Главная » Ответы IT » Что означает usb 2.0. В чем разница между USB2.0 и USB3.0. USB и его версии

Что означает usb 2.0. В чем разница между USB2.0 и USB3.0. USB и его версии

Хотя интерфейс USB 3.0 становится все популярнее, похвастать наличием соответствующего контроллера могут не все даже современные материнские платы (а собственно со стороны чипсетов поддержка ожидается только в будущем - к счастью, уже недалеком). Что уж говорить о многочисленных системах, собранных на базе комплектующих прошлых лет - там безраздельно правит старый добрый USB 2.0.

Конечно, свежий стандарт со временем вытеснит заслуженного ветерана индустрии (шутка ли - доброе десятилетие в строю, старейшими аксакалами из общераспространенных интерфейсов являются разве что шина PCI и разъемы PS/2, да и те уже не всегда можно найти на современных матплатах!). Но стоит ли бежать впереди паровоза, заранее заготавливая периферию под новый стандарт? Насколько хороша заявленная совместимость между устройствами и контроллерами USB 2.0 и USB 3.0? Есть ли разница в быстродействии между накопителями USB 2.0 и USB 3.0 при работе с устаревающей версией USB?

Для ответа на эти вопросы мы взяли два доступных нам USB-накопителя под интерфейс USB 3.0 и пару флэшек под USB 2.0. Базой для сравнения выступила материнская плата Gigabyte GA-Z68X-UD3P-B3, предлагающая пользователю как порты USB 2.0 чипсета Intel Z68, так и контроллер USB 3.0 производства EtronTech.

Участники тестирования

Четверка накопителей была подобрана достаточно просто. Мы использовали оба оказавшихся у нас брелка с интерфейсом USB 3.0 от двух разных «королевских» контор: Kingston и Kingmax. Для пущей наглядности мы взяли еще пару накопителей USB 2.0 с двух противолежащих полюсов рынка: дешевую и медленную флэшку ADATA массового сегмента и дорогой, быстрый и защищенный от любых неприятностей внешней среды накопитель Corsair Survivor GTR.

Посвятим теперь пару слов каждому из участвовавших в сравнении накопителей, тем более, что алфавитный порядок идеально расставляет нашу четверку по заявленному производителями быстродействию.

ADATA C905

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 2.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 30 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 8 МБ/с
Габариты: 18,7 х 10,7 х 61,8 мм
Вес: 13 г

Самая обыкновенная недорогая флэшка (около 1400 рублей за 32 Гбайта), выделяющаяся на фоне большинства аналогов разве что симпатичным матовым алюминиевым корпусом.

В использовании накопитель достаточно удобен (компактные размеры, хорошо фиксирующийся колпачок, минимальный нагрев при использовании), но даже заявленные производителем характеристики (до которых на практике он несколько не дотягивает) не позволяют надеяться на скоростные рекорды и заранее настраивают владельца на тренировку терпения.

Corsair Survivor GTR

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 2.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 34 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 28 МБ/с
Габариты: 22 х 22 х 113 мм
Вес: 54 г

Второй из тестируемых накопителей может похвастаться практически абсолютной защитой от воздействий внешней среды. Футляр из прочного алюминиевого сплава с резьбовыми соединениями и резиновыми прокладками способен защитить флэшку и от ударов с ускорением до 1500 g, и от погружения в воду на глубину до 200 метров, и от вибрации.

Показатели скорости впечатляют не меньше (по крайней мере, на фоне большинства накопителей с интерфейсом USB 2.0), а нагрев при работе минимален. Настоящий хай-энд, но и по соответствующей цене, ощутимо превосходящей стоимость большинства известных нам накопителей аналогичного объема - даже моделей с поддержкой USB 3.0.

Габариты накопителя очень велики: он самый длинный в нашем квартете, а диаметр защитного футляра успешно соревнуется с сечением весьма упитанной модели Kingston под USB 3.0.

Kingmax ED-01

Объем: 64 ГБ
Интерфейс: USB 3.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 66 МБ/с
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 41 МБ/с
Габариты: 20 х 9 х 74,5 мм
Вес: 10,5 г

Этот накопитель отличается вполне подходящими для ношения в кармане размерами, чем могут похвастаться не все флэшки, рассчитанные на работу с USB 3.0: обычная, средних размеров прямоугольная флэшка, выполненная из чёрного пластика. Серебристые детали - тот же пластик, но с металлизированным покрытием. Нагрев при работе невелик и не вызывает опасений по поводу живучести устройства при активном использовании. Защитный колпачок надевается на задний торец флэшки весьма оригинальным способом: для этого его надо развернуть на 180 градусов.

Объем: 32 ГБ
Интерфейс: USB 3.0
Заявленная производителем скорость последовательного чтения: 80/30 МБ/с (USB 3.0/USB 2.0)
Заявленная производителем скорость последовательной записи: 60/30 МБ/с (USB 3.0/USB 2.0)
Габариты: 22,2 х 16,1 х 73,7 мм
Вес: 25 г

Массивный накопитель в очень толстом корпусе с алюминиевыми вставками и синим светодиодом активности. По габаритам в нашей четверке с ним можно сравнить лишь Corsair Survivor GTR, но, в отличие от последнего, накопитель Kingston не может похвастаться экстремальными параметрами защищенности.

В ходе тестов был отмечен очень сильный нагрев накопителя при работе: после использования корпус нагревается настолько, что держать его в руках некомфортно - температура явно приближается к 50 °C, что не может не внушать опасений за срок жизни устройства.

Комплектацию этого накопителя выделяет наличие специального кабеля для улучшенного питания устройства при подключении к разъемам USB 2.0, которые по стандарту обеспечивают меньшую силу тока, чем USB 3.0 (500 мА против 900 мА). К одному разъему подключается накопитель, а два других подключаются к разъемам USB компьютера, причем один из подключаемых к разъемам USB проводов заметно тоньше другого и служит только для энергоснабжения. Правда, нам пользы от этого кабеля обнаружить не удалось: питания и от одного порта USB 2.0 на нашей системе хватало для нормальной работы накопителя, разницы в быстродействии или нагреве корпуса при использовании этого кабеля по сравнению с прямым подключением в один порт выявлено также не было.

Методика тестирования

В качестве тестового стенда использовалась следующая конфигурация:

Процессор Intel "Core i3-2100" (3,10 ГГц, 2x256 КБ + 3 МБ) ;
Мат. плата Socket1155 GIGABYTE GA-Z68X-UD3P-B3 (Intel Z68) ;
Жёсткий диск 3ТБ Western Digital Caviar Green WD30EZRS 5900 об/мин (SATA) ;
Один модуль памяти 1 ГБ DDR3 SDRAM SEC M378B2873GB0-CH9 (PC10600, 1333МГц, CL9) ;
Видеокарта HIS HD 3870 IceQ3 Turbo H387Q512NP (Radeon HD 3870) ;
Блок питания Seasonic M12D SS-850EM (850 Вт) ;
Операционная система Microsoft Windows 7 Ultimate 64-bit SP1.

Тестирование осуществлялось с установленными драйверами от производителей комплектующих, актуальными на июль 2011 года. Накопители размечались под файловую систему NTFS с размером кластера по умолчанию.

Все накопители подключались к портам контроллера USB 2.0 чипсета Intel Z68 и дополнительного интегрированного в материнскую плату контроллера USB 3.0 EtronTech EJ168A.

Для тестирования быстродействия использовалась следующие утилиты:

FC-Test 1.0 b13
CrystalDiskMark 3.0.1

Для FC-Test мы использовали шаблоны, соответствующие трем различным типовым способам применения флэш-накопителей:

Запись и чтение крупных файлов (один файл объемом 900 Мб), что характерно для крупных видеофайлов, дистрибутивов крупных программных пакетов и т.п. На графиках данный тест обозначен как «Крупный файл»;
Запись и чтение файлов умеренного объема (набор файлов размером по 2-12 Мбайт и общим объемом около 1 Гбайт), что можно сравнить с копированием фотографий или музыки в формате mp3. На графиках данный тест обозначен как «mp3»;
Запись и чтение файлов уже установленного программного пакета (шаблон снят с папки с установленным Microsoft Office 2007). Хотя такой способ применения не слишком характерен для флэш-накопителей, но именно он наиболее сложен для них в силу наличия большого количества мелких файлов. На графиках данный тест обозначен как «Программы».

Утилита CrystalDiskMark была задействована в первую очередь для обеспечения читателям возможности сравнить свои результаты с нашими, если возникнет такое желание. В этой программе нами применялся пятикратный прогон всех тестов при объеме тестовых данных 1000 Мбайт.

Результаты тестирования

Начнем с результатов, полученных в CrystalDisk Mark. Для каждого накопителя первый скриншот с данными измерений относится к подключению по интерфейсу USB 2.0, второй - к подключению по интерфейсу USB 3.0.

ADATA C905

Как нетрудно заметить, при подключении к контроллеру USB 3.0 у старой и довольно неторопливой флэшки USB 2.0 несколько повышается скорость чтения (в среднем примерно на 10 %), скорость записи при этом остается примерно на прежнем уровне (где-то чуть выше, где-то немного ниже). Тем не менее, даже такой результат оказался неожиданным: мы полагали, что интерфейс USB 2.0 отлажен уже настолько, что какой-либо разницы между контроллерами быть не должно.

Corsair Survivor GTR

Для быстрой (по меркам USB 2.0) флэшки Corsair прирост быстродействия от перехода на контроллер USB 3.0 виден невооруженным глазом: около 20 % прибавки в скорости последовательного чтения и чтения фрагментов по 512 Кбайт. Мелкие же файлы читаются почти вдвое быстрее! Но, как и в случае с накопителем ADATA, результаты записи данных отличаются незначительно: сколь-нибудь ощутимый прирост наблюдается лишь при последовательной записи, которая идет примерно на 10 % быстрее, чем при работе с контроллером Intel USB 2.0.

Kingmax ED-01

Поскольку эта модель изначально создана для работы с интерфейсом USB 3.0, не вызывает удивления резкий прирост скорости чтения при переходе на родной для неё режим. Но очевидны проблемы накопителя с записью данных: родной режим оказывается быстрее «наследного» лишь при последовательной записи, а для блоков данных по 512 Кбайт в режиме USB 3.0 наблюдается откровенный провал даже в сравнении с совсем невыдающимися результатами этого теста при работе с контроллером USB 2.0.

Kingston DataTraveler Ultimate 3.0

Второй накопитель стандарта USB 3.0 в нашем тестировании оказался более медленным по скорости чтения при работе с контроллером USB 2.0, чем его рассмотренный выше собрат. Но при подключении к порту USB 3.0 он обошел своего конкурента, а по скорости записи, особенно мелких файлов, оставил далеко позади всех соперников по тестированию.

Теперь перейдем к результатам FC-test. Для каждого из тестов мы составили по две таблицы (на чтение и на запись) с результатами всех накопителей под управлением как контроллера USB 2.0, так и USB 3.0.

Как нетрудно заметить, чтение единичного файла объемом 900 Мбайт при подключении накопителей к разъему USB 2.0 демонстрирует практически полный паритет устройств - несколько отстает от остальных лишь заведомый аутсайдер, флэшка ADATA, но даже ее результат нельзя назвать разгромным поражением.

Подключение к контроллеру EtronTech приносит увеличение скорости для всех накопителей, но в сильно отличающихся пропорциях. Прирост быстродействия накопителя ADATA чисто символический, несколько больше (но тоже не слишком много) прибавляет модель под USB 2.0 от Corsair, а оба накопителя с интерфейсом USB 3.0, оказавшись в родной стихии, приблизительно удваивают свои результаты.

При записи аналогичного файла даже посредством контроллера USB 2.0 результаты уже далеки от плотной группы, наблюдавшейся на чтении. В тройке лидеров несколько отстает накопитель Kingston, а бюджетная ADATA проигрывает более быстрым соперникам уже в разы.

При переходе на контроллер USB 3.0 картина снова меняется: безоговорочным лидером становится накопитель Kingston. Второе место ожидаемо занимает второй накопитель с новым интерфейсом, но его отставание от лидера практически полуторакратное. За ней (и тоже с почти полуторакратым отставанием) следует быстрая флэшка USB 2.0 Corsair, а ADATA безнадежно отстала от всех соперников.

На средних по размеру файлах шаблона mp3 ситуация с чтением данных посредством контроллера USB 2.0 практически аналогична наблюдаемой в первом тесте - разве что чуть увеличился разброс между местами. Опять же слегка отстал от Corsair и Kingmax накопитель Kingston, опять позади всех (но не с критическим отрывом) ADATA.

С переходом же на контроллер USB 3.0 сходство с предыдущим тестом становится практически абсолютным.

Но на записи картина меняется весьма существенно.

В первую очередь бросается в глаза полный и абсолютный провал накопителя Kingmax во взаимодействии с обеими версиями интерфейса USB. При работе с контроллером USB 2.0 он умудрился отстать даже от дешевой флэшки ADATA, а переход на «родную» третью версию USB позволил лишь догнать ее. Отставание же этой пары от накопителей Corsair и Kingston оказалось просто безнадежным.

Во вторую очередь можно отметить отличные результаты USB 2.0 накопителя Corsair и просто превосходные показатели быстродействия модели Kingston в режиме USB 3.0.

В тесте на чтение шаблона папки с установленным пакетом Microsoft Office 2007, где присутствует масса мелких файлов при некотором количестве более крупных (всего 3384 файла на 450 Мб объема), в режиме USB 2.0 второй за тест «гол престижа» забила флэшка ADATA. На сей раз она сумела обойти накопитель Kingston, который не слишком шустро читает в режиме USB 2.0. Впереди с практически равными показателями в этом режиме идут накопители Corsair и Kingmax.

При работе с контроллером USB 3.0 накопитель Kingmax остается лидером в чтении, но на второе место по скорости выходит Kingston, обгоняя модель Corsair, неспособную воспользоваться преимуществами более нового интерфейса, хотя и заметно прибавляющую в скорости при работе с контроллером EtronTech..

Запись большого количества мелких файлов традиционно является наиболее сложным испытанием для флэш-памяти. В этом тесте пары победителей и аутсайтеров обозначились совершенно четко. В хвосте плетутся модели ADATA и Kingmax, не дотянувшие и до 1 МБ/с средней скорости записи. В лидерах (уже ожидаемо по прежним результатам на запись) оказались модели Kingston и Corsair, причем даже в режиме USB 2.0 накопитель Kingston почти вдвое опережает соперника, а с переходом на USB 3.0 его преимущество возрастает почти до пятикратного.

Подведение итогов

Как мы выяснили, совместимость между контроллерами и устройствами USB 2.0 и USB 3.0 обеспечивается действительно отличная. В большинстве случаев накопители USB 3.0 при подключении к USB 2.0 показывают лучшие результаты производительности, нежели специально созданные для использования с USB 2.0 устройства (к неприятным исключениям можно отнести накопитель Kingmax, провалившийся на записи средних и мелких файлов - но и с контроллером USB 3.0 его результаты не лучше). Более того: даже накопители, созданные под интерфейс USB 2.0, при подключении к порту USB 3.0 зачастую прибавляют в производительности (что было особенно заметно на примере «быстрого» накопителя Corsair). Прекрасный результат для контроллера EtronTech даже без учета того, что работа с USB 2.0 не является для него приоритетной, а контроллеры USB производства Intel всегда имели репутацию достаточно быстрых.

Что же касается работы накопителей USB 3.0 с контроллером USB 2.0, то параметры чтения обеих рассмотренных моделей со свежим интерфейсом оказались в целом на уровне одного из быстрейших накопителей USB 2.0 - Corsair Survivor GTR. Правда, стоит отметить, что Kingston DataTraveler Ultimate 3.0 несколько уступил своим соперникам, наиболее заметно отстав на чтении мелких файлов.

По записи же расклад оказался иным: не блеснувший на чтении через USB 2.0 накопитель Kingston оказался вне конкуренции при записи мелких файлов, вдвое обогнав здесь Corsair Survivor GTR, который уверенно занял второе место. Накопитель Kingmax ED-01, показавший отличные результаты на чтении с «наследного» интерфейса, достойно выступил лишь на записи крупных файлов, по остальным параметрам безнадежно уступив накопителям Kingston и Corsair (а на средних по размеру файлах шаблона mp3 его обогнала даже скромная флэшка ADATA).

Если же рассматривать работу накопителей Kingmax и Kingston в «естественных условиях», т.е. при подключении к контроллеру USB 3.0, то по скорости чтения крупных и средних файлов впереди Kingston, но мелкие файлы Kingmax читает несколько быстрее. По записи же Kingston просто вне досягаемости своего сегодняшнего соперника: даже при работе с единичным крупным файлом его преимущество приближается к 50%, а на мелких и средних файлах отрыв по скорости измеряется уже десятками раз!

В целом Kingston DataTraveler Ultimate 3.0 показывает превосходные результаты при записи файлов любого объема, что можно уверенно назвать его главным достоинством. К недостаткам же (помимо отмеченных еще при первом знакомстве неприличного нагрева при работе и нескромных габаритов) можно отнести лишь относительно невысокую скорость чтения файлов (особенно мелких) при работе через USB 2.0, а также потенциальные проблемы с необходимостью дополнительного питания при подключении к портам USB 2.0. Таскать с собой помимо немаленькой флэшки еще и кабель-разветвитель явно относится к числу удовольствий уровнем ниже среднего.

Впрочем, уже доступно второе поколение накопителей этой линейки - DataTraveler Ultimate 3.0 G2 - для представителей которой не требуется дополнительное питание при подключении к USB 2.0, а заявленные скоростные характеристики впечатляют еще более: до 100 Мб/с на чтение и до 70 Мб/с на запись.

Накопитель Kingmax ED-01 обладает другим набором достоинств: на его стороне отсутствие провалов в любых режимах чтения (включая и вполне уверенную работу с интерфейсом USB 2.0), а также куда более удобные для переноски размеры. Цена, надо полагать, тоже должна быть более доступной (на момент тестирования эта модель еще не появилась в продаже). Однако крайне низкие показатели быстродействия при записи средних и мелких файлов ставят под сомнение целесообразность приобретения этой модели.

Подводя общий итог, остаётся разве что выступить в роли Капитана Очевидность: хотя сам интерфейс USB 3.0, вне всякого сомнения, значительно превосходит USB 2.0, реальное быстродействие рассчитанных на него флэшек определяется не только интерфейсом, но и скоростью использованной флэш-памяти, а также «разумностью» контроллера - флэшке, на которой при записи мелких файлов скорость падает ниже мегабайта в секунду, смена интерфейса не поможет никак. Таким образом, использование USB 3.0 однозначно позволяет достичь высоких скоростей чтения и записи больших файлов, а вот при работе с мелкими всё может оказаться не столь однозначно. К сожалению, жесточайшая ценовая конкуренция производителей флэшек может привести к тому, что через некоторое время на рынке флэшек USB 3.0 повторится ситуация с флэшками USB 2.0, где на одну быструю модель приходятся два десятка медленных, не способных полностью загрузить даже интерфейс более чем десятилетней давности.

Другие материалы по данной теме

USB 3.0: есть ли смысл для картовода?
USB 3.0 - теория и практика

USB 3.0 является последней версией стандарта Universal Serial Bus, выпущенного в 2008 году. Он предлагает повышенную скорость передачи данных – до 4,8 Гбит/с, увеличенную максимальную мощность шины, улучшенное управление питанием, а также новые разъёмы и кабели, которые обеспечивают более высокую скорость передачи и дополнительную производительность. Внедрение этой технологии началось в 2009 году с адаптеров USB 3.0 (PCIe и ExpressCard), что позволило установить новые порты 3.0 в современные компьютерные системы. За концентраторами последовало дополнительное расширение 3.0. Для достижения высокой скорости передачи данных кабели и устройства должны поддерживать 3.0. В настоящее время большинство устройств 3.0 представляют внешние жёсткие диски , док-станции для жёстких дисков и флеш-накопители.

В чем отличие USB 2.0 и USB 3.0.

Стандарт USB 2.0 был выпущен в апреле 2000 года. Он способен поддерживать максимальную скорость сигнала 480 Мбит/с. Это теоретический максимум, который вы на самом деле не получите. USB 2.0 также способен передавать электричество до 0,5 А для зарядки или питания устройств.

Стандарт USB 3.0 был выпущен в ноябре 2008 года, и его изменения вывели технологию на новый уровень. Он совместим с USB 2.0 и даже USB 1.0 со скоростью передачи данных до 5 Гбит/с. USB 3.0-совместимые устройства могут выдерживать до 0,9 А для быстрой зарядки . Если устройство совместимо с USB 3.0, зарядка с таким увеличением пропускной способности уменьшается как минимум на 25%.

USB 3.1, который был выпущен в 2013 году, подарил нам соединительный кабель USB-C. USB 3.0 быстрый и может передавать больше энергии. Благодаря новой архитектуре с двумя шинами, USB 3.0 может хорошо работать со старыми спецификациями, а также с низкими, полными и высокоскоростными шинами USB 1.0, 1.1 и 2.0. Это причина того, что вы можете подключить устройство USB 2.0 к порту 2.0 на устройстве 3.0, и всё это будет работать правильно.

Обратная совместимость

С момента своего создания протокол USB прошёл три основных ревизии: USB 1, 2.0 и 3.0/3.1. Основное отличие – спецификация 3.0 требует полной обратной совместимости с устройствами USB 2.0. Однако не все порты 3.0 или компьютеры, к которым они подключены, будут обеспечивать обратную совместимость с USB 2.0 должным образом. Вот несколько способов выявления и устранения проблем, связанных с USB 3.0:

Определите, есть ли на вашем компьютере порты USB 3.0.

Посмотрите на физические порты на вашем компьютере. Порт 3.0 будет отмечен либо синим цветом на самом порту, либо маркировкой рядом с портом. либо «SS» (суперскорость), либо «3,0».

Проверьте системные свойства вашего компьютера.

Для компьютеров с Windows: перейдите в диспетчер устройств, найдите список контроллеров универсальной последовательной шины в нижней части списка и разверните его. Если в списке показаны 3.0, XHCI или Super Speed, у вас есть порты 3.0.

Для Mac: откройте «Об этом Mac» – Дополнительная информация – Системный отчёт. В разделе «Оборудование» выберите «USB». Если устройство поддерживает последний стандарт, там будет выбор(ы) для USB 3.0.

В зависимости от операционной системы и модели компьютера может потребоваться обновление последних версий драйверов чипсета для совместимости архитектуры 3.0. Например, Windows 7 и более ранние версии несовместимы с USB 3.0, поэтому драйверы требуются для любых портов 3.0 на вашем компьютере. Чтобы найти чипсет USB 3.0, откройте диспетчер устройств, раскройте список контроллеров универсальной последовательной шины и раскройте его. Найдите список Host Controller и/или Root Hub. Обратите внимание на производителя наборов микросхем (например, Intel) и посетите их веб-сайт, чтобы убедиться, что вы обновлены до последних версий драйверов.

ВАЖНО. Если вы используете Windows 8 или 8.1, USB 3.0 уже должен поддерживаться по умолчанию. Тем не менее, если у вас возникли проблемы, рекомендуется обновить или переустановить драйверы набора микросхем USB 3.0, используя тот же метод, что и выше.

Последний вариант для пользователей Windows, который можно выполнить только при наличии подробных инструкций от производителя вашего компьютера, – отключить контроллер xHCI в BIOS вашей системы.

Это фактически отключит функцию USB 3.0, поэтому Windows будет видеть все порты как USB 2.0. Подключение устройства USB 2.0 к порту USB 3.0 с использованием концентратора USB 2.0 может быть эффективным обходным решением для любых проблем, которые вы обнаружили, только из-за порта 3.0.

Увеличение быстродействия

Максимальная теоретическая скорость передачи информации в версии 2.0 составляет 480 Мбит/с, а в USB 3.0 – 5 Гбит/с. Это считается теоретическим максимумом, потому что существуют другие препятствия, которые обязательно необходимо учитывать. Основной причиной является качество устройства, которое вы используете. Например, карта памяти 3.0 высшего качества обычно работает быстрее, чем дешёвая. Она медленнее внутренней шины и флеш-памяти внутри флешки. Скорость передачи может сильно меняться – в среднем, флешка 2.0 может достигать 8-9,5 Мбит/с. Устройство USB 3.0 – 11-286 Мбит/с. Как видите, разница между ними колоссальна. Ещё одно отличие USB 2 от USB 3 – 2.0 способен заряжать устройство на 0,5 А, а 3.0 – на 0,9 А. Хотя разница кажется небольшой, она может быть важной. Если вы используете совместимый кабель USB 2.0 для зарядки смартфона, зарядка Samsung Galaxy от минимального до полного займёт около 8 часов. Используя порт USB 3.0 и кабель USB 3.0, зарядка займёт всего 5 часов. Но это всё равно дольше, чем зарядка с помощью родного зарядного устройства, но всё же очень удобный способ поддерживать работу гаджета.

Технические особенности

Между 2.0 и 3.0 есть несколько существенных отличий. Во-первых, скорость передачи данных: USB 2.0 предлагает скорость передачи 480 Мбит/с, а 3.0 – от 4,8 Гбит/с – это в 10 раз быстрее. Обратите внимание, что скорость передачи также зависит от используемого устройства, типа шины, USB-портов и качества провода. Вторым основным отличием является добавление ещё одной физической шины – удвоение количества проводов, с 4 до 8. Дополнительные провода требуют больше места как в кабелях, так и в разъёмах. Наконец, последнее основное отличие заключается в доступной мощности и управлении питанием продуктов 3.0. USB 2 обеспечивает до 500 мА, тогда как версия 3 обеспечивает до 900 мА, что позволяет энергосберегающим устройствам питаться от шины. Кроме того, технология версии 3.0 позволяет повысить энергоэффективность при меньшем энергопотреблении в режиме ожидания или полностью отключить питание, когда оно не используется.

Внешние различия

Быстрая визуальная проверка USB-порта покажет разницу и поможет определить, с каким портом вы имеете дело. Внутри 2.0 должна быть полоса серого цвета, в то время как 3.0 будет иметь полосу синего цвета. Такое решение было утверждено в качестве международного стандарта. Поэтому, где бы вы ни покупали какие-либо комплектующие, эти цвета должны быть одинаковыми. Если есть возможность, всегда используйте версию 3.0. Они быстры и могут справиться с большей мощностью.

В чем различия между кабелями USB 2.0 и USB 3.0

Кабели 3.0 обеспечивают более высокую скорость передачи данных – 4,8 Гбит/с, а также дополнительную передачу мощности в 900 мА, удваивая количество проводов в кабеле с 4 в кабелях 2.0 до 8 в кабелях 3.0. Кабели USB 2.0 передают данные со скоростью 480 Мбит/с и обеспечивают мощность до 500 мА. Кабели USB 3.0 также имеют разные разъёмы, отличающиеся синим цветом с внутренней стороны. Это означает, что любое устройство, использующее разные разъёмы, не может использовать кабели, эквивалентные 2.0. Кроме того, хотя слот 2.0 физически вписывается в порт 3.0, другая конфигурация проводки всё равно не позволяет правильно передавать данные.

Цена устройств

Современные производители продолжают выпускать флешки и другие устройства старого поколения 2.0 параллельно с новыми версиями 3.0 и 3.1. Стоимость первых обычно не превышает 10 долларов США, тогда как накопители, поддерживающие USB 3.0 могут стоить до 40 долларов США. Если на вашем компьютере нет портов USB 3.0 и он не слишком старый, то вам, вероятно, повезло. Если вам необходимо обновить стационарный ПК или ноутбук, существует множество адаптерных карт с одним или несколькими портами USB 3.0. Адаптерные карты обычно имеют два порта USB 3.0.

Если у вас ПК, вам понадобится карта PCI Express или PCIe, и на вашем компьютере должен быть свободный слот PCI Express для её установки. Если вы достаточно смелы, чтобы открыть свой компьютер, сделайте это, отключив систему от сети, и установите карту в пустой слот PCIe. Когда вы включите его снова, компьютер должен обнаружить новую карту и автоматически установить драйверы, или попросит диск, содержащий необходимые драйверы. Если вам неудобно открывать корпус, вы всегда можете купить карту и найти кого-то более квалифицированного для её установки.

Если у вас есть ноутбук, он должен иметь посадочное гнездо ExpressCard. ExpressCard – это слот расширения с высокой пропускной способностью, который обычно встречается на ноутбуках, произведённых не позднее, чем 5 лет назад. Если у вас старый ноутбук с PC Card (также называемой PCMCIA) или слотом Cardbus, вы не сможете использовать новейшие периферийные устройства ExpressCard.

Существует два форм-фактора для слотов ExpressCard и периферийных устройств. Слоты ExpressCard/34 и периферийные устройства имеют ширину 34 мм, а слоты ExpressCard/54 и периферийные устройства имеют ширину 54 мм. 34-мм слот принимает только 34-мм карты, а 54-мм слот принимает 34-мм и 54-мм карты. В любом случае, все адаптеры ExpressCard USB 3.0 имеют ширину не менее 34 мм, поэтому, если в вашем ноутбуке есть слот ExpressCard, вы можете подключить один из этих адаптеров. В целях безопасности вставьте адаптер ExpressCard в компьютер, когда он выключен. После включения компьютера он должен обнаружить адаптер и автоматически установить драйверы или запросить диск с необходимыми драйверами. Это всё, что нужно сделать. Таким образом, вы можете вдохнуть новую жизнь и скорость в старый компьютер.

Как правильно выбрать

Чтобы не запутаться в разнообразии стандартов и слотов, ознакомьтесь с наиболее популярными форматами разъёмов USB:

A-Type – стандартный прямоугольный порт на компьютерах и других устройствах.
Type-B – большинство кабелей для принтеров USB 2.0, сканеров и некоторых внешних жёстких дисков представляют собой разъёмы типа B. Они маленькие и квадратные.
C-Type – это новейшие на рынке разъёмы. Они имеют симметричный дизайн, который устраняет проблему подключения кабеля. Скорее всего, разъём C будет находить на устройстве, так как большинство компьютеров придерживают тип-A. Исключением является последний Macbook Pro, который оснащён портами Thunderbolt 3, разработанными Intel поддерживающими Type-C. Существует множество кабелей A-C, которые работают как на версиях 2.0, так и на 3.0. Просто помните, что скорость зарядки в конечном итоге будет ограничена версией USB.
Micro B-Type – используется на телефонах, планшетах, внешних накопителях, некоторых камерах и многих других устройствах. Благодаря небольшим размерам и относительно дешёвому производству, этот порт встраивается уже повсюду и вряд ли скоро исчезнет.
Mini-b (5-контактный) – если кабель слишком большой для вашего мобильного телефона, это может быть Mini-b 5-контактный. Он встречается на цифровых камерах, устройствах GPS, некоторых DV-камерах, внешних дисках и подобном оборудовании. Этот разъём постепенно вытесняется в пользу Micro B-type.
Mini-b (4-контактный) – меньший, даже чем Mini-B 5-контактный, Mini-B 4-контактный также был заменён более новым Micro B-Type.

Как видите, разница между версиями USB 2.0 и 3.0 колоссальна – от внешних параметров до скорости передачи информации. Более детальную информацию о версии, которую поддерживает ваш гаджет или ПК (ноутбук) вы сможете получить на сайте производителя или в инструкции по эксплуатации.

ВведениеЗа долгие годы интерфейс USB 2.0 стал чем-то привычным - никто уже давно не спрашивает, есть ли в системном блоке такие порты. Даже вопрос их количества уже давно не так уж и актуален: на любой более-менее современной материнской плате есть десяток, а то и более разъемов. Такую популярность интерфейсу обеспечили несколько факторов: простота подключения (уже десять лет как драйвера основных типов устройств встроены во все популярные операционные системы), распространенность, компактность разъемов, универсальность, возможность питания подключенного устройства от того же разъёма. Внешние накопители, звуковые карты, принтеры, сканеры, модемы, мыши и клавиатуры - все это имеет интерфейс USB, не говоря уж о всевозможных аксессуарах, от настольных вентиляторов до новогодних елок с подсветкой, которым от порта нужно только питание. Но ничто не вечно под луной - скорость интерфейса, разработанного десять лет тому назад, в последнее время всё чаще оказывается недостаточной. В принципе, теоретическая пропускная способность 480 Мбит/с (60 МБ/с) достаточно высока, но на практике получить скорость более 35 МБ/с фактически невозможно. Если всевозможным мышкам это безразлично, то в случае внешних накопителей интерфейс USB 2.0 давно уже стал бутылочным горлышком - у современных жестких дисков, в том числе и 2,5-дюймовых, скорость чтения с пластин гораздо выше. Да что там говорить, даже производительность современных быстрых флеш-накопителей превышает возможности USB 2.0, вынуждая производителей создавать «флешки» с интерфейсом e-SATA, несмотря на то, что питание на них всё равно приходится подавать от USB-разъёма, так как в текущей версии e-SATA такая возможность не предусмотрена.

Так или иначе, но появление следующей версии интерфейса USB назрело давно - и вот перед нами USB 3.0. На сегодняшний день он присутствует уже более чем на десятке моделей материнских плат, но периферийных устройств с этим интерфейсом в продаже пока ещё практически нет - однако пару образцов нам всё же удалось заполучить в нашу лабораторию.

USB 2.0 и 3.0

Говоря об особенностях нового интерфейса, нельзя не коснуться его истории, насчитывающей полтора десятка лет. Первая версия протокола USB, название которого расшифровывается как «универсальная последовательная шина» (Universal Serial Bus), была представлена в 1995 году.

Его разработка поддерживалась такими гигантами, как Microsoft и Intel, которые хорошо понимали необходимость создания нового универсального интерфейса, способного заменить собой существующее на тот момент разнообразие внешних интерфейсов (параллельный порт, последовательный, порт для подключения джойстика, внешний SCSI - и в итоге они действительно исчезли с материнских плат). Впрочем, USB еще и был призван стать быстрым, и в то же время недорогим внешним интерфейсом - в те времена в них был явный недостаток. Через три года, в 1998 году, свет увидела обновленная версия протокола 1.1, а уже в 2000 году появилась спецификация версии 2.0, с которой и началось глобальное распространение данного интерфейса. Именно в этой версии к режимам Low Speed (скорость до 1,5 Мбит/с) и Full Speed (скорость до 12 Мбит/с) добавился Hi Speed , обеспечивающий скорость до 480 Мбит/с и позволивший новому интерфейсу на равных конкурировать с FireWire IEEE1394a с его 400 Мбит/с. Впрочем, особой конкуренции не получилось - благодаря более простой реализации и схеме лицензирования USB 2.0 быстро вытеснил FireWire в укромную нишу подключения видеокамер, несмотря на некоторые технические преимущества последнего.

Интерфейс USB достаточно прост для понимания. Во главе всего стоит хост-контроллер - корневое устройство, управляющее всем процессом передачи данных. К нему подключаются «хабы», представляющие собой разветвители, и конечные устройства, напрямую или через хабы. Общее количество устройств в данном дереве может доходить до 128. Разветвители могут быть либо пассивными, либо активными, последние отличаются тем, что имеют собственный источник питания, а значит, способны питать подключенные устройства, не потребляя ток с хоста. Кстати, «пассивными» в прямом смысле этого слова хабы все же не являются - на практике они представляют собой достаточно сложные электронные устройства.

Как уже было сказано, весь информационный обмен по «дереву» шины организуется хостом. Делает он это очень просто - с определенной периодичностью по очереди опрашивая оконечные устройства и выделяя им определенные временные промежутки, в течение которых те могут передавать данные. Недостатки подобной схемы достаточно очевидны: все устройства делят пропускную способность шины «на всех» и чем больше устройств, тем меньше будет доставаться каждому из них. Несколько сглаживают картину то, что существуют несколько типов логических каналов связи, создаваемых между устройствами и хостом: управляющий, предназначенный для передачи коротких команд; канал прерываний, для коротких команд с гарантированным временем доставки; изохронный, с гарантированной скоростью доставки некоторого числа пакетов в течение заданного периода, и поточный канал, в котором есть гарантированность доставки, но не регламентируется скорость и задержки. Соответственно, для разных устройств создаются разные каналы (мышкам и клавиатурам - канал прерываний, накопителям - изохронный). А дальше в течение каждого периода работы шины по ней передаются пакеты прерываний, потом изохронные пакеты в требуемом количестве, ну а в оставшееся время в периоде передаются управляющие и, в последнюю очередь, поточные пакеты.

Еще раз хочется напомнить, что «головой» всему является хост-контроллер: именно он организует все опросы, «заслушивает» прерывания в выделенные для этого временные интервалы и отправляет устройства в сон. Конечные устройства не могут по собственному желанию уйти в спящий режим или выйти из него, инициировать обмен данными или срочно сообщить хосту что-то важное (например, о переполнении буфера). Более того, все организуемые каналы являются полудуплексными - одновременная передача и прием данных невозможны, только по очереди. Равноправия в USB нет: какие бы устройства вы друг с другом ни соединяли, одно из них должно играть роль хоста, в то время как остальные - подчиняться ему.

С ростом популярности устройств на материнских платах росло и количество портов USB. И производители довольно любопытным образом вышли из неприятной ситуации, когда одна шина делится на всех - они организовали несколько шин. Так, в популярном нынче чипсете Intel P55 при углубленном рассмотрении обнаруживается аж семь UHCI-контроллеров (отвечающих за работу с устройствами Low Speed и Full Speed), объединенных с семью двухпортовыми хабами, и два EHCI контроллера, работающих с Hi Speed устройствами - да, это уже не дерево, а хитросплетенный куст с несколькими корнями и несколькими стволами.

Наконец, отдельно стоит сказать про питание, обеспечиваемое шиной USB. Нагрузочная способность одного порта ограничена значением 0,5 А, поэтому при подключении к нему нескольких устройств требуется определить, не перегрузят ли они порт. Достигается это достаточно просто: после подключения устройство должно сообщить хосту о том, какой ток оно потребляет от порта - и до получения от хоста разрешения на включение оставаться в спящем режиме. Если суммарный потребляемый устройствами ток превышает 0,5 А, последнему подключённому устройству хост разрешения на включение не даст. Такая реализация имеет одну уязвимость: хотя в принципе можно проверить, действительно ли устройство потребляет столько, сколько оно попросило, такая схема усложнит и удорожит USB-контроллер, поэтому в абсолютном большинстве случаев никакой проверки не проводит - хост слепо доверяет устройствам. С одной стороны, это может привести к перегрузке хоста по питанию и даже выходу его из строя, с другой, позволяет работать USB-устройствам, чьё потребление превышает 0,5 А, но не слишком сильно. К последним относятся внешние жёсткие диски: как следует из наших измерений, при раскрутке шпинделя они потребляют порядка 0,7-0,9 А. Тем не менее, формально они сообщают хосту о потреблении 0,5 А (собственно, сообщить о большем потреблении они не могут даже теоретически: это не предусмотрено протоколом USB), а дальнейшая их работа зависит от того, способен ли хост обеспечить реальное их энергопотребление, или же напряжение питания под такой нагрузкой просядет ниже минимально допустимого. Ещё «неправильнее» ведут себя всевозможные USB-вентиляторы, USB-фонари и тому подобные устройства: так как они обычно просто не имеют внутри никакого USB-контроллера, то и хосту ничего о своём потреблении не сообщают. Сколько бы таких устройств ни включили в разъём, хост будет считать нагрузку нулевой.

Очевидно, что ситуация, когда большой и очень популярный класс устройств - внешние накопители на жёстких дисках - пользуется тем, что строгость закона смягчается необязательностью его выполнения, нормальной не является, поэтому невысокую нагрузочную способность USB 2.0-портов можно также отнести к их недостаткам. Не отказались бы от дополнительного питания и другие потребители, такие как сканеры, компактные акустические системы, мини-мониторы и различные зарядные устройства.

Заканчивая разговор про USB 2.0, стоит вспомнить и о физическом уровне, а точнее, о кабелях. В них четыре провода: два для передачи данных, «земля» и +5 В для цепей питания. Изначальная спецификация регламентировала использование стандартных плоских разъемов типа А на стороне хоста и разъемов типа В на стороне устройства. Но впоследствии к ним быстро добавился сонм компактных разъемов - несколько вариантов mini-USB и micro-USB.

Ну а теперь пора поговорить и про USB 3.0. Новая версия стандарта принесла нам новый режим работы, Super Speed, самым главной особенностью которого стало увеличение максимальной скорости данных на порядок - до 4,8 Гбит/с. Основными требованиями при разработке нового стандарта были совместимость со всем существующим оборудованием с интерфейсом USB и сохранение простоты интерфейса.

Разработчики выбрали путь, который можно назвать «ростом вширь». К существующим параллельно контроллерам UHCI и EHCI добавили еще один, ответственный как раз за работу устройств в режиме Super Speed. Таким образом удалось и сохранить совместимость, и добавить новый канал передачи данных, на который «медленные» старые устройства не будут оказывать влияния.

Соответствующим образом изменились и кабели с разъемами: к уже имеющимся четырем проводам добавили еще две пары сигнальных проводов, одна из которых отвечает за передачу данных к контроллеру, а вторая - от него, и одну дополнительную землю. Тяжелее всего пришлось разъемам, которые стали довольно замысловатыми - в них ввели еще пять контактов, при этом сохранив совместимость со старыми разъемами. Впрочем, в этом есть и определенный плюс: устройства с поддержкой USB 3.0 легко распознать, достаточно лишь взглянуть на разъем.

USB 3.0 тип А

USB 3.0 тип В

USB 3.0 тип Micro-В

Впрочем, помимо роста скорости, новый стандарт принес еще много интересного. Во-первых, в нем увеличилась сила тока, которую может запросить устройство - теперь верхняя граница отступила до 0,9 А. Особенно «порадуются» этому внешние накопители на 2,5-дюймовых жестких дисках - их производители наконец-то могут отказаться и от Y-образных кабелей, собиравших питание сразу с двух портов, и от описанного нами выше способа нарушения стандарта ради обеспечения работы устройства. Во-вторых, две линии передачи данных совершенно недвусмысленно намекают, что стандарт USB 3.0 позволяет одновременно передавать и получать данные. В-третьих, стандарт принес полноценный механизм прерываний, что позволило отказаться от столь невыгодных с точки зрения потери драгоценного времени опросов устройств. В-четвертых, устройствам теперь разрешено создавать более одного канала передачи данных. Не забыто и энергосбережение: с появлением прерываний стало возможным реализовать и управление питанием устройств, с режимами пониженного потребления, инициируемыми самими устройствами. Фактически, вся архитектура была радикальнейшим образом переработана, а совместимость с предыдущим стандартом, можно сказать, «подклеена».

Ну, пожалуй, на этом мы и прекратим знакомиться с теорией (желающие сделать это более подробно, могут изучить документацию на сайте ), пора оценить, насколько хорош новый интерфейс.

Участники тестирования

Buffalo HD-H1.OTU3

Внешне накопитель Buffalo не представляет собой чего-либо особенного: перед нами аккуратный пластиковый параллелепипед, внутри которого скрывается 3,5-дюймовый жесткий диск Samsung HD103SJ. На одном из торцов «кирпичика», который полагается ставить вертикально (но хочется положить - слишком уж мала устойчивость устройства, при отсутствии каких-либо ножек), расположились разъемы. Именно этот торец для нас наиболее интересен, ведь помимо разъема питания (увы, «большим» дискам 0,9 А пока еще маловато для полноценной работы) и небольшого вентилятора, здесь расположился разъем USB 3.0 тип B, заметно отличающийся от привычного разъема старого стандарта.

Vantec NextStar 3

Вторым образцом стал контейнер известного производителя таких устройств, компании Vantec. Этот экземпляр также стоит на торце, хотя и более длинном, и при этом использует небольшую подставку. Впрочем, его устойчивость все равно вызывает опасения.

Увы, контейнер Buffalo был неразборным, а вот внутри Vantec мы обнаружили чип ASMedia ASM1051 .
Что же касается корневой части USB 3.0, то в данном случае в её роли выступает фактически единственный распространенный на сегодня чип корневого контроллера - NEC µPD720200.

Особенно приятным для нас было то, что доставшийся нам контроллер USB 3.0 производства компании ASUS использует четыре линии PCI-Express, а значит, мы можем быть уверены, что ему хватит ширины канала. Увы, но на текущий момент использование отдельного контроллера является наилучшим вариантом, поскольку на материнских платах мы видим все тот же контроллер NEC, но с неизвестной шириной канала до него (одной линии PCI-Express 1.1 контроллеру не хватит - её пропускная способность меньше, чем у USB 3.0), а встроенных в чипсет контроллеров пока нет.

Методика тестирования

Во время тестирования использовались следующие программы:

IOMeter версии 2003.02.15;
FC-Test версии 1.0;

Тестовая система была следующей:

системная плата ASUSTeK P5WDG2 WS Pro;
процессор Intel Core 2 Duo E2160;
жесткий диск IBM DTLA-307015 объемом 15 ГБ в качестве системного диска;
видеокарта Radeon X600;
1 ГБ системной памяти DDR2 с частотой 800 МГц;
Операционная система Microsoft Windows XP Professional SP2 (Windows Vista в случае теста PCMark Vantage).

Тестирование осуществлялось с базовыми драйверами операционной системы. Накопители размечались под файловые системы FAT32 и NTFS одним разделом с размером кластера по умолчанию. В отдельных случаях, описанных ниже, для тестирования использовались логические разделы размером 32 ГБ, размечаемые под FAT32 и NTFS с размером кластера по умолчанию. Во всех тестах внутренние накопители подключались к порту на материнской плате и работали при активированном режиме AHCI, а внешние к порту USB 3.0 на плате расширения ASUS или порту USB 2.0 на материнской плате.

Мы решили, что наиболее интересным как для нас, так и для вас будет сравнение не только двух контейнеров между собой и сравнение двух версий стандарта, но и сопоставление их с тем, что дает привычный нам SATA 300. Поэтому вы увидите сразу четыре набора данных - два для разных контейнеров на USB 3.0, один для контейнера Vantec при работе по USB 2.0 и один для жесткого диска на SATA 300. Во всех случаях использовался диск Samsung HD103SJ. Правда, из-за того что контейнер Buffalo был неразборным, нам пришлось поступить довольно своеобразно. Мы знали, что в Buffalo используется Samsung HD103SJ, поэтому выбрали такой же диск для использования в Vantec и в варианте без контейнера. Понятно, что из-за того, что диски сами по себе несколько отличаются, мы получаем некоторый разброс результатов, вызываемый не интересующим нас интерфейсом, а самими дисками, но все же, мы постарались свести разницу до минимума.

Кроме того, в паре тестов мы использовали SSD Intel X25-M G2 объемом 160 ГБ .

IOMeter: Sequential Read & Write

Начнем с тестов в IOMeter. Первыми, как всегда, будут последовательные операции. В данном тесте на накопители посылается поток запросов с глубиной очереди команд, равной четырем. Раз в минуту размер блока данных увеличивается. В итоге мы получаем возможность проследить зависимость линейных скоростей чтения и записи накопителей от размеров используемых блоков данных и оценить максимальные достижимые скорости.

Численные результаты измерений здесь и далее вы можете, при желании, увидеть в соответствующих таблицах, мы же будем работать с графиками и диаграммами.

Превосходство новой версии интерфейса над старой видно невооруженным взглядом - максимальная скорость при передаче данных по USB 3.0 точно такая же, как и при работе по SATA 300, в то время как старый интерфейс упирается в ожидаемые 33,5 Мбайт/с. Как минимум одна проблема решена - скорости интерфейса явно достаточно для современных дисков. Правда, совсем избавиться от дополнительных задержек не удалось - посмотрите на скорость работы с небольшими блоками, она у USB 3.0 заметно ниже, чем у SATA 300. Особенно любопытно то, что при установке в контейнер SSD мы видим точно такие же скорости - перед нами явно какое-то ограничение производительности. Честно говоря, нам пока сложно сказать, видим ли мы недостаточную производительность чипа USB, или принципиальное ограничение новой шины, связанное с ее архитектурой.

Но еще более нас удивили результаты SSD с точки зрения максимальной достигнутой скорости. Мы специально проверили их несколько раз и пробовали взять другие SSD - нет, все верно, скорость ограничивается на уровне 160 Мбайт/с. Конечно, это гораздо лучше, чем 35 Мбайт/с, но все же как-то совсем не похоже на десятикратный обещанный прирост скорости! Очень хочется надеяться, что перед нами недостатки первых реализаций USB 3.0 и в дальнейшем мы увидим скорости, достойные заявленных 4,8 Гбит/с.

На записи картина такая же: USB 3.0 явно выигрывает у своего предшественника, пропускной способности нового интерфейса вполне хватает, чтобы обслуживать современный жесткий 3,5-дюймовый диск. К сожалению, падение скорости на небольших блоках никуда не делось и слишком уж явно повторяется, чтобы засчитать его за случайность.

IOMeter: Disk Response Time и IOMark: Average Positioning Speed

Для измерения времени отклика мы в течении десяти минут при помощи «IOMeter» отправляем на накопители поток запросов на чтение или запись блоков данных по 512 байт при глубине очереди исходящих запросов, равной единице. Количество запросов, обработанных накопителем, таково, что оно заведомо превышает объем буферной памяти. В результате мы получаем устоявшееся время отклика накопителя.

Со временем отклика ситуация получилась довольно забавная. С одной стороны, мы видим явное улучшение: новый протокол привносит меньше задержек, чем его предшественник, хотя все равно заметно отстает от SATA 300 - это хорошо видно на результатах контейнера Vantec, в котором использовался тот же самый диск, который мы подключали по SATA. А вот в Buffalo стоял другой экземпляр диска, хотя и той же модели, и его результаты радикально отличаются. Конечно, можно предположить, что в этом контейнере используется «медленный» чип с несовершенной прошивкой, но мы склонны большую часть разницы списать именно на различия самих дисков. Так, результаты тестирования отклика на SSD в Vantec, интересные сами по себе, из-за крайне малого времени отклика самого накопителя, показывают, что увеличение времени отклика из-за влияния интерфейса, а именно протокола Super Speed, весьма невелико.

IOMeter: Random Read & Write

Оценим теперь зависимости производительности накопителей в режимах чтения и записи с произвольной адресацией от размера используемого блока данных.

Результаты рассмотрим в двух вариантах. На блоках малого размера построим зависимость количества операций в секунду от размера используемого блока, а на больших блоках вместо количества операций возьмем в качестве критерия производительности скорость, измеренную в мегабайтах в секунду.

С точки зрения производительности на небольших блоках, новый интерфейс не так уж и сильно отличается от старого: они оба чуть хуже SATA 300, но все же производительность в гораздо большей степени определяется диском, чем интерфейсом. А вот при сколько-нибудь больших запросах (допустим, 1-2 Мбайта - считайте, что мы смотрим фотографии с фрагментированного диска) новый интерфейс выступает уже заметно лучше старого. Причем его реализация в Vantec явно лучше - именно она совсем чуть-чуть отстает по скорости от диска, подключенного по SATA. С увеличением размера блока разница еще больше увеличивается.

А вот на записи мы видим несколько иную картину. На малых блоках жесткий диск на SATA явно быстрее, в то время как все внешние интерфейсы идут с примерно равной скоростью, отставая от диска почти вдвое. На больших блоках отставание USB 3.0 уменьшается. Самое интересное начинается при росте размера запроса до 2 Мбайт и более - USB 2.0 выходит на максимальную скорость, а SATA и USB 3.0 продолжают приятно увеличивать скорость. Любопытно, что Vantec снова оказывается заметно лучше, чем Buffalo, хотя у последнего поведение более предсказуемое и закономерное.

IOMeter: Database

С помощью теста «Database» мы выясняем способность накопителей работать с потоками запросов на чтение и запись 8-килобайтных блоков данных со случайной адресацией. В ходе тестирования происходит последовательное изменение процентного соотношения запросов на запись от нуля до ста процентов (с шагом 10 %) от общего количества запросов и увеличение глубины очереди команд от 1 до 256.

Таблицы с полными результатами тестирования вы можете посмотреть по следующим ссылкам: .

Мы не будем в данном случае строить сводные диаграммы, а сравним друг с другом диаграммы с результатами каждого накопителя.

Сравнение получилось крайне наглядным, особенно благодаря интересному поведению диска Samsung. В случае USB 2.0 он резко сдает позиции - у него почти исчезает отложенная запись да и переупорядочивание запросов на чтение крайне сложно найти - сколько-нибудь заметный прирост производительности наблюдается лишь при очереди 16.

USB 3.0 в реализации Vantec выглядит чуть интереснее - на больших очередях прирост производительности становится более заметным. Правда, очередь в четыре запроса все так же почти не отличается от единичной. А вот в случае USB 3.0 по версии Buffalo диск рисует что-то невероятное. Форма графиков такова, что будь это диск на SATA, мы бы сказали, что его прошивка крайне несовершенна. Судя по всему, контроллер в контейнере сам пытается в меру своих способностей помогать диску на глубоких очередях, но делает это весьма нестабильно. Впрочем, один момент остался неизменных: на малых глубинах очереди разница производительности все так же минимальна.

IOMeter: Webserver, Fileserver

В данной группе тестов накопители тестируются под нагрузками, характерными для серверов и рабочих станций.

Напоминаем, что в «Webserver» и «Fileserver» эмулируется работа накопителя в соответствующих серверах, в то время как в «Workstation» мы имитируем работу диска в режиме типичной нагрузки для рабочей станции, с ограничением максимальной глубины очереди в 32 запроса. Тестирование в «Workstation» проводится как с использованием всего дискового пространства накопителя, так и при работе только с адресным пространством 32 ГБ.

Поскольку темой нашей статьи является интерфейс для внешних накопителей, то мы будем кратки и обойдемся лишь сравнением рейтингов производительности - все же, такие нагрузки являются далеко не самыми типичными.

Результаты получились несколько неожиданными. Так, для серверов USB 3.0 в реализации Buffalo явно интереснее, чем по версии Vantec, хотя они оба и отстают от диска, подключенного по SATA. Для рабочих станций картина схожа, но заметное превосходство Buffalo демонстрирует лишь на уменьшенной рабочей зоне. Что же касается сравнения USB 3.0 с предыдущей версией интерфейса, то в случае Vantec отрыв весьма невелик, а вот если в сравнение взять еще и Buffalo, то весьма значителен.

IOMeter: Multi-thread Read & Write

Данный тест позволяет оценить поведение накопителей при многопоточной нагрузке. В ходе него эмулируется ситуация, когда с накопителем работает от одного до четырех приложений, причем количество запросов от них изменяется от одного до восьми, а адресные пространства каждого приложения, роли которых выполняют worker-ы в «IOMeter», не пересекаются.

При желании, вы можете увидеть таблицы с полными результатами тестирования по соответствующим ссылкам, а мы же в качестве наиболее показательных рассмотрим диаграммы записи и чтения для ситуаций с глубиной очереди в один запрос, поскольку при количестве запросов в очереди равном двум и более значения скоростей практически не зависят от количества приложений.

Сравнение USB 3.0 и USB 2.0 на многопоточной нагрузке проходит без неожиданностей - при одном потоке новый стандарт явно выигрывает, поскольку позволяет реализовать полную скорость диска, да и на нескольких, хоть и теряет в скорости, но остается впереди предшественника, опережая его почти вдвое.

Интереснее другое: в случае трех и четырех потоков на чтение диск по USB работает быстрее, чем по SATA. Что именно позволило диску увеличить скорость, нам неизвестно, но результат нагляден и стабилен, на случайность его не спишешь.

Многопоточная запись проходит без приключений - накопители пронесли соотношение своих скоростей через все варианты этой нагрузки. USB 2.0 явно играет роль бутылочного горлышка, причем настолько что диск вообще не обращает внимания на количество потоков, в остальных же случаях скорость равномерно понемногу снижается с увеличением количества потоков.

FC-Test

Завершим тестирование в любимом нами «FileCopy Test». На накопителе создается два раздела по 32 ГБ, размечаемые на двух этапах тестирования сначала в NTFS, а затем в FAT32, после чего на разделе создается определенный набор файлов, считывается, копируется в пределах раздела и копируется с раздела на раздел. Время всех этих операций фиксируется. Напомним, что наборы «Windows» и «Programs» включают в себя большое количество мелких файлов, а для остальных трех шаблонов («MP3», «ISO» и «Install») характерно меньшее количество файлов более крупного размера, причем в «ISO» используются самые большие файлы.

Не забывайте, что тест копирования не только говорит о скорости копирования в пределах одного накопителя, но и позволяет судить о его поведении под сложной нагрузкой. Фактически во время копирования накопитель одновременно работает с двумя потоками, причем один из них на чтение, а второй на запись.

Мы будем подробно рассматривать лишь значения, достигнутые в NTFS, результаты тестирования в FAT32 вы можете узнать из таблицы по следующей ссылке: .

Диаграммы крайне схожи между собой и вполне предсказуемы, так что говорить о разных режимах по отдельности нет смысла. В целом, USB 3.0 демонстрирует, что в отличие от предшествующего ему USB 2.0, он действительно является интерфейсом, способным в полной мере реализовывать скоростные характеристики современных жестких дисков на любых нагрузках. Плата за внешнее исполнение в случае работы с файлами оказалась крайне невысока - да, диски в контейнерах с USB 3.0 все же отстают от своего аналога на SATA, но вовсе не так сильно. Причем на чтении это отставание совсем мало и составляет менее 10 % скорости, а вот на записи оно возрастает примерно до 15 процентов. Да, ярче всего оно чувствуется на копировании мелких файлов, но скажите, как часто вы этим занимаетесь? Все же, в большинстве случаев внешний накопитель используется либо для чтения, либо для записи. На фоне нового интерфейса старый USB 2.0 выглядит совсем уж убого - что не говори, а его время в качестве интерфейса для накопителей прошло.

Подведение итогов

Откровенно говоря, у нас остались несколько двойственные впечатления. С одной стороны, скоростных характеристик USB 3.0 действительно хватает для того, чтобы полностью реализовывать возможности современных жестких дисков, а наличие радикальных изменений в протоколе настраивает на оптимистичный лад. С другой стороны, мы не увидели обещанного десятикратного прироста скорости - попавшие в наши руки устройства не смогли выдать больше 160 МБ/с там, где SATA 300 с легкостью демонстрирует 250 Мбайт/с. Но Москва не сразу строилась, да и ранние реализации USB 2.0 тоже были весьма грешны в плане скорости - возможно, что через некоторое время мы увидим более быстрые чипы USB 3.0. Впрочем, ещё больше хочется увидеть чипсеты, в которых поддержка нового стандарта будет родной, а не реализованной при помощи стороннего чипа. До тех пор, пока это не произойдет, сложно ожидать большой популярности нового стандарта, ведь по крайней мере в области внешних накопителей у него уже есть серьёзный противник в лице e-SATA, который хоть и не обеспечивает питание подключаемым к нему устройствам, зато на данный момент распространён заметно шире, нежели USB 3.0, да и скорость показывает, как мы видим, большую. Впрочем, в долгосрочной перспективе победа, вне всякого сомнения, останется за USB 3.0 - и вопрос лишь в том, какое время это займёт.

Другие материалы по данной теме

Дюжина пятисоток
Бриллианты россыпью: новые диски объемом один и два терабайта
Сетевые накопители Synology DS210j и DS410j

Последовательная универсальная шина, Universal Serial Bus, спецификации 3.0 была представлена в 2008 году и, следовательно, должна иметь отличия от своей предшественницы USB 2.0, появившейся на свет в 2000 году. Оба интерфейса были разработаны с целью упрощения подключения огромного парка периферийных устройств к ноутбукам или системным блокам стационарных вариантов компьютеров.

Прежде всего, обратим внимание на тот факт, что скорость передачи данных у порта USB 3.0 возросла в 10 раз по сравнению с предыдущей версией. Если старый интерфейс мог обеспечить работу внешних устройств с максимальной скоростью 480 Мбит/с, то новому изделию стали доступны скорости до 4,8 Гбит/с. Это означает, что порцию информации объемом 1 Тбайт USB 3.0 теоретически может передать всего за 28 минут. Максимальная скорость при этом составит 600 Мбайт/с. На практике из-за некоторых ограничений данный объем информации удается скачать за 40-60 мин. Для версии USB 2.0 указанное время возрастает в десять раз. Новая возможность достигнута благодаря двум дополнительным линиям связи, передающим сигналы посредством витой пары.

Следующее отличие относится к энергетическим характеристикам. Как известно, универсальные интерфейсы имеют встроенные шины питания, позволяющие питать подключаемые внешние устройства небольшой мощности. Разъемы имеют специальные контакты, на которые выводится напряжение 5 В. Вариант USB 2.0 гарантирует максимальный рабочий ток до 500 мА. Часто этого тока не всегда хватает, чтобы питать подключаемую периферию, не имеющую собственного блока питания.

Например, некоторые образцы внешних жестких дисков для своей работы требуют ток 800 мА. Чтобы выйти из положения, производители снабжают кабель внешнего устройства двумя спаренными разъемами USB и таким путем уменьшают нагрузку на каждый порт USB 2.0. Однако пользователи часто ошибаются и подключают устройство, используя только один разъем. От этого порт перегружается по питанию, что приводит к выходу его из строя.

Новая спецификация 3.0 имеет более мощную шину питания, что позволяет использовать внешние устройства, потребляющие максимальный ток до 900 мА. Более того, в линейке вариантов разъемов для USB 3.0 имеется тип Powered-B, который за счет дополнительных контактов может отдать в нагрузку ток до 1000 мА, без какого-либо вреда для себя.

Конструктивно существующие разъемы Universal Serial Bus версий 3.0 и 2.0 различаются между собой. Как уже было сказано, увеличено количество контактов, изменена конструкция элементов, появились новые типы разъемов. При эксплуатации этих интерфейсов пользователю нужно знать следующее правило. Если какие-либо типы корпусных разъемов и их соответствующие кабельные вставки версий USB 3.0 и USB 2.0 допускают взаимную стыковку между собой, то соединение будет работоспособным, но только по спецификации 2.0. Визуально новые разъемы USB 3.0 легко отличаются по цвету: производители договорились окрашивать их в синий цвет.

Сегодня универсальные порты Universal Serial Bus распространены достаточно широко. Поэтому пользователям компьютерной техники и периферийных устройств, подключаемых к ней, следует знать об отличиях и возможностях этих интерфейсов, чтобы использовать их правильно и в полной мере.

5 / 5 ( 1 vote )

Даже такие маленькие «детали» как USB-порты имеют разновидности. Самыми распространенными являются USB 3.0 и USB 2.0. Разберемся, в чем их различие.

Тонкости понятия

По факту, все USB-разъемы одинаковы (форма, габариты и дизайн). К ним подключаются устройства, подходящие по формату (кабели, карточки памяти, гаджеты и так далее).

Но конфигурация и технические параметры различаются. Версия 3.0 является самой современной и быстродейственной. Третье поколение портов выигрывает по многим характеристикам, несмотря на то, что эти две разновидности взаимосовместимые.

История создания

Разберемся, что представляет из себя USB-разъем, и какие у него отличия от остальных портов.

USB (universal serial bus) – переводится как «универсальная последовательная шина».

Отличается такой разъем тем, что через него передаются совершенно любые данные. USB работает практически со всеми существующими электронными устройствами. Эти качества и делают USB-разъемы самыми популярными и распространенными на рынке электроники.

До изобретения USB, старые компьютеры имели много разнообразных разъемов для подключения той или иной периферии. Это было очень неудобно, и порой слишком громоздко для содержания ПК у себя дома.

С выходом первого поколения USB в 1996 году, всё изменилось. Версия 1.0 не отличалась высокой скоростью (всего лишь 1,5 Мбит/с), но это был прорыв. Теперь не требовалось держать под рукой множество переходников для разных устройств. Всё подключалось через USB.

В двухтысячном году вышла версия – 2.0. Новое поколение имело пропускную способность до 480 мегабит в секунду. До 2008 года, второе поколение USB оставалось самым современным и надежным способом подключения.

Затем вышло третья версия USB-разъемов. Сегодня – это самое современное поколение. 3.0 развивает скорость передачи информации до 5 гигабит в секунду. Благодаря этому, к компьютеру или ноутбуку можно подключить не только флэш-карты, но и SSD накопители.

Отличия версий

Какие различия существуют между USB-портами:

визуальное отличие. USB 1.0 вы не найдете ни на одном ПК, выпущенном позднее 2009 г. Вторая версия не раскрашена (черный либо белый цвет). Третье поколение USB отличается синей окраской;
скорость передачи информации. Самое главное различие между разъемами. Первая версия развивала скорость до 1,5 мегабит в секунду. Второе поколение до 480 мегабит в секунду. Третье поколение позволяет передавать информацию на скорости до 5 гигабит в секунду;
отличие в использовании . Основано на силе тока. Во втором поколении пропускная способность составляла 500 миллиампер. USB 3.0 позволяет подключать более мощные устройства. Сила тока в третьем поколении равняется 900 мА;
состав кабеля. В предыдущей версии (2.0) под оплеткой находилось 4 провода. В новом поколении их 8. Поэтому, кабель в USB 3.0 несколько толще, чем во втором поколении;
несовместимость с Windows. На предыдущих версиях Windows OS (в том числе и XP), разъем 3.0 будет работать на скорости второго поколения, так как старые ОС не рассчитаны на работу с новым поколением USB.

Совместимость разъемов

Технически, вы можете подключить кабель 2.0 к разъему 3.0, так как эти порты совместимы друг с другом. Но не забывайте про различия в скорости передачи информации.

При подключении второго поколения к третьему (или наоборот), связка будет работать на скорости более старой версии (то есть – 2.0).