Стремительное развитие компьютерных технологий затрагивает не только основные компоненты систем. Увеличиваются возможности, в том числе различных интерфейсов. Что касается самого распространенного способа подключения периферийных устройств, - USB, - здесь в целом можно констатировать кратное увеличение производительности за последние годы. Пропускная способность универсальной последовательной шины увеличивается, функциональность расширяется. Изменениям подвергаются и разъемы, используемые для подключения разнообразных USB-устройств. Сегодня у многих на слуху USB такое, в чем преимущества и недостатки решения - тема данной статьи.
Разъемы современного компьютера
Окинув взглядом корпус практически любого ноутбука, можно обнаружить целый ряд различных портов, расположенных по бокам. Среди них обязательно присутствует USB, практически всегда HDMI и некоторые другие. Современные модели часто оснащаются новейшим портом USB Type-C. Что это за разъем, многие не знают, а стоило бы ознакомиться с возможностями порта. Предположительно, разъем в будущем заменит многие другие решения и станет действительно универсальным стандартом. Этому способствуют технические характеристики нового способа сопряжения компьютера и периферии. Порт USB Type-C предлагает пользователям повышенную скорость обмена данными, улучшенную функциональность, а также новый уровень удобства использования. Одним словом, будущее стандарта выглядит очень перспективным.
Множество применений одного кабеля
Создатели USB Type-С использовали при разработке стандарта очень простую идею. У пользователя должен быть единственный тип кабеля, а его компьютерная техника оснащается одним типом порта. Посредством использования унифицированного интерфейса доступно подключение всего что угодно. К примеру, используя кабель USB Type-C, можно подключать по своей сути разные устройства, представленные жесткими дисками, мониторами, аудиоинтерфейсами, смартфонами, планшетными ПК. Кроме прочего, появляется возможность использовать рассматриваемый разъем даже для зарядки лэптопа.
USB-A
На сегодняшний день практически все периферийные устройства подключаются к ПК через привычный разъем USB-A. Этот порт прочно вошел в компьютерный мир, имеет знакомую всем прямоугольную форму, и его применение стало практически стандартом для сопряжения с ПК и ноутбуками флеш-накопителей, внешних клавиатур, мышек, жестких дисков, принтеров и многих других устройств. Такая монополия, вероятно, вскоре будет разрушена - кабель USB Type-C уже занимает достойное место среди решений, используемых для подключения множества устройств.
Изменение концепции
Для подключения устройств к уже давно ставшему стандартом порту USB-A применяются различные кабели. Главное различие между ними - разъема, расположенный на противоположной, подключаемой к компьютеру стороне кабеля. Это практически всегда другой тип разъема. К примеру, для смартфонов применяется micro-USB, для других гаджетов часто используют mini-USB. Чтобы подключить принтер, потребуется кабель с разъемом USB-B, а для подключения запоминающих устройств - micro-USB-B. Такое разнообразие вызывает некоторые неудобства и сложности, ведь пользователю, владеющему несколькими девайсами, всегда нужно иметь под рукой целый набор кабелей. Призванный быть единым для всех аппаратов, т. е. универсальный кабель USB Type-C многократно упрощает эту ситуацию.
Новый формат
С развитием стандарта стало возможным установить единую конструкцию разъема для всех устройств, а также одинаковый коннектор на обоих концах кабеля. Как понять, взяв в руки кабель USB Type-C, что это именно он? Решение представляет собой тонкий коннектор, имеющий овальную форму и значительно меньший по габаритам в сравнении с предыдущими форматами кабелей и разъемов этого типа. Помимо этого, USB 3 Type-C получил важнейшую характеристику, представленную симметричностью и обратимостью. В целом очень похоже на решение Lightning от компании Apple - очень удобно, ведь не нужно тратить время на манипуляции с кабелем, чтобы найти верный способ подключения.
Будущее
Вероятно, уже сегодня можно утверждать, что по прошествии определенного времени разъем USB Type-C превратится в единственный универсальный порт для всех периферийных устройств. Таким образом, произойдет замена USB-A, B, micro-USB и mini, так усложняющих жизнь обычных пользователей на сегодняшний день. Все кабели должны стать одинаковыми и обладать возможностью использования для любых девайсов. Конечно же, быстрой унификации не случится, слишком много работоспособных устройств с отличными от USB Type-С разъемами используется сегодня и будет эксплуатироваться еще несколько лет.
При этом не стоит забывать: экспансия новых решений уже началась. К примеру, флешка USB Type-C уже совсем не редкость на прилавках компьютерных магазинов. Кроме того, факт выхода флагманских устройств от самых известных брендов, оснащаемых рассматриваемым портом, говорит о том, что описываемая ситуация, т. е. вытеснение устаревших разъемов с рынка рано или поздно наступит. Для совместимости со старыми решениями пока что придется использовать USB Type-C переходник.
Совместимость
Прочитав вышеизложенное, можно задуматься о том, что делать с уже приобретенными устройствами, оснащенными типами разъемов, отличными от USB Type-С. Нужно сказать, данный вопрос не должен вызывать особого беспокойства. Уже разработаны, выпускаются и продаются самые разнообразные переходники, позволяющие подключить любые девайсы с разъемом USB вне зависимости от его типа. Переходники типа mini-USB - Type-C , micro-USB - Type-C и другие уже широко распространены и отлично выполняют свои функции. Принцип обеспечения применяемый в компьютерной технике уже много лет, никто не собирается нарушать. При наличии в новом ноутбуке или компьютере порта USB Type-C переходник для других разновидностей разъема - это вполне применимое и действенное решение.
Подробнее о преимуществах разъема
Безусловно, простой пересмотр конструкции, которому подверглись разъем и порт, не будет весомой причиной для побуждения пользователя к апгрейду всей имеющейся у него периферии, но ведь исполнение - это далеко не единственное преимущество нового решения. Новым форматом поддерживается самый современный протокол USB 3.1, несущий в себе увеличение скорости обмена данными и большую универсальность в сравнении с предыдущими версиями, которые используются на устройствах, оснащаемых USB-А.
Скорость
С момента представления первой версии разъма прошло уже более двух десятков лет. В то время максимальная скорость, с которой передавались данные, составляла 12 Мб/с. На сегодняшний день можно утверждать, рассматривая USBType-C, что это самый быстрый интерфейс для подключения периферийных устройств из существующих решений. Стандарт USB 3.1 способен обеспечить показатель скорости передачи данных в 10 Гб/с.
Производительность
К дополнительным преимуществам рассматриваемого стандарта, безусловно, следует отнести производительность, представленную способностью обеспечивать передачу мощности до 100 Вт. Этого показателя достаточно для обеспечения энергией практически любого ноутбука, не говоря уже о смартфонах, планшетах и других гаджетах. Кроме энергии, новым форматом поддерживается передача огромного объема данных в единицу времени. К примеру, уже сегодня через USB Type-С успешно передают видеосигнал в разрешении 4К.
Универсальность
Универсальной природой новейшего стандарта открывается широкий ряд практических применений. Массу полезных функций можно обеспечить при помощи единственного кабеля. Например, можно подключить оснащенный USB-C ноутбук к монитору с внешним питанием и заряжать батарею лэптопа, одновременно просматривая видеоконтент. В том случае, когда к дисплею подключены устройства хранения, например, внешний диск, с ноутбука можно получить доступ к хранимой на носителе информации.
Недостатки USB Type-C
Этот разъем является блестящим новым форматом, без сомнения претендующим на звание повсеместно используемого решения в самом ближайшем будущем. При этом начальные стадии распространения и развития, на которых в данный момент все еще находится стандарт, не обеспечивают полного отсутствия опасностей, а также некоторой путаницы при использовании разъема.
Дешевые аксессуары
Главной проблемой, с которой может столкнуться пользователь, решивший приобщиться к современным тенденциям, являются дешевые некачественные аксессуары и кабели. Ввиду большого количества энергии, передаваемой через разъемы USB Type-C, использование кабелей недостаточного качества может привести к повреждению сопрягаемых устройств. Этот фактор должен учитываться пользователями в обязательном порядке. При покупке кабелей и переходников следует выбирать изделия надежных проверенных брендов.
Путаница в стандартах
Еще один неприятный момент, с которым могут столкнуться пользователи USB Type-C сегодня, вызван тем фактором, что рассматриваемый стандарт относится больше к типу используемого разъема, нежели к спецификациям самого интерфейса. Поэтому вполне вероятна ситуация, при которой устройство, подключенное к новому разъему, будет работать не так быстро, как ожидал владелец девайса. В первом поколении используется технология USB 3.0, обеспечивающая показатель максимальной скорости 5 Гб/с. Вторым поколением USB-C поддерживается стандарт 3.1, скорость передачи данных через который достигает уже 10 Гб/с. Проблемы с каждым из портов возникают по причине того, что выглядят они одинаково, но при производстве готовых решений брендами используются различные компоненты даже в линейках похожих моделей. Другими словами, перед покупкой девайса с разъемом USB Type-C необходимо проверять соответствие реальных технических характеристик порта требуемым показателям.
Posted on February 18 2015
MSI представляет первую в мире материнскую плату, оснащенную USB 3.1. Что же на самом деле нового в USB 3.1? Как правило, новая технология всегда приносит какие то улучшения. Как насчет того, что скорость передачи данных у нового интерфейса быстрее, чем у SATA III SSD? USB 3.1 демонтирует потрясающую скорость передачи данных до 10 Гб/с, что в 2 раза быстрее, чем USB 3.0. Более того, как и предыдущие поколения интерфейса USB, USB 3.1 полностью совместим с устройствами USB 3.0 и USB 2.0. На новых материнских платах MSI, оснащенных интерфейсом USB 3.1, установлен USB 3.1 контроллер ASMedia ASM1352R, который подключается к Z97/X99 PCH через PCI-Express 2.0 x2, и обеспечивает наличие двух портов USB 3.1. Копируйте данные с внешнего жесткого диска или USB флешки как никогда быстро.Действительно быстро? Результаты тестирования поражают.
Несколько мировых изданий уже тестируют USB 3.1 на плате MSI X99A GAMING 9 ACK. И вот какие интересные результаты у них получились. Поговорим сначала о скорости. Реальные результаты тестирования показали значение 733.5 МБ/с. Другое издание, PC Perspective, представило следующее заключение о производительности нового интерфейса USB 3.1: "Если взять в качестве примера интерфейс USB 3.0, который теоретически должен демонстрировать скорость порядка 5Гб/с и вычесть накладные расходы на формирование пакетов, управление потоком и т.д., то получим реальную скорость, составляющую примерно ~450МБ/с. USB 3.0 + изменение схемы кодирования с 8/10 разрядов (эффективность 80%) на 128/132 разрядов (эффективность 97%) удваивает скорость передачи данных. Это означает, что после учета накладных расходов итоговая скорость должна составлять ~1.1ГБ/с. И это даже не удвоенная скорость. Фактически новая скорость составляет 2.44x от скорости USB 3.0. "USB 3.1 не только в два раза быстрее, он также меньше нагружает центральный процессор.
Теперь вы знаете все, что необходимо знать о новом интерфейсе USB 3.1. Вы можете себе представить копирование данных со скоростями в 20 раз выше по сравнению с USB 2.0? Мы можем! Хотите знать еще больше о USB 3.1? Вы можете ознакомиться с результатами тестирования MSI USB 3.1 в нескольких независимых изданиях по следующим ссылкам:  |
“Будет интересно узнать, какие устройства будут оснащаться USB 3.1. Прежде всего, это должны быть настольные ПК..” |
“Удвоение скорости передачи данных, а также изменение типа разъема USB 3.1 придало новой энергии стандарту, которому уже 19 лет.” |
|
“Новый стандарт USB выглядит многообещающим...” “..увеличение производительности до превосходства над USB 3.0, это лишь вопрос времени” |
Раньше, когда принятая у Intel стратегия «тик-так» не давала сбоев, а AMD старалась не сдавать своих позиций на рынке настольных процессоров, весна традиционно оказывалась периодом обновления не только для всей живой природы, но и для десктопных платформ. Совершенно неудивительно, что в этих условиях демонстрация новых продуктов на весенних отраслевых выставках прочно вошла в привычку у производителей материнских плат. Но в этом году давняя традиция грозила срывом: никаких новых наборов системной логики в ближайшее время не ожидается, и, казалось бы, производителям плат этой весной должно быть нечем порадовать своих поклонников. Однако прошедшая на прошлой неделе выставка CeBIT показала, что разработчики всё-таки нашли выход из положения, и этим выходом стал новый интерфейс USB 3.1.
Хотя никаких новых процессорных разъемов и чипсетов в ближайшей перспективе не ожидается, многие производители плат решили дополнить имеющуюся у них линейку продукции новыми моделями с поддержкой портов USB 3.1. Реализация таких портов не требует серьёзных инженерных затрат, зато позволяет увеличить привлекательность материнских плат путём расширения функциональности и добавления совместимости с внешними устройствами нового поколения. К настоящему моменту платы с новыми портами уже появились в ассортименте компаний ASUS, ASRock и MSI, и, очевидно, остальные производители плат присоединятся к «клубу USB 3.1» в самое ближайшее время.
А раз так, то самое время посмотреть, что же может дать новый интерфейс с практической точки зрения. Пока устройств с поддержкой USB 3.1 в продаже нет, но компания ASUS предоставила в наше распоряжение комплект оборудования, включающий не только пару плат с поддержкой USB 3.1, но и внешний USB 3.1-накопитель. Используя всю эту совокупность устройств, мы получили возможность провести подробное тестирование нового интерфейса.
⇡ Стандарт USB 3.1: что нового
Введённый в обиход ещё в 2009 году стандарт USB 3.0 (также известный как SuperSpeed USB) десятикратно повысил скорость передачи данных по сравнению с USB 2.0 (Hi-Speed USB) и получил теоретическую пропускную способность на уровне 5 Гбит/с. Тогда казалось, что такого впечатляющего прироста скорости должно хватить очень надолго. Но увеличение объёмов передаваемых данных и не думало замедляться, поэтому дальнейшее развитие интерфейса на этом не остановилось, и теперь ему на смену приходит новая версия - USB 3.1 (получившая маркетинговое название SuperSpeed+ USB). Она способна обеспечить очередное, теперь уже двукратное, увеличение полосы пропускания - до 10 Гбит/с. С практической точки зрения это означает, что вместо современных USB 3.0-устройств, реальная скорость передачи данных от которых составляет в лучшем случае 400-450 Мбайт/с, теперь смогут получить распространение их последователи с интерфейсом USB 3.1, которые будут способны отдавать и получать данные как минимум вдвое быстрее.
|
Теоретическая пропускная способность |
||||
|
Кодирование |
8/10-бит |
|||
|
Теоретическая скорость передачи данных |
1,2 Мбайт/с |
48 Мбайт/с |
625 Мбайт/с |
1250 Мбайт/с |
Двукратное расширение полосы пропускания - не единственное преимущество нового стандарта USB 3.1. В дополнение к этому USB 3.1 использует и более эффективное кодирование данных, позаимствованное из протокола PCI Express 3.0. Если USB 3.0 предполагал кодирование по схеме 8/10-бит (к каждым восьми битам полезных данных добавляется два бита контрольной суммы), то USB 3.1 переходит на более совершенную схему кодирования 128/132 бит с исправлением ошибок. Иными словами, в то время как предыдущая версия протокола расходовала 20 % своей полосы пропускания на передачу служебной информации, теперь накладные расходы снижаются до менее чем 4 %. Причём новый алгоритм расчёта контрольных сумм позволяет исправлять однобитовые искажения в 128-битном пакете без необходимости его повторной передачи. В результате интерфейс USB 3.1 на практике способен обеспечивать полезную пропускную способность, превосходящую скорость USB 3.0 даже более чем вдвое. Путём простого арифметического подсчёта несложно получить, что скорость передачи полезных данных по USB 3.1 может достигать величин более 1,2 Гбайт/с. Однако это - лишь теория, и из этого числа необходимо вычесть издержки драйвера, добавки, возникающие при формировании пакетов, неэффективность микропрограммного обеспечения и прочее. А значит, в итоге мы вполне можем ожидать практического максимума скорости где-то в районе 1 Гбайт/с, что выразится в уменьшении времени передачи больших объёмов данных по сравнению с USB 3.0 примерно в 2,4-2,5 раза.
В новый стандарт заложены и другие усовершенствования, уже не касающиеся скорости. Например, электрическая реализация портов при использовании особых разъёмов и специальной схемы подключения предполагает их способность отдавать до 100 Вт мощности. Это значит, что порты USB 3.1 в некоторых случаях будет допустимо использовать не только для питания переносных устройств хранения данных и для зарядки смартфонов и планшетов, но и даже для подпитки энергией, например, полноценных ноутбуков. В дополнение к этому выполненные в соответствии с новым стандартом USB-кабели получили поддержку специального «альтернативного режима», который позволяет передавать аудио и видео по протоколу DisplayPort.
Немалым достоинством стандарта USB 3.1 выступает его обратная совместимость. Это значит, что порты USB 3.1 способны работать в режимах USB 1.x, 2.0 и 3.0. То есть как старые устройства можно подключать к новым портам, так и новые устройства без каких-либо ограничений смогут работать в старых системах.
Впрочем, всё-таки существует один нюанс, который может несколько ограничить совместимость устройств и портов USB 3.1 . Дело в том, что новая версия стандарта вводит в употребление ещё один тип разъёма - так называемый USB тип C. Это значит, что появляется дополнительный, независимый вариант портов, который не имеет механической совместимости ни с какими другими разъёмами.
Но даже несмотря на это, разъёмы USB типа C имеют сразу несколько преимуществ по сравнению с остальными реализациями. Самое главное — их можно беспрепятственно переворачивать на 180 градусов: они не имеют верха и низа и их стороны равноправны. Таким образом, вероятность правильно воткнуть штекер в порт увеличивается вдвое - это всегда можно будет сделать с первого раза. Кроме того, новый коннектор имеет сравнительно скромные габариты - он немного похож своими размерами на micro-USB тип B, обычно используемый в смартфонах, а значит, внедрение портов USB типа C может стать повсеместной тенденцией и со временем они станут негласным стандартом для портов USB, которыми будут оснащаться любые устройства.
⇡ USB 3.1 в исполнении ASUS
Компания ASUS смогла начать внедрение USB 3.1 на своих материнских платах одной из первых. Это неудивительно, так как наибольших успехов в разработке необходимых контроллеров достигла компания ASMedia, состоящая с ASUS в тесных партнёрских отношениях. В результате сегодня ASUS может предложить сразу два различающихся варианта реализации портов USB 3.1 - непосредственно на плате или через дочернюю PCIe-карту. Полный список моделей материнских плат, в которых появилась поддержка новых портов, выглядит следующим образом:
- Rampage V Extreme/U3.1;
- X99-Deluxe/U3.1;
- X99-Pro/USB3.1;
- X99-A/USB3.1;
- X99-E WS/USB3.1;
- Z97-Deluxe/USB3.1;
- Z97-Pro(Wi-Fi ac)/USB3.1;
- Z97-A/USB3.1;
- Z97-E/USB3.1;
- Z97-K/USB3.1;
- Sabertooth Z97 Mark 1/USB3.1;
- B85M-G Plus/USB3.1;
- B85-Plus/USB3.1.
Те платы, которые имеют в своём названии маркировку USB3.1, оборудуются двумя портами USB 3.1, выведенными на заднюю панель. Модели же с суффиксом U3.1 комплектуются дополнительной PCIe x2-картой с двумя такими портами.
Обратите внимание, в приведённом списке фигурируют лишь платы для процессоров Intel, и в нём почти нет плат серии ROG. Однако это не значит, что у приверженцев таких решений нет шансов заполучить в свою систему новомодные порты USB. Попутно ASUS готова предложить и отдельную PCIe x2-карту расширения с двумя портами USB 3.1, которую можно будет приобрести независимо от материнской платы.
Нам же на тестирование достались две материнские платы: ASUS X99-A/USB3.1 и ASUS Z97-A/USB3.1.
|
|
|
Хотя они и имеют между собой коренные различия, так как поддерживают процессоры разного класса (LGA2011-3 и LGA1150), принципы реализации USB 3.1 на этих платах оказались совершенно одинаковыми. Обновлённые версии материнских плат почти полностью повторяют дизайн предшественниц — ASUS X99-A и ASUS Z97-A , — а изменения кроются лишь в появлении на них дополнительного чипа ASMedia ASM1142, который представляет собой двухпортовый контроллер USB 3.1, подключаемый либо к одной линии PCIe 3.0, либо к двум линиям PCIe 2.0. На обеих платах реализован второй вариант, то есть контроллер USB 3.1 в реализации ASUS использует чипсетные линии PCI Express, разделяемые с одним из имеющихся на плате слотов PCI Express 2.0 через мультиплексор. А это значит, что выбран далеко не самый быстрый вариант: на контроллер, реализующий два порта USB 3.1 с максимальной пропускной способностью 1,25 Гбайт/с, приходит шина с реальной полосой пропускания менее 1 Гбайт/с, да ещё и не напрямую, а через промежуточные узлы. Впрочем, на данный момент этого должно хватать: скоростные возможности USB 3.1 по современным меркам явно избыточны.
Сами порты USB 3.1 выведены на платах ASUS на заднюю панель в виде традиционных разъёмов типа A. Для их визуального выделения используется видоизменённая цветовая схема: в то время как порты USB 3.0 имеют сердцевину синего цвета, у USB 3.1 она бирюзовая.
|
|
|
Таким образом, нетрудно заметить, что на ASUS X99-A/USB3.1 порты USB 3.1 заняли место пары портов USB 3.0, которые на прошлой версии этой платы были реализованы дополнительным контроллером ASMedia, а на Z97-A/USB3.1 разъёмы USB 3.1 заменили пару чипсетных портов USB 2.0. В части же остальных характеристик между X99-A и Z97-A и их преемницами X99-A/USB3.1 и Z97-A/USB3.1 никаких различий нет.
Как видите, ASUS пока воздержалась от добавления на свои платы нового USB-разъёма типа C. И это касается не только рассматриваемой пары материнок, но и всей линейки USB 3.1-продуктов. Инженеры решили, что на данном этапе для пользователей важнее совместимость. Устройства, использующие интерфейс USB 3.1, только-только начинают свой жизненный путь, а порты USB 3.1 типа A, которые устанавливаются на платы, без каких-либо ограничений работают со всем старым USB 1.x/2.0/3.0-оборудованием по стандартным кабелям.
Учитывая отсутствие на рынке внешних устройств с новым интерфейсом, компания ASUS предоставила нам не только платы, но и инженерный образец собственного внешнего USB 3.1-контейнера. Однако это - не пример перспективного продукта, а лишь экспериментальный образец, который никогда не будет воспроизводиться серийно.
Устройство собрано во внешнем корпусе для 2,5-дюймовых накопителей Lian Li EX-M2. При этом внутри контейнера находится не обычный SSD, а плата, объединяющая два mSATA-накопителя в RAID-массив. Основывается она на контроллере ASMedia ASM1352R, как раз предназначенном для подключения к интерфейсу USB 3.1 одного или нескольких SATA-накопителей. Поскольку данный чип представляет собой вполне стандартное и общедоступное решение, можно ожидать, что агрегаты, подобные нашему экспериментальному тестовому устройству ASUS, через некоторое время смогут предложить другие производители, традиционно занимающиеся компьютерной периферией.
В варианте же, предоставленном ASUS, в RAID-массив уровня 0 было объединено два mSATA-накопителя Samsung SSD 840 EVO ёмкостью по 250 Гбайт каждый. Благодаря этому полученный 500-гигабайтный массив обладает возможностью выдавать при последовательных операциях скорости, существенно превышающие пропускную способность интерфейса SATA 6 Гбит/с. В частности, по утверждению инженеров ASUS, предельные пиковые результаты устройства при подключении через интерфейс USB 3.1 могут достигать величины 860 Мбайт/с.
Внешний накопитель ASUS для своей работы требует подсоединения сразу двух USB-кабелей. Через старомодный разъём micro-B USB на него подаётся питание, а современный разъём типа C служит для передачи данных. Кроме того, по соседству с разъёмами располагается технологическая перемычка и три диагностических светодиода. Отметим, что одновременное использование для подключения контейнера к ПК сразу двух USB-разъёмов в данном случае избыточно, и серийные продукты наверняка смогут обходиться одним разъёмом, например типа C, на который допускается вешать электрическую нагрузку мощностью до 15 Вт.
⇡ Технология ASUS USB 3.1 Boost
Говоря о стандарте USB 3.1 и о росте скорости этого интерфейса, нельзя не упомянуть и о том, что инженеры компании ASUS проделали дополнительную работу и активировали в стандартном протоколе передачи данных некоторые по умолчанию отключенные оптимизации - режимы Turbo и UASP. Они были доступны на платах ASUS и для USB 3.0, но теперь их адаптировали для нового стандарта, что должно позволить достичь более высокой скорости передачи данных по интерфейсу USB. Конечно, максимальная теоретическая пропускная способность при этом не превышается, однако включение технологии USB 3.1 Boost использует возможности интерфейса более эффективно и дополнительно приближает реальные скорости к теоретическому максимуму.
В стандартном режиме передачи данных BOT (Bulk-only transport), который остался неизменным со времён первых версий USB и используется по умолчанию, информация и команды передаются через интерфейс последовательно, причём никакая параллельная обработка при этом не поддерживается, все команды обрабатываются по одной за раз. Очевидно, что при такой схеме производительность интерфейса оказывается напрямую связанной с размером транзакций. В частности, переход на более крупные пакеты снижает трафик, приходящийся на долю команд и служебной информации, и увеличивает скорость при последовательной передаче данных, то есть при обмене большими файлами. Однако у увеличения размера транзакций есть и обратная сторона: производительность при передаче мелких порций информации, размер которых меньше объёма транзакции, замедляется. Поэтому инженеры ASUS в своём режиме Turbo, суть которого заключается в оптимизации размеров транзакций BOT-протокола, применили комбинированный подход. В новой версии этого режима, которая была введена именно для USB 3.1, не просто увеличивается размер транзакций. Для того чтобы исключить возможные падения производительности, теперь добавлено ещё и кеширование, которое должно минимизировать случаи передачи небольших порций данных.
Более того, в дополнение к обновлённому Turbo-режиму инженеры ASUS добавили и включение нового протокола UASP (USB Attached SCSI Protocol), который появился в стандарте USB 3.0. Он предполагает использование наборов команд SCSI поверх USB-транспорта. Принципиальное отличие UASP заключается в его многопоточности и способности обрабатывать по несколько команд одновременно, что снижает время ожидания и поднимает скорость передачи за счёт увеличения полезной загрузки интерфейса. UASP предусматривает выделение четырёх независимых каналов, разделяющих обмен данными, командами и статусом по разным конвейерам. Фактически UASP добавляет многозадачность и возможность перестановки команд в очереди (аналог NCQ) для USB, однако для работы этого протокола требуется специальная поддержка как со стороны хоста, так и со стороны клиента. К сожалению, UASP поддерживали далеко не все устройства и контроллеры USB 3.0, однако с вводом в употребление стандарта USB 3.1 ситуация, вероятно, изменится к лучшему, и эффективность этого параллельного протокола смогут ощутить все пользователи без исключения.
На платах ASUS активация режимов UASP и Turbo выполняется через входящую в пакет AI Suite III специализированную утилиту ASUS USB 3.1 Boost.
Эта утилита проверяет совместимость портов и подключенных устройств и вносит необходимые настройки в параметры USB-драйвера.
Тестирование USB 3.1 | Знакомимся с характеристиками
Каждый год мы ездим в Лас-Вегас на выставку Consumer Electronics Show. И каждый год мы видим массу новых технологий, архитектур, экспериментальных образцов, которые вряд ли доберутся до магазинов, а также продукты, которые начнут продаваться уже через полгода.
Наше присутствие на выставке длится всю неделю. По ее завершении на вас сыплется куча новых спецификаций и анонсов. Однако действительно запоминаются только особенные продукты. Большой интерес к USB 3.1
, о котором довольно много написано на различных тематических ресурсах, говорит о том, что рано или поздно этот стандарт выйдет на рынок.
Плата для разработчиков ASMedia ASM1352R (мост USB 3.1 – SATA)
Возможно, вы не ожидали, что он появится так скоро. На шоу стандарт USB 3.1 демонстрировался на базе контроллера ASM1142 PCIe с двумя портами USB 3.1 , подключенного к двум линиям шины PCIe 2.0, и отдельной платы Asmedia ASM1352R для разработчиков, являющейся мостом с USB 3.1 на SATA 6 Гбит/с. Нам удалось заполучить этот комплект, предназначенный лишь для предварительного тестирования производительности нового стандарта.
Тестирование USB 3.1: железо
Контроллер ASM1142 интегрирован в системную плату MSI X99A Gaming 9 ACK. Насколько нам известно, это будет первая платформа с самым последним контроллером ASMedia и двумя портами Type A на задней панели ввода/вывода.
MSI X99A Gaming 9 ACK выйдет на рынок в первом квартале 2015 года
По данным MSI контроллер подключен к PCH с помощью двух линий PCI Express второго поколения, обеспечивающих пиковую пропускную способность до 1 Гбит/с. Разумеется, на плате есть другие устройства и контроллеры, которые могут конкурировать за имеющиеся ресурсы PCH. X99 изначально предоставляет 10 портов SATA 6 Гбит/с, шесть портов USB 3.0 и Gigabit Ethernet. С центральным процессором они соединяются через четыре линии DMI 2.0. Если постараться, их не так трудно перегрузить данными. Однако первая версия USB 3.1 ориентирована на системы хранения, и когда вы перебрасываете много информации с или на внешний диск, маловероятно, что другие подсистемы будут затронуты.
Плата для разработчиков имеет разъем Micro-B. Обратите внимание на отсутствие в этой конфигурации реверсивных портов Type-C. Хотя Type-C обычно ассоциируется с USB 3.1 , он не обязателен для реализации скоростных преимуществ этого стандарта, так же как и наличие Type-C не говорит о скорости передачи данных уровня USB 3.1 .
Плата для разработчиков очень простая, она состоит из контроллера ASM1352R от ASMedia, двух разъемов SATA, разъема входного питания и нескольких перемычек. Мы подключили пару накопителей Intel SSD 730 по 480 Гбайт, которые предварительно были отформатированы и объединены в массив RAID 0.
Эксперимент
Сегодня мы проанализируем производительность по нескольким аспектам. Во-первых, мы протестируем плату ASMedia с двумя накопителями Intel SSD 730 в массиве RAID 0. Во-вторых, сравним скорость передачи данных контроллера ASMedia и собственного интерфейса Intel USB 3.0, а также контроллера VIA Labs, также установленного на системной плате X99A Gaming 9 ACK.
Patriot Supersonic Magnum с заявленной скорость чтения до 260 Мбайт/с и записи до 160 Мбайт/с
В третьих, мы проверим скорость самой быстрой из доступных в продаже флэшек на базе USB 3.0, чтобы узнать, какие преимущества дает новый стандарт по сравнению с текущим поколением. Заключительный тест будет сравнивать процент использования ресурсов процессора во время передачи файлов, что позволит узнать, как влияет высокая пропускная способность USB 3.1
на интенсивность вычислений по сравнению с USB 3.0.
| Конфигурация тестового стенда | |
| Процессор | Intel Core i7-5930K (Haswell-E) шесть ядер, 3,5 ГГц (35 * 100 МГц), LGA 2011-v3, 15 Мбайт общего кэша L3, Hyper-Threading вкл., Turbo Boost вкл., энергосбережение откл. |
| Системная плата | MSI X99A Gaming 9 ACK (LGA 2011-v3) Intel X99 Express, BIOS 2.2 |
| Оперативная память | Crucial 16 Гбайт (4 x 4 Гбайт) DDR4-2400, BLS4K4G4D240FSA @ DDR3-1866 при 1,2 В Corsair 32 Гбайт (4 x 8 Гбайт) DDR3-2133, инженерный образец @ DDR3-1866 при 1,2 В |
| Накопитель | Samsung 840 Pro 256 Гбайт, SATA 6 Гбайт/с |
| Видеокарта | Nvidia GeForce GTX 780 3 Гбайт |
| Блок питания | Corsair AX860i, 80 PLUS Platinum, 860 Вт |
| Кулер CPU | Noctua NH-D15 |
| Платформа USB 3.1 | ASMedia Development Board, мост ASM1352R с USB 3.1 на SATA 6 Гбайт/с, 2 x 480 Гбайт Intel SSD 730 |
| Флеш-накопитель на USB 3.0 | Patriot Supersonic Magnum 256 Гбайт (USB 3.0) |
| Системное ПО и драйверы | |
| Операционная система | Windows 8.1 Professional x64 |
| DirectX | DirectX 11 |
| Видеодрайвер | Nvidia GeForce версии 340.52 |
| Настройки тестовых утилит | |
| CrystalDiskMark 3.0.3b | Последовательные чтение/запись, случайные чтение/запись блоков 4КБайт (QD=1) |
| копирование в Windows | копирование 36,7Гбайт в 91 файле и 27 папках |
Тестирование USB 3.1 | Результаты тестов
USB 3.1 против USB 3.0
CrystalDiskMark
Мы начинаем тестирование с синтетического бенчмарка, результаты которого всем показывали на выставке CES.
Скорость операций последовательного чтения USB 3.1 превышает 700 Мбайт/с, в то время как пара дисков Samsung 840 Pro, подключенных к экспериментальной плате и о которых мы упоминали ранее, тянулась к отметке 800 Мбайт/с. На чипсете Intel X99 диски достигают 423 Мбайт/с, а будучи подключенными через USB-контроллер VIA на PCI Express, SSD не смогли перескочить планку в 300 Мбайт/с.
Скорость записи не намного ниже (хотя мы увидим, как скорость последовательной записи при простом копировании файлов упадет гораздо значительнее). Контроллер ASMedia USB 3.1
в очередной раз превышает отметку 700 Мбайт/с. Логика Intel PCH ускорилась и достигла 426 Мбайт/с. Максимальная скорость записи через VIA VL805 составила 257 Мбайт/с.
Скорость произвольных операций ввода/вывода впечатляет гораздо меньше. Но этого можно было ожидать от USB (или любого другого интерфейса, если на то пошло). На USB 3.1 скорость чтения приближается к 7400 IOPS блоками по 4 Кбайт на глубине очереди в одну команду, в то время как скорость через контроллер Intel превышает 5400 операций в секунду. Это единственная дисциплина, в которой VIA VL805 обгоняет Intel PCH, набрав почти 6800 IOPS.
Копирование реальных файлов
Синтетические бенчмарки хорошо демонстрируют отдельные аспекты производительности и отлично - пиковые скорости с помощью управляемого потока данных. Но они редко совпадают с реальными результатами. Именно поэтому мы проводим тест простого копирования файлов, включающий 91 файл в 27 папках общей емкостью 36,7 Гбайт. Очевидно, что эти операции последовательные по своей природе.
Чтение данных из подключенного по USB RAID-массива и запись на RAM-диск емкостью 40 Гбайт на нашем ПК происходят значительно быстрее, чем обратная операция записи на внешний массив. Контроллер ASMedia USB 3.1 выполнил работу на чтение за 60 секунд. Встроенная логика Intel USB 3.0 завершила выполнение за 100 секунд. Контроллер VIA VL805 (одна линия PCIe на четыре порта USB 3.0) оказался намного медленнее, его результат составил 145 секунд.
Обратное перемещение данных на два SSD потребовало больше времени. Через USB 3.1 на двух линиях PCIe на выполнение задачи уходит 76 секунд. Контроллер Intel USB 3.0 справился за 113 секунд, а VIA – за 173 секунды.
Иногда энтузиасты "ведутся" даже на относительно небольшую разницу в скорости, но когда речь идет о более чем двукратном превосходстве по сравнению с другим сторонним контроллером, прицепиться просто не чему.
Тестирование USB 3.1 | Самый быстрый флэш-накопитель на USB 3.0 и использование CPU
По крайней мере, на данный момент совместимых с USB 3.1
клиентских устройств не существует. Без них продвигать на рынке новый стандарт будет трудно. Вот почему мы взяли быстрый флэш-накопитель Patriot 256GB Supersonic Magnum USB 3.0 и подключили его к трем разным контроллерам.
Те же 36,7 Гбайт больших мультимедийных файлов были загружены на Supersonic Magnum, а затем записаны на RAM-диск емкостью 40 Гбайт. При подключении к контроллеру ASMedia USB 3.1 операция была выполнена за 148 секунд. Контроллер Intel PCH USB 3.0 оказался немного медленнее - 150 секунд. Через VIA VL805 перемещение файлов завершилось через 158 секунд.
В данном случае разница в скорости лишь формальна. Тем не менее, приятно видеть, что сторонний контроллер, передающий данные через PCI Express, смог обогнать интегрированный контроллер USB 3.0 от Intel. Пусть всего на пару секунд.
Восьмиканальный флэш-накопитель Patriot Supersonic Magnum рассчитан на скорость чтения 260 Мбайт/с и записи - 160 Мбайт/с. Чуть более высокая скорость работы контроллера ASMedia USB 3.1 демонстрирует небольшое преимущество на предыдущем графике.
Использование CPU
Итак, мы выяснили, что даже самые быстрые USB 3.0 флэш-накопители не получают особой пользы от контроллера USB 3.1
. Какие еще аспекты производительности затрагивает новый стандарт? Возвращаясь к инженерному образцу, плате ASMedia (которой требуются совместимые с USB 3.1
клиентские устройства), мы хотим посмотреть, какую загрузку на процессор дает повышенная пропускная способность.
Интересно, что контроллер Intel USB 3.0 записывает данные в массив RAID 0 на скорости около 220 Мбайт/с, полностью используя одно логический ядро нашего Core i7-5930K или 11% от общей загрузки процессора. Между тем, ASM1142 работает на скорости ~ 500 Мбайт/с и утилизирует только часть производительности одного логического ядра, в результате общая нагрузка на процессор составляет только 5%.
Таким образом, даже если сейчас на рынке нет устройства с поддержкой USB 3.1 , для их появления и широкого распространения есть еще одна причина. В конце концов, лучше быстрого интерфейса может быть только еще более высокая скорость и эффективность.
Тестирование USB 3.1 | Перспективы
На сегодняшний день ASMedia является единственной компанией с готовым продуктом USB 3.1 . Конечно, за ней последуют и другие производители. Однако Intel не собирается в ближайшее время интегрировать новую технологию в свои чипсеты. Новый стандарт не фигурирует ни в Broadwell, ни в последующей архитектуре Skylake. Интеграция USB 3.1 ожидается только в Cannonlake. Однако массовое распространение технологии должно с чего-то начинаться, и, скорее всего, в 2015 году этим займутся компьютерные энтузиасты.
Очевидно, что процесс будет медленным. По данным наших источников, у ASMedia по части контроллеров конкуренты появятся только во втором квартале 2015 года. Ожидается, что накопители популярных брендов, включая флэшки, начнут появляться на рынке в третьем квартале этого же года. За это время производители материнских плат должны подтолкнуть развитие экосистемы. Стоит ли сразу бросаться за новым стандартом?
Все зависит от причины покупки новой платформы, и от срока, на который вы ееё приобретаете. Haswell-E - относительно молодая архитектура, и если вы ищите замену старой платформе Nehalem или Sandy Bridge-E, то было бы разумно заложить основу для поддержки USB 3.1 . С другой стороны, вы ничего не потеряете, если решите подождать. Стоимость X99A Gaming 9 ACK, как и X99S Gaming 9 ACK, явно перевалит за $400, но вскоре появится еще масса более доступных решений на чипсетах X99 и Z97. Их выход на рынок приблизит появление совместимых с USB 3.1 устройств.
Чтобы в полной мере раскрыть производительность USB 3.1 , требуется всего пара SSD в массиве RAID 0. Но даже в этом случае скорость передачи данных близка к скорости Thunderbolt первого поколения. USB 3.1 в паре с разъемом Type-C открывает двери для еще более впечатляющих возможностей. Тем не мене, сегодня мы можем только мечтать о флэшках, которые обгонят SSD с интерфейсом SATA 6 Гбит/с.
Кому интересно как работает современный USB 3.1 контроллер с USB type-C разъёмом - прошу на смотрины. Вас ждут высокие скорости и куча графиков. Прислали товар на обзор сразу после обзора кабелей с USB type-C, теперь есть через что тестировать.
Распаковка и изучение
Посылка шла 22 дня (майские праздники). Упакована была в жёлтый бумажный пакет. Внутри картонная коробка слегка примята. В коробке имеется сама карта расширения, пару винтиков, драйвера на диске и брошюрка.
Устройство основано на чипе Asmedia ASM1142. Этот чип часто используется в материнских платах и прочих устройствах. Он реализует два USB 3.1 порта. USB type-C порт отдельно обслуживается коммутатором ASM1542, который нужен для специфического функционала, вроде определения типа устройства на другом конце провода.
Установка
Устанавливается устройство в PCI-e x4 слот. В моём случае, на материнской плате «PCI Express x16 2.0» порт на самом деле имеет всего x4 PCI-e линии, так что для тестов был использован именно он. Контроллер не работает, если ему не подать питание через SATA разъём.
После включения компьютера среди устройств появляется USB Controller, на который требуются драйвера. Установка с диска прошла успешно и в системе появляются устройства и . Операционная система рапортует, что устройство работает на скорости PCI-e x2. В спецификации на контроллер ASM1142 написано, что он умеет работать в режиме PCI-e x2 (2.0) или в режиме PCI-e x1 (3.0), что идентично по результирующей пропускной способности. Перед тестированием хочу напомнить скоростные характеристики различных интерфейсов.
- USB 2.0 – 0.48 Gbit\s
- USB 3.0 – 5 Gbit\s
- USB 3.1 (gen1) – 5 Gbit\s
- USB 3.1 (gen2) – 10 Gbit\s
- PCI-e x4 (2.0) - 16 Gbit\s
- PCI-e x2 (2.0) - 8 Gbit\s
Тесты
К тестированию я готовился долго. Проводил тесты, пытался получить стабильный результат. В итоге тестовый стенд сформировался следующим образом:- SSD Intel S3500 240GB (2 штуки)
- SSD Kingston SNV425-S2 128GB
- USB 3.0 карман Zalman ZM-VE400
- USB 3.1 карман Agestar 31UB2A12 (2 штуки)
- кабель USB type-C > micro USB 3.0
- кабель USB type-C > micro USB 2.0
- кабель USB type-A > micro USB 3.0 (комплектный Zalman)
- программа AS SSD benchmark v1.9
- компьютер MSI B75-G43\ Core i5 3330 (3.0Ghz)\ 16GB\ Windows 7 x64
- Intel B75 chipset USB 3.0 eXtensible host controller (8086\1E31)
- QICENT PU31-1P1C-BK USB 3.1 controller
Тест 1
- сравнение USB 3.1 и USB type-CПроверялась скорость работы через USB type-A и USB type-C исследуемого контроллера. В таблицу занесены данные приложения AS SSD, взятые при подключении к карману двух разных SSD. Из основных результатов были взяты только значения последовательного чтения и записи (как максимально отличающиеся). А остальные значения (ISO, Program, Game) были взяты из дополнительного набора тестов AS SSD. Накопители подключались через карман Zalman ZM-VE400.
По итогам видно, что даже старый SSD Kingston с использованием кармана, у которого контроллер ограничен скоростью чтения в 250 МБ\с, показывает маленький, но прирост в скорости. Тесты проводились по несколько раз, результаты плавали, но разница в 5-10 МБ\с оставалась.
Тест 2
- сравнение Intel USB hub и QICENT USB hubНа этот раз проверялась скорость работы двух разных SSD через Qicent контроллер и встроенный контроллер от Intel. Использовались различные кабели, даже с USB 2.0. Накопители подключались через карман Zalman ZM-VE400.
Тесты показали что, плата расширения от Qicent даже в режиме USB 3.0 быстрее встроенного контроллера от Intel. Но вот в режиме USB 2.0 ситуация меняется.
Тест 3
- питание кармана ZalmanЯ постарался получить информацию, сколько получает одно устройство от разных портов и через разные кабели. Тест имеет некоторую погрешность, так как я забирал значения о напряжении не калиброванным тестером, а с дисплея USB кармана (во время простоя). С другой стороны, это хороший способ оценить получаемое напряжение одним устройством в разных ситуациях.
Тест 4
- максимальная скорость передачи данных.Увеличить скорость передачи можно используя карман с USB 3.1 контроллером. Для этого пришлось приобрести два кармана Agestar (31UB2A12 Black). В них я установил два SSD Intel S3500 240GB. Теперь разница между USB 3.0 и USB 3.1 контроллерами должна быть видна гораздо сильнее.
Но я пошёл ещё дальше. Я попытался проверить пропускную способность контроллера запуская по два теста одновременно. В каждом окне AS SSD я выбирал один из SSD и одновременно нажимал кнопку . В таблице я сравниваю разницу в скорости работы одного SSD Intel от интерфейса SATA 3.0, от Intel USB хаба и от Qicent USB хаба. Под обозначением «2хAGE 3.1 - 3.0 Intel» прячется суммирование результатов двух программ (чтения, записи и прочего). 
Не знаю в чём причина, но две копии программы не всегда могли пройти все тесты, пока я не отключил пункт «кеширование» в настройках обоих SSD. Так что в тесте «2xAGE 3.1 - 3.1 Qicent» именно из-за отключения кеширования видно значительное падение производительности. Но иначе я бы не получил никаких цифр вообще. В итоге суммарная скорость чтения в 660 МБ\с выглядит неплохо.
Выводы
Устройство работает. Устройство опережает своего собрата почти во всех тестах. Порт USB type-C показал себя надёжным и производительным. Кабели удобно вставлять и вытаскивать, а скорость даже выше, чем у соседнего USB type-A 3.1. Если нужны два гнезда именно USB type-A – у производителя есть контроллердостоинства
- скорость работы USB 3.1 контроллера чуть выше, даже если у вас USB 3.0 устройства
- скорость работы через USB type-C разъём чуть выше, даже если у вас не C-to-C кабель
- напряжение питания через USB type-C разъём чуть выше остальных. (в пределах одного теста)
- добраться до максимума пропускной способности контроллера не удалось из-за проблем с программой и отсутствия сверхбыстрых SSD. Но суммарная скорость 661МБ\с при чтении и 545 МБ\с при записи довольно внушительны.
недостатки
- не нашёл драйвера на страничке товара официального сайта Qicent
На закуску.
А вам слабо?
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +15 Добавить в избранное Обзор понравился +22 +42
