Флэшки и контроллеры: USB 3.0 против USB 2.0

Введение

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.

Kingston DataTraveler Ultimate 3.0

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