrive всё равно обеспечивает производительность намного больше, чем у всех обычных флэш-брелоков USB 2.0 и eSATA, так что драйвер не так и важен – конкуренции на рынке мало, да мы не думаем, что ваша система сможет выдержать постоянную скорость записи 170 Мбайт/с, чтобы принимать данные с RAIDDrive. Если же оценивать производительность записи, то мы получаем от 2x до 4x прироста по сравнению с брелоками USB 2.0. RAIDDrive нагревается, что было заметно во время работы: брелок не следует накрывать, поскольку температура корпуса достигает 55°C после интенсивной нагрузки.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Контроллер USB 3.0: Gigabyte GA-USB3.0

Нажмите на картинку для увеличения.

На рынке присутствует не так много контроллеров USB 3.0. Доминирующим продуктом является NEC 720200, при этом он устанавливается как дополнительный контроллер на материнских платах класса энтузиастов или продаётся в виде карты расширения – как, например, в случае нашей Gigabyte GA-USB3.0. Перед нами решение x1 PCI Express 2.0, при этом мы получаем достаточно пропускной способности на системах, поддерживающих стандарт PCI Express 2.0. Помните, что все платформы Intel по-прежнему ограничены стандартом PCI Express 1.1 для всех неграфических портов PCIe. Это также ограничивает пропускную способность до 250 Мбайт/с в каждом направлении.

Чип NEC считается дорогим, поскольку стоит он около $6. Asmedia, VIA и Texas Instruments уже почти финализировали свои продукты – это положительно скажется на скорейшем принятии стандарта USB 3.0 на рынке. Хотя цена $29 карты GA-USB3.0 не такая и высокая для конечных пользователей, шесть долларов ложатся тяжким бременем на производителей материнских плат в случае установки интегрированного на плату контроллера.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

Время доступа и производительность ввода/вывода

Накопители eSATA показывают наименьшее время доступа на чтение, хотя результаты от 0,15 до 0,54 мс достаточно малы, чтобы не принимать разницу во внимание.

Время доступа на запись оказалось намного больше у брелоков eSATA и USB 2.0, но в случае USB 3.0 мы получили весьма приличные результаты.

RAIDDrive неплохо показал себя в нашем тесте сценария файлового сервера. Традиционные 3,5″ жёсткие диски обеспечивают меньше 200 операций ввода/вывода в секунду. Быстрые SSD-накопители могут давать производительность в несколько раз больше, чем RAIDDrive.

Пропускная способность

Плохая новость заключается в том, что драйвер Super Talent не захотел работать на нашей эталонной тестовой системе. Но есть и хорошая новость – накопитель и без драйвера даёт великолепные результаты, даже минимальная поддерживаемая пропускная способность очень близка к максимуму 177,8 Мбайт/с – это наглядно говорит о том, что накопитель поддерживать производительность на постоянном уровне. Накопители eSATA работают намного медленнее – около 80 Мбайт/с, а результаты флэш-брелоков USB 2.0 совсем не впечатляют. Впрочем, Super Talent RAIDDrive даже при подключении USB 2.0 дал весьма высокий результат больше 36 Мбайт/с.

Пропускная способность записи обычно оказывается существенно меньше у флэш-накопителей, так и произошло в случае RAIDDrive: мы получили почти 90 Мбайт/с максимум и 50,4 Мбайт/с минимум. Впрочем, именно столько другие накопители достигают в лучшем случае, и большинство решений eSATA или USB 2.0 ограничены уровнем меньше 30 Мбайт/с.

Если мы сравним минимальную пропускную способность, то USB 3.0 RAIDDrive даёт, по крайней мере, в 2,5x большую пропускную способность, чем другие модели USB 2.0 или eSATA. Возможно, это и будет самым важным параметром, если вы часто записываете на брелок большие объёмы информации.

Перед нами относительно новый сценарий нагрузки, соответствующий одновременным операциям чтения и записи с флэш-брелоком. В сценарии мы последовательно считываем и записываем блоки по 1 Мбайт и 512 кбайт (66% чтения/33% записи) при 50% распределении чтения/записи.

Сочетание операций чтения и записи привело к комбинированной пропускной способности 38 Мбайт/с у накопителя RAIDDrive с интерфейсом USB 3.0, да и менее половины от этого уровня у других накопителей eSATA. Интерфейс USB 2.0 дал ещё меньшую производительность у всех накопителей.

Заключение

Тот факт, что накопитель Super Talent USB 3.0 RAIDDrive обеспечивает действительно высокую производительность, был вполне ожидаем. Если сравнивать 5,0 Гбит/с у USB 3.0 с 480 Мбит/с у USB 2.0, то мы получим 10x рост пропускной способности. Поэтому вполне разумно ожидать, что эффективная пропускная способность 35 Мбайт/с в случае USB 2.0 должна при переходе на USB 3.0 вырасти в десять раз – до уровня около 350 Мбайт/с. Впрочем, этим, наверное, смогут похвастаться только будущие продукты.

Драйвер для Super Talent

Мы не получили такие результаты, хотя Super Talent утверждает, что топовая 128-Гбайт модель RAIDDrive может превзойти уровень 300 Мбайт/с. 64-Гбайт накопитель, который мы тестировали, работает не так быстро, но, что более важно, для достижения уровня пропускной способности выше 200 Мбайт/с требуется специальный драйвер, заменяющий драйвер Microsoft для накопителей. К сожалению, этот драйвер не заработал должным образом на нашей тестовой системе, что заставило проводить тесты без него. Впрочем, это можно считать не такой серьёзной проблемой по двум причинам. Во-первых, некоторые пользователи вряд ли вообще будут связываться с установкой драйвера. Во-вторых, уровень производительности, который мы получили без драйвера, уже требует существенно апгрейда вашей системы и платформы, если вы хотите использовать его в полной мере.

Требуется производительный CPU

Есть также ещё один момент: для достижения максимальной пропускной способности ваша система должна быть быстрой – и даже очень быстрой. Фактически, производительность CPU оказывает существенное влияние на высокопроизводительные накопители, что мы уже подчёркивали в статье “Влияние технологий энергосбережения на производительность SSD“. В данной статье мы обнаружили снижение пропускной способности после того, как мы включали технологии энергосбережения процессора. Схожий эффект мог замедлить производительность брелока Super Talent USB 3.0 на нашей тестовой платформе, поскольку мы получили 178 Мбайт/с. Но и такой уровень производительности можно назвать очень и очень приличным.

“Родная” поддержка USB 3.0 себя оправдывает

RAIDDrive – один из первых флэш-брелоков USB 3.0, которые будут появляться на рынке во всё больших количествах. Его производительность впечатляет независимо от того, может он достичь обещанные 300 Мбайт/с или нет. Даже при уровне почти 180 Мбайт/с для чтения и 90 Мбайт/с для записи накопитель RAIDDrive требует скоростных жёстких дисков в вашей системе, чтобы они соответствовали подобной скорости. Жёсткие диски обычно дают от 60 до 150 Мбайт/с, а сетевые подключения ограничены производительностью Gigabit Ethernet (около 100 Мбайт/с). В любом случае, RAIDDrive USB 3.0 или схожие продукты утраивают производительность записи, а также дают не менее чем пятикратный прирост по чтению по сравнению с накопителями USB 2.0.