Флэш-диски: USB 1.1 против USB 2.0

Введение

Совсем недавно мы сравнивали пять флэш-дисков с интерфейсом USB 1.1, а сегодня в продаже уже появились подобные носители с высокоскоростным интерфейсом USB 2.0. И, честно говоря, когда я узнал о флэш-носителях с интефейсом USB 2.0, то отнёсся к этому скептически: зная, что cкорости флэш-дисков с интерфейсом USB 1.1 ещё далеки от теоретически возможных 12 Мбит/с, я предположил, что поддержка высокоскоростного интерфейса USB 2.0 не даст прироста производительности этих носителей. Я полагаю, что с этим мнением могли бы согласиться и многие пользователи флэш-дисков с интерфейсом USB, наслышанные о низких скоростях работы флэш-памяти. Но, как говорится, есть только один способ узнать правду – проверить эти флэш-диски в действии. Как только флэш-диски с интерфейсом USB 2.0 появились в продаже, было решено сделать обзор одного такого диска и сравнить его по скорости с другим флэш-диском, имеющим интерфейс USB 1.1. В этом обзоре мы рассмотрим флэш-диск A-Data Speed Drive с интерфейсом USB 2.0 и сравним его с Digitex PenDrive с интерфейсом USB 1.1. Оба флэш-диска имеют объём 256 Мб.

Но сначала поговорим о стандарте USB 2.0. Этот стандарт, также называемый High-Speed USB, является эволюцией USB 1.1. Он создавался для подключения периферийных устройств, требующих высокой скорости передачи данных, таких как сканеры, цифровые фотоаппараты и внешние носители. По сравнению с USB 1.1, максимальная поддерживаемая скорость USB 2.0 значительно увеличена. И если через порт USB 1.1 можно было передавать до 12 мегабит в секунду, то максимально возможная пропускная способность USB 2.0 несравнимо выше – 480 Мбит/с. То есть, теоретически USB 2.0 быстрее, чем USB 1.1 в 40 раз! Стандарт USB 2.0 является обратно совместимым с USB 1.1, то есть, в порты USB 2.0 можно подключать устройства с интерфейсом USB 1.1. При этом максимальная скорость обмена данными с этими устройствами будет ограничена скоростью USB 1.1 – 12 Мбит/с. Кроме того, в USB 1.1 порты можно подключать USB 2.0 устройства. И за счёт обратной совместимости USB 2.0 и USB 1.1, а так же за счёт более высокой пропускной способности шины USB 2.0, новый высокоскоростной High-Speed USB приобретает большую популярность. Все современные чипсеты материнских плат имеют встроенные контроллеры USB 2.0. И на многих материнских платах, системные чипсеты которых не имеют поддержки USB 2.0, установлены отдельные контроллеры USB 2.0. Чаще всего они реализованы на чипах VIA VT6202 или контроллерах производства NEC. Что же касается поддержки со стороны производителей программного обеспечения, то сегодня все производители USB 2.0 контроллеров предоставляют хорошо отлаженные, стабильные драйвера для операционных систем Windows. Таким образом, мы видим, что сегодня компьютерный рынок уже перешёл с USB 1.1 на USB 2.0, и теперь имеет смысл использовать преимущества высокоскоростного интерфейса USB 2.0 для устройств, предназначенных для хранения и переноса данных, в том числе, и для флэш-дисков.

A-Data SpeedDisk

Первыми флэш-дисками с интерфейсом USB 2.0, которые появились в широкой продаже на российском рынке, стали носители «Speed Drive» производства компании A-Data. Они поставляются в простенькой пластиковой упаковке.


Спереди на коробке написано «USB 2.0 Flash Memory Drive», в нижней части этикетки указаны возможные объёмы Speed Drive: 32, 64, 128, 256, 512 Мб или 1 Гб. С обратной стороны упаковки имеется вот такая этикетка:


Взгляд падает на строчки: «Support USB 2.0 up to 480 Mb/s» и обещанные скорости:

Чтение – до 7 Мб/с
Запись – до 5 Мб/c

Вроде бы, обычные рекламные заявления, и ничего особенного в упаковке нет. В том-то и дело, что нигде на упаковке нет логотипа USB 2.0. Есть логотип USB 1.1, он располагается в левом нижнем углу на этикетке сзади, но к USB 2.0 он отношения не имеет. Возможно, данный диск по каким-то причинам не прошёл сертификацию на соответствие стандартам USB 2.0. Может быть, просто не успел в силу того, что появился он недавно. Конечно, приятно было бы видеть на этом диске логотип High-Speed USB, но надеюсь, что его отсутствие не помешает его использованию.


В комплекте к флэш-диску A-Data SpeedDisk поставляются 1.2-метровый экранированный кабель-удлинитель (в соответствии с требованиями стандарта USB 2.0 для подключения высокоскоростных устройств должны использоваться экранированные кабели), дискета с драйверами и шнурок для ношения Speed Drive на шее.


Сам флэш-диск A-Data Speed Drive имеет пластиковый серебристый корпус размерами 81x28x16 мм, при этом масса носителя составляет 20 грамм.


Разъём USB у данного носителя закрывается пластиковым колпачком, на котором установлена стальная прищепка, позволяющая носить его в кармане как авторучку. Колпачок надевается на диск лишь в одном положении так, что прищепка не закрывает надпись Speed Drive, при этом колпачок плотно фиксируется, и уж сам по себе он вряд ли соскочит.


В верхней части устройства, возле надписи «Speed Drive» установлен красный светодиод, сигнализирующий о работе диска. Он постоянно горит, когда происходит обращение к диску, и гаснет, когда не происходит записи на диск или чтения с диска. Рядом с ним имеется ушко, в которое продевается шнурок ремешка для ношения диска на шее или на брелоке с ключами. Сбоку на Speed Drive установлен переключатель, переводящий диск в режим «только для чтения» или обратно в режим, когда с диском могут проводиться операции и чтения и записи. Этот переключатель не утоплен внутри корпуса, и пользоваться им можно даже без использования каких-либо инструментов вроде отвёртки.
Флэш-диск Speed Drive очень легко разбирается. Чтобы получить доступ к его внутренностям, достаточно просто открутить один маленький шурупчик на корпусе. В нашем случае это очень хорошо, поскольку мы можем посмотреть на микросхемы памяти и контроллеры, установленные внутри флэш-диска.








Внутри флэш-диск A-Data Speed Drive выглядит следующим образом: на плате контроллера установлена дочерняя плата с микросхемами флэш-памяти. Посмотрим на чипы контроллера.


Phison PS3001B – это контроллер USB диска. Компания Phison разработала эталонный концепт флэш-диска с интерфейсом USB, который используется некоторыми производителями этих устройств. В частности, такие известные флэш-диски, как Apacer HandyDrive, построены на контроллере Phison PS1011G. Однако, контроллер PS3001B на сайте компании Phison в описаниях отсутствует.


Следующий чип – NEC 0720130GC. Это мост USB 2.0-ATA/ATAPI, поддерживающий передачу данных по интерфейсу USB 2.0 с максимальной скоростью до 480 Мбит/с.


В диске Speed Drive используются микросхемы флэш-памяти Samsung K9F1G08U0M-YCB0. Это 128-Мбайтная 8-битная NAND флэш-память.
Многие современные USB-диски размером с зажигалку имеют одну общую проблему – их трудно подключить к USB портам, если расположенные рядом порты уже заняты. Самое распространённое место, куда подключаются USB устройства – это панель на материнской плате. Чаще всего, USB порты на материнской плате располагаются между COM-портами и PS/2. Бывает, что рядом установлены ещё и FireWire, или сетевые порты. При рассмотрении USB-дисков очень важно уделить внимание проверке удобства подключения к компьютеру. Для этого мы моделировали вполне обычную ситуацию: компьютер имеет только два USB порта на материнской плате, к которой уже подключены клавиатура и мышь с интерфейсами PS/2 и модем через COM-порт.


В худшем случае, если вместо одного из COM-портов установлен VGA-выход встроенной видеокарты, а панелька со вторым COM’ом отсутствует, выбора, куда подключать модем с COM-портом уже не будет. Может быть и такое, что второй COM-порт занят каким-либо другим устройством. Во всех этих случаях, USB диск придётся подключать между COM и PS/2 портами. Размеры A-Data Speed Drive не позволяют подключить его между PS/2 и COM-портами, поэтому для установки этого носителя верхний COM-порт пришлось освободить. Вопрос о соседстве Speed Drive с другими USB устройствами обстоит немного иначе. Дело в том, что толщина данного диска достаточно большая – целых 16 мм. Но сам разъём USB порта расположен не симметрично посередине диска, а чуть сдвинут вниз, таким образом при подключении к USB порту флэш-диск будет выступать в одну сторону сильнее, чем в другую. И с одной стороны он будет блокировать соседний USB порт, а с другой стороны (к которой сдвинут разъём USB) – нет. Во всяком случае, длинный USB 2.0 кабель, поставляемый в комплекте с носителем, всегда поможет решить проблему с подключением к труднодоступным портам.
В комплекте к Speed Drive не поставляется никакого программного обеспечения для защиты информации на носителе от несанкционированного доступа. Специальных утилит для форматирования носителя в комплекте так же нет. Сделать Speed Drive загрузочным, чтобы можно было использовать его вместо системной дискеты, опять же невозможно.
Как видно, комплектность и программное обеспечение A-Data SpeedDrive относят этот носитель к среднему классу. Однако, его стоимость сопоставима со стоимостью дорогих флэш-дисков, которые уже могут быть загрузочными, которые могут защищать хранимую информацию от несанкционированного доступа и имеют более богатую комплектацию. Рассмотрим один такой флэш-носитель от компании Digitex.

Digitex Pen Drive 256 Мб

Компания Digitex хорошо известна на российском рынке своими недорогими компьютерными аксессуарами. Флэш-диски с интерфейсом USB – одно из направлений деятельности компании. Диск Digitex Pen Drive весьма распространён на российском рынке, и наверняка встречался тем, кто озадачивался выбором подобного «флэш-брелока». И хотя подобные диски от Digitex имеют относительно высокую стоимость, есть в них всё же то, что притягивает определённого покупателя.


Данный носитель поставляется в небольшой картонной коробке, на которой указаны возможности и технические данные диска на трёх языках, в том числе и на русском.


В комплекте к флэш-диску Digitex Pen Drive прилагаются:

Экранированный USB кабель длинной 40 см.
Стыковочная станция (крэдл) с кабелем длиной 125 см
Шнурок для ношения флэш-диска на шее
Карабин для крепления флэш-диска на связку с ключами
Трёхдюймовый компакт-диск с драйверами
Инструкция пользователя (на английском языке)

На компакт-диске поставляются драйвера для Pen Drive, а так же утилиты для защиты хранимой информации от несанкционированного доступа, для форматирования диска на низком уровне и создания на нём загрузочной области.
Сам флэш-диск по своей форме очень похож на A-Data Speed Drive. Его размеры - 85x29x16 мм, а масса – 21 г. Корпус диска такой же серебристый, с плавными, округлыми формами, как у Speed Drive.


Единственный красный светодиод установлен в верхней части корпуса, справа от надписи Digitex. Он горит, когда происходит обращение к диску. На торце корпуса Pen Drive установлено ушко для поставляющегося в комплекте ремешка или карабина, чтобы Pen Drive можно было повесить, как брелок на ключи, или как «украшение» на шею.


Контакты USB у этого диска закрыты колпачком со скобой, выполняющей роль прищепки, дающей возможность носить диск как авторучку. Это – ещё одна черта, определяющая сходство Digitex Pen Drive и A-Data Speed Drive.


Правда, в отличие от Speed Drive, у диска от Digitex переключатель в Read-Only режим, установленный в том же месте сбоку, утоплен внутри корпуса и воспользоваться им можно только при наличии какого-нибудь тонкого предмета. Например, отвёрточки или булавки.
Диск Digitex Pen Drive тоже легко разбирается, и, открутив один шурупчик, мы получаем доступ к его внутренностям.




Здесь функции контроллера выполняет чип OTI-6808 производства компании Ours Technology Inc. Этот контроллер поддерживает только интерфейс USB 1.1 с максимальной скоростью передачи 12 Мбит/с. Чипы памяти NAND Flash здесь установлены производства Samsung, их маркировка - K9K1G08U0M-YCB0.
Что можно сказать про удобство подключения Digitex Pen Drive? Этот флэш-диск всего на один миллиметр шире A-Data Speed Drive и имеет такую же толщину. Следовательно, всё, что было сказано про удобство подключения Speed Drive, справедливо и для Pen Drive.


Этот флэш-диск не поместится между PS/2 и COM-портами, его разъём USB так же немного смещён, так что будет ли Pen Drive блокировать соседний USB порт или нет, зависит от того, в какой именно порт он будет подключен. Но как бы то ни было, в комплекте к Digitex Pen Drive идёт удобная подставка, крэдл (cradle).


Эта подставка имеет довольно длинный USB шнур, её можно подключить в самый «отдалённый» USB порт компьютера и поставить на стол, рядом с монитором. Таким образом, при подключении флэш-диска не будет необходимости каждый раз тянуться к недоступному порту, а диск будет всегда под рукой.


Надо сказать, что крэдл поставляется не со всеми флэш-дисками Digitex Pen Drive. Он поставляется опционально, и может быть такое, что в коробочке с флэш-диском будет лежать только удлинительный кабель, что всё же лучше, чем ничего.

Перейдём к сравнению двух флэш-дисков.

Субъективное сравнение флэш-дисков

Единственный субъективный фактор: удобство подключения оценивалось по следующей методике. Как уже было сказано ранее, мы взяли материнскую плату с двумя USB портами на её панельке, расположенными между PS/2 и COM-портами. В один USB порт подключался стандартный кабель, эмулируя какое-нибудь внешнее устройство с интерфейсом USB (таких сейчас десятки), в PS/2 порты подключались клавиатура и мышь, а в верхний COM-порт подключался соответствующий кабель.

Если флэш-диск мог быть установлен в один оставшийся USB порт без кабелей-удлинителей, он получал 5 баллов.

Если при этом он упирался в разъём соседнего USB кабеля из-за своей большой толщины, он получал 4 балла.

Если диск подключался к USB-порту, одновременно блокируя соседний USB порт, не давая возможности подключить к нему какое-нибудь устройство, он получал 3 балла.

Если, кроме этого, он не мог быть установлен, пока не освободится верхний Com-порт, этот диск получал 2 балла.

Если диск может быть подключён только через кабель, если ему мешаются даже PS/2 устройства, он получает 1 балл.

Рассмотрим имеющиеся в нашем распоряжении диски.


По удобству подключения оба флэш-носителя получают двойки. Здесь можно возразить, если учитывать, что оба носителя могут не блокировать соседний USB порт, если он расположен со стороны, к которой смещён USB разъём. Но если порт расположен с противоположной стороны, то после установки флэш-диска, доступ к нему будет закрыт.
Об удобствах каждого из дисков уже сказано достаточно, пришло время перейти к оценке скоростных показателей наших USB-винчестеров.

Тестирование

Ну что же, пора сравнить USB диски по скорости чтения и работы. Используя разные интерфейсы, различную память и различные внутренние контроллеры, эти устройства, конечно же, не смогут работать с одинаковой скоростью. Естественно, что мы не ждём от диска A-Data Speed Drive скорости, соотносимой с максимально возможной скоростью USB 2.0 порта (480 Мбит/с, 60 Мегабайт в секунду), но проверить заявленные производителем скорости чтения и записи мы просто обязаны.

Конфигурация тестового компьютера:

• Процессор: Intel Pentium 4 2.8 ГГц
• Материнская плата: Asus P4PE (i845PE)
• Жёсткий диск: IBM DTLA15 Гб 7200 RPM
• Видеокарта: Abit OTES GeForce4 Ti4200-8x
• Звуковая карта: Creative SBLive! Value
• 24x CD-ROM
• Операционная система: Windows XP Professional

Так как материнская плата построена на базе чипсета i845PE, в её южный мост интегрирован USB 2.0 контроллер, который и будет использоваться при тестировании. Кэширование записи на мобильные носители в Windows XP отключалось (это делается в свойствах носителя выбором опции “Optimize for Quick Removal”), таким образом мы получали «чистые» результаты тестирования.


Так же мы использовали отдельный USB 1.1 хост-контроллер на чипе Agere USS3445, чтобы выяснить, какой из дисков будет работать быстрее при подключении к старым компьютерам, не имеющим USB 2.0 портов.

Используемые тестовые пакеты:

• Ziff Davis WinBench 99 2.0
• SiSoft Sandra 2003 Standard

Тестирование скорости USB-дисков должно было ответить нам на два вопроса:

• Какие преимущества даёт флэш-носителю интерфейс USB 2.0
• Как соотносятся скорости обоих флэш-носителей при подключении к USB 1.1 порту

Перейдём к первой части тестирования: сравнению рассмотренных дисков по скорости, и начнём с результатов WinBench 99.








Ну что же, первые тесты показали, что флэш-носитель с интерфейсом USB 2.0 действительно работает быстрее. При подключении к USB 2.0 порту, скорость передачи носителя Speed Drive более чем в четыре раза превышает скорость передачи аналога с интерфейсом USB 1.1. Однако, загрузка процессора при работе с интерфейсом USB 2.0 намного больше, чем при работе с USB 1.1. Возможно, это обусловлено тем, что мы используем встроенный USB 2.0 контроллер от Intel, а USB 1.1 контроллер – внешний, выполненный на отдельной плате. Но с чем связать увеличение времени доступа к диску Digitex Pen Drive при подключении его к USB 2.0 портам, я не знаю. Судя по тесту WinBench 99, мы можем сказать, что носитель A-Data Speed Drive работает быстрее даже при подключении к USB 1.1 портам. Посмотрим, что покажет следующий тест – Sandra 2003 Standard.














Из приведённых выше диаграмм видно, что при подключении к USB 2.0 портам, флэш-диск A-Data Speed Drive показывает почти что в четыре раза большую скорость чтения, чем при подключении к USB 1.1 портам. Однако, до заявленной производителем максимальной скорости чтения, равной 7.5 Мб/с, здесь очень далеко. Скорость чтения USB 2.0 носителя в этих тестах составляет 4 Мб/с. При подключении обоих флэш-дисков к USB 1.1 портам, в пяти тестах диск Digitex Pen Drive выигрывает, хотя и с небольшим преимуществом. Последняя диаграмма показывает, что в обоих случаях носитель A-Data Speed Drive выигрывает, набирая больше очков в Sandra 2003.

Следующий тест – реальное приложение. Мы решили проверить, какую скорость показывают данные диски в реальных задачах, например при копировании файлов на флэш-диск и чтении с него средствами операционной системы. На первой стадии тестирования с винчестера на USB-диск копировалась директория, содержащая 1913 файлов общим объёмом 241 Мб. Затем операционная система перезагружалась, и содержимое флэш-носителя копировалось обратно на винчестер. Время копирования с винчестера на USB-диск и обратно измерялось и записывалось, как время записи и время чтения. Данная операция производилась при подключении обоих флэш-носителей к USB 1.1 и USB 2.0 портам. Скорость HDD несравнимо больше скорости флэш-диска (даже с интерфейсом USB 2.0), поэтому мы можем исключить влияние скорости винчестера в этом тесте и относить полученные результаты именно к скорости USB-дисков.
На приведённых ниже диаграммах указано время чтения и записи, затрачиваемое при копировании данных, поэтому меньшие показатели соответствуют лучшим результатам.




Как видно, диск A-Data с интерфейсом USB 2.0 показывает заметно лучшие результаты при подключении к USB 2.0 портам. Когда же оба диска подключаются к USB 1.1 портам, носитель Digitex Pen Drive оказывается быстрее при записи, а скорость чтения у обоих флэш-дисков в этом случае практически одинаковая.

На второй стадии проводились те же операции записи на USB-диск и чтения с него, только вместо множества небольших файлов использовался один файл объёмом 244 Мб.




При подключении двух дисков к высокоскоростным портам USB 2.0, мы наблюдаем ту же ситуацию, что и при копировании директории с файлами – диск A-Data Speed Drive абсолютно лидирует, показывая почти что четырёхкратное превышение скорости конкурента. Но когда флэш-диски подключаются к USB 1.1 портам, ситуация становится менее ясной. Чтение у Digitex Pen Drive работает быстрее, чем у A-Data Speed Drive, а запись – наоборот, медленнее. Это тем более странно, что при копировании директории с файлами, запись работала медленнее у Speed Drive (при подключении к USB 1.1 портам).

Выводы

Без сомнений можно считать, что сегодня покупка флэш-диска с интерфейсом USB 2.0 оправдана. Высокоскоростные порты USB 2.0 имеются во всех современных материнских платах, и в скором времени они полностью заменят устаревшие USB 1.1 порты, сохраняя при этом совместимость с USB 1.1 устройствами.
Когда я впервые увидел флэш-диск с интерфейсом USB 2.0, то, честно говоря, подумал, что это рекламная уловка, и никакой выгоды от использования высокоскоростного интерфейса не будет. Однако, когда я попробовал эти диски в действии, то полностью поменял своё мнение. Проведённые тесты показывают четырёхкратное превосходство по скорости флэш-носителей A-Data Speed Drive перед распространёнными флэш-дисками с интерфейсом USB 1.1. Единственное, что необходимо для того, чтобы ощутить такую высокую скорость – это наличие в компьютере USB 2.0 контроллера.
Компания A-Data обещала для своего диска Speed Drive скорость чтения до 7.5 Мб/с, а скорость записи – до 5 Мб/с. Полученные результаты далеки от обещанных: скорость записи – около 3 Мб/с, а скорость чтения – 4 Мб/с. Это несравнимо больше, чем 600-800 Кб/с, - скорости, с которыми работают USB 1.1 флэш-диски, но в то же время, несравнимо меньше, чем 60 Мб/с – максимальная пропускная способность шины USB 2.0. Флэш-носители преодолели скоростной барьер. Переход на стандарт USB 2.0 начался, и теперь флэш-диски размером с зажигалку избавились от одного из главных своих недостатков – низкой скорости. Нельзя сказать, что 4 Мб/с – высокая скорость, но протестированный нами носитель A-Data – это «первая ласточка», а значит будут и другие, которые, надеюсь, будут ещё быстрее. Совмещая в себе малые габариты, малый вес, большой объём и высокую скорость, флэш-диски с интерфейсом USB 2.0 станут ещё более выгодной покупкой, чем аналогичные носители с интерфейсом USB 1.1, ведь они позволят быстро перезаписывать и переносить большие объёмы данных с одного компьютера на другой. И вполне возможно, что преодоление скоростного барьера USB 1.1 приведёт к тому, что начнут получать широкое распространение флэш-носители объёмом более 256 Мб. Но это, опять-таки, будет зависеть от их стоимости, потому что сегодня флэш-диск объёмом 256 Мб с интерфейсом USB 2.0 стоит чуть более 100 у.е. А такой же флэш-носитель, но объёмом 512 Мб стоит 209 у.е. За эти деньги можно купить внешний корпус с интерфейсами USB 2.0 и/или FireWire для 2.5-дюймового жёсткого диска и сам 2.5-дюймовый жёсткий диск. А это уже совсем другие объёмы хранимой информации, совсем другие скорости передачи данных и совсем другая тема для статьи. В любом случае, для себя я решил, что если надумаю покупать флэш-диск, буду искать с интерфейсом USB 2.0.