Чей USB 2.0 самый быстрый?

Введение

Интерфейс USB 2.0 прочно вошел в жизнь пользователей. Многочисленное семейство периферийных устройств, использующих данный интерфейс, существенно расширяют возможности компьютеров. Реальный эффект от перехода с интерфейса USB 1.1 на USB 2.0 способствует появлению все новых технических решений, использующих достоинства Hi-Speed USB. В качестве примера можно привести все увеличивающееся число внешних оптических накопителей с возможностью записи.
Теоретическая пропускная способность интерфейса USB 2.0 достигает 480 Мбит/с (60 Мб/с) – цифра достаточно внушительная и заметно превосходящая прежний потолок в 12 Мбит/с (1.5 Мб/с). Но далеко не все так однозначно. На практике контроллеры USB 2.0, не в состоянии обеспечить максимальную теоретическую производительность и это еще только полбеды. Вторая часть проблемы заключается в том, что реальная пропускная способность контроллера зависит еще и от его производителя. Касается это в равной мере контроллеров USB 2.0, используемых в материнских платах, так и тех, что интегрированы в подключаемые к ним периферийные устройства. Итоговое быстродействие будет зависеть от взаимодействия этой «связки».
На практике может создаться ситуация, когда подсоединяемое через интерфейс USB 2.0 высокопроизводительное внешнее устройство может не продемонстрировать ожидаемой от него скорости именно по причине недостаточной пропускной способности контроллера в компьютере. Когда Вы приобретаете принтер, сканер или какой-либо другой продукт, соответствующий спецификации Hi-Speed USB, то изменить в нем что-либо на аппаратном уровне нельзя, но можно добиться его максимального быстродействия за счет выбора наиболее эффективного контроллера USB 2.0 для компьютера. В связи с этим возникает вопрос, какая из подобных микросхем способна обеспечить максимальную производительность на практике.

Участники тестирования

Для наших изысканий мы выбрали три наиболее популярных чипа. Два из них были реализованы в PCI-адаптерах USB 2.0, а третьем случае речь идет о контроллере USB 2.0, реализованном в южном мосте Intel ICH5.

Tekram DC602T USB 2.0 Controller


Контроллер компании Tekram выполнен с использованием микросхемы NEC 7200100AGM. Он имеет три внешних и два внутренних USB 2.0 порта. Интерфейс контроллера – PCI 2.2. В комплектацию устройства, поставляющегося в розничном исполнении, входит руководство по эксплуатации, компакт-диск с драйверами и электронной версией документации, а также USB 2.0 кабелем.

GM-VT6202A-2C USB 2.0 Controller


Данный адаптер сделан на основе чипа VIA VT6202. Для подключения устройств в нем предусмотрено два внешних USB 2.0 порта. Интерфейс адаптера – PCI. Производитель данного продукта остался неизвестен, можно с большой долей вероятности предположить, что это одна из китайских или тайваньских фирм. В комплектацию контроллера входит компакт-диск с драйверами.

Intel 865PE


Набор системной логики Intel 865PE содержит южный мост ICH5, о нем и пойдет речь в силу того, что именно он отвечает за работу высокоскоростной шины USB 2.0.
Естественно, что южный мост сам по себе тестировать нельзя, поэтому для того, чтобы оценить его эффективность использовалась материнская плата, выполненная на вышеупомянутом чипсете.

Методика тестирования

Для того чтобы определить наиболее производительный контроллер, использовались следующие программы:

FC-Test версии 0.5.3;
WinBench 99 версии 2.0;
IOMark версии 0.30b14;
IOMeter версии 2003.02.15;
HD Tach версии 2.61.

Тестирование происходило с использованием компьютера следующей конфигурации:

Системная плата – Albatron PX865PE Pro;
Центральный процессор – Intel Pentium 4 2.4 ГГц;
Жесткий диск – IBM DTLA-307015 15 Гб;
Графический адаптер – Radeon 7000 32 Мб;
ОЗУ – 256 Мб;
Операционная система – Microsoft Windows 2000 с Service Pack 4.

Использованные драйвера для контроллеров:

Intel ICH5, 5.0.1006.0 от 15.01.2003;
NEC 7200100AGM, 5.0.2195.6177 от 19.06.2003;
VIA VT6202, 5.12600.1 от 15.2.2003.

Для того, чтобы оценить степень эффективности контроллеров, устанавливаемых в материнскую плату, и контроллера USB 2.0, интегрированного в южный мост, к ним подключались внешний винчестер StorageKingdom EasyHardDisk USB 2.0 20 Гб и жесткий диск Western Digital WD2500JB, установленный в контейнер Gembird Flexi Drive 2.0.

Результаты тестирования

Western Digital WD250JB



Прежде чем перейти к результатам тестирования контроллеров USB 2.0 с помощью данного винчестера необходимо сказать об ограничениях, накладываемых контейнером Gembird Flexi Drive 2.0. Жесткий диск, установленный в нем, оказалось невозможно отформатировать более чем на 128 ГБ, и кроме этого для него был указан (в документации на Gembird Flexi Drive 2.0) лимит по пропускной способности интерфейса – она составляет 40, а не 60 Мб/с, как можно было бы предположить исходя из стандарта USB 2.0. По всей видимости, все эти ограничения носят аппаратный характер, обусловленный возможностями используемого в контейнере моста USB 2.0-IDE.


С помощью программы HD Tach производилось измерение пропускной способности интерфейса (Read Burst Speed). Отчетливо видно преимущество интегрированной шины USB 2.0 в системной логике – она не оставляет никаких шансов своим конкурентам. Контроллеры NEC и VIA работают заметно хуже, причем первый из них опережает второй.
Нельзя говорить о том, что интегрированный контроллер показал лучший результат за счёт более широкого канала доступа к системной памяти (как мы помним, контроллер USB 2.0 в чипсете i865 подключён к контроллеру памяти не через PCI, а напрямую), ведь максимальный достигнутый им трансфер составил 30Мб/сек., что значительно меньше, чем пропускная способность шины PCI - 133 Мб/сек.
Абсолютно та же самая расстановка сил наблюдается и в тесте IOMark. Все полученные результаты полностью коррелируются с данными, полученными в предыдущей программе. Вновь неоспоримо лидерство интегрированного в чипе Intel ICH5 контроллера USB 2.0 - будучи подключенным к нему жесткий диск демонстрирует наиболее высокие показатели. Второе место можно опять отдать контроллеру NEC 7200100AGM, довольно сильно отставшему от лидера, а замыкает тройку контроллер VIA VT6202.

StorageKingdom EasyHardDisk


В отличие от предыдущего диска на этом винчестере удалось осуществить комплекс испытаний с использованием всех программ, поскольку никаких проблем с его форматированием (FAT32) в полном объеме, естественно, не возникало.

HD Tach и IOMark


Результаты измерения скорости передачи данных в программе HD Tach являются свидетельством полного триумфа чипа Intel ICH5. Она оказалась даже больше чем при использовании винчестера WD250JB – скорее всего в этом “виноват” контроллер USB 2.0-EDE, котрорый использован в StorageKingdom EasyHardDisk.
Опять заметен большой отрыв между лидером и двумя другими контроллерами. Среди отставшей пары вновь заметно предпочтительнее выглядит адаптер, выполненный на микросхеме NEC 7200100AGM.
Данные, полученные с помощью теста IOMark, являются еще одним подтверждением сложившейся расстановки сил. Интегрированное в Intel ICH5 решение смотрится значительно убедительнее своих конкурентов. Все измеренные показатели подтверждают данный вывод. Позиции двух остальных конкурентов остались неизменными. Вновь NEC 7200100AGM достаточно уверенно обходит занявший третье место контроллер VIA VT6202.

FC-Test


Программа FC-Test применялась для создания, чтения, а также копирования из одного каталога в другой на винчестере пяти стандартных наборов файлов. Разница в результатах отчетливо заметна при измерении скорости чтения, которая, как ни трудно догадаться, вновь оказалась самой высокой у интегрированного решения.
Немного лучше выглядит Intel ICH5 и при определении скорости создания файлов. Не претерпела никаких принципиальных изменений и соотношение сил, сложившееся между двумя остальными контроллерами. NEC 7200100AGM опять выглядит предпочтительнее VIA VT6202.

IOMeter




Замеры скорости последовательного чтения и записи с помощью программы IOMeter становятся очередным доказательством эффективности встроенного решения от Intel. Обе группы показателей свидетельствуют о его превосходстве над остальными контроллерами. По-прежнему микросхема NEC 7200100AGM работает более эффективно, чем VIA VT6202. Ошибки полученные в результате ряда испытаний вызваны стопроцентной загрузкой процессора при работе с блоками данных малого размера («особеннности» драйверов контроллеров на чипах NEC и VIA?).

WinBench 99




Классический тест компании Ziff Davis приносит результаты, свидетельствующие о превосходстве интегрированной шины USB 2.0, хотя, может быть оно и не столь ярко как в предыдущих случаях. Показатель Business Disk WinMark при использовании ICH5 не является самым лучшим, его немного превосходит значение, полученное для NEC 7200100AGM. Зато результаты High-End Disk WinMark однозначно подтверждают лидерство ICH5. Контроллер VIA VT6202 в очередной раз выглядит хуже своих конкурентов.

Подведение итогов

Как говорят «от добра добра не ищут». Именно такой вывод можно сделать по результатам тестирования USB 2.0 контроллеров. Интегрированная в южный мост Intel ICH5 шина USB 2.0 оказывается самой быстрой по результатам испытаний. Таким образом, если Вы приобретаете современную материнскую плату, выполненную на наборе системной логики компании Intel, то автоматически получаете возможность работать с внешними устройствами, имеющими интерфейс USB 2.0 в режиме максимальной производительности. Немного сложнее дело обстоит с системными платами и адаптерами, использующими микросхемы NEC 7200100AGM и VIA VT6202 – практический потолок скорости передачи данных у них более низкий и в определенных ситуациях это может вызывать ограничение быстродействия подключенных периферийных устройств. Речь идет о тех случаях, когда Вы собираетесь подключать к порту USB 2.0 очень высокопроизводительное устройство, и его быстродействие начинает «упираться» в пропускную способность шины. Если же подключаемый продукт просто поддерживает интерфейс Hi-Speed USB, но не обладает высокой скоростью работы и реальной потребностью в интенсивном трансфере, то использование контроллеров NEC 7200100AGM и VIA VT6202 не вызовет снижения производительности.
Наиболее слабо в нашем тестировании выглядел продукт компании VIA, продемонстрировавший самое низкое быстродействие. Правда, подобная ситуация очевидно не устраивает и самого разработчика - очередной контроллер VT6212 этого производителя по всей видимости должен ликвидировать или по крайней мере сократить отставание в реальной пропускной способности интерфейса. Но, получится ли это на практике, мы сможем узнать только после проведения соответствующих тестов в будущем.