Результаты тестов
Произвольная запись и чтение
Внешние накопители редко сталкиваются с произвольными операциями ввода/вывода. Из-за того, что протокол USB не имеет аппаратную поддержку очередности команд (NCQ), данные пытаются записаться последовательно. Однако последовательная запись не всегда подразумевает последовательное чтение. Например, загрузка Windows 7 с USB диска включает в себя чтение множества информации маленького объёма, рассеянной по разным адресам логических блоков, которая, само собой, не находится в том порядке, в котором она была записана на диск.
Поэтому производительность случайных операций ввода/вывода по-прежнему важна, хоть и не критична. Мы собираемся сосредоточиться именно на блоках по 4 кбайт, поскольку, из личного опыта, мы знаем, что это наиболее распространённый размер передачи для случайных операций ввода/вывода.
При тестировании чтения и записи блоков по 4 кбайт, мы ограничены производительностью накопителя. Kingston HyperX Max 3.0 достигает скорости между 10-20 Мбайт/с. И даже когда мы увеличивали количество устройств до двух на контроллерах EJ168 и ASM1042, нам всё равно не удавалось полностью загрузить линию PCIe x1.
Производительность последовательных операций с блоками 128 кбайт
Далее мы перешли к последовательным операциям с блоками по 128 кбайт, так как они действительно отражают скорость передачи больших музыкальных файлов, фильмов и картинок на внешнее устройство хранения данных. В нашей лаборатории мы провели значительный анализ на базе трассировки, используя программу IPEAK от Intel, и результаты не столь однозначны.
С одним приводом Kingston HyperX Max 3.0, скорость последовательного чтения и записи оказалась в районе 170 Мбайт/с. Таким образом, при увеличении количества подключённых устройств, снижения производительности нет вообще.
Пропускная способность является единственным сдерживающим фактором на старых портах USB 2.0, поскольку нам удалось достичь 90% от всей доступной пропускной способности с одним накопителем HyperX Max 3.0 (хотя стоит заметить, что накопитель может работать гораздо быстрее). При переходе к двум устройствам, шина предыдущего поколения нагрузилась примерно на 43 Мбайт/с. На самом деле – это не плохо, если принять во внимание, что USB 2.0 способен дать 480 Мбит/с, поделенные на восемь для перевода битов в байты, и затем умноженные на коэффициент 0.8 для учета кодирования 8b/10b. Мы получаем близкий к USB 2.0 предел.
Встроенный контроллер USB 3.0 чипсета A75 (на базе дизайна Renesas) предлагает нам лучшую производительность, так его пропускная способность на 10 Мбайт/с выше, чем у конкурирующих решений.
Что же это значит в реальности?
Хотя синтетические тесты указывают на рост пропускной способности, это не вполне применимо к использованию в реальных условиях. Если исключить флеш-накопители, то большинство энтузиастов используют только один внешний привод за раз. И те, кто подключает больше одного привода к одному и тому же контроллеру одновременно, вряд ли используют на полную их производительность.
В связи с этим, вы, скорее всего, снизите производительность при одновременном выполнении различных команд на одном дополнительном диске, например, при записи двух файлов. Поддержки NCQ нет, поэтому глубина очереди всегда равняется единице. Однако на уровне драйвера, операционная система чередует команды, используя буфер. Именно это и позволяет вам записывать и считывать файлы с USB-устройства одновременно.
Запись множества файлов через USB 2.0
На практике вы видите, что скорость записи падает с каждой новой аналогичной операцией. Тем не менее, сумма скоростей передачи файлов должна оставаться равной той скорости, которую вы получаете при одной передаче.
Буферизация Bly-ray видео: пропускная способность USB 2.0
Чтение вместе с записью распределяется немного иначе. Посмотрите два наших видео. На них воспроизводится несжатый ролик Bly-ray (30 Гбайт) и записывается на тот же привод.
Буферизация Bly-ray видео: пропускная способность USB 3.0
Благодаря возможности разделения шины для передачи и приема, одновременное чтение и запись происходит так же быстро, как если бы вы выполняли каждую задачу отдельно. Вот почему мы не видим устойчивого падения скорости записи, и видео не воспроизводиться рывками. Единственная разница между USB 2.0 и 3.0 - скорость, с которой происходит передача файла.
Получение хорошей скорости от USB 3.0
Почти каждая материнская плата, продаваемая сегодня, включает поддержку USB 3.0 (синие порты на картинке сверху). И основываясь на наших результатах, мы рады сообщить, что не стоит волноваться насчёт того, какой контроллер USB 3.0 выбрал поставщик вашей материнской платы для своей платформы. Честно говоря, устройства, которые вы подключаете к контроллеру USB 3.0, скорее ограничит собственная производительность, а не контроллер. Мы ещё не видели устройство, способное достичь того предела, который данный стандарт обеспечивает. Чтобы полностью нагрузить подключение PCIe x1 и сторонний контроллер, вам надо дать нагрузку более 500 Мбайт/с.
Не нужно быть инженером, чтобы понять, почему так происходит. В настоящее время все самые быстрые приводы на основе USB 3.0 используют SSD SATA 3 Гбит/с, что ограничивает их максимальную производительность, примерно, на половину от того, что может показать шина. Переход на пару устройств с интерфейсом 6 Гбит/с, использующих USB 3.0, почти наверняка вызовет затор. Однако более быстрые внешние накопители с более высокой ценой вряд ли привлекут массу внимания, так как они будут быстрее, чем внутренняя подсистема хранения данных большинства пользователей. Возможно, в скором времени мы увидим приводы USB 3.0 на базе SF-2200, способные прорваться за пределы стандарта. Но сейчас это не вполне реально, учитывая, что вы не заметите разницы между контроллерами USB 3.0.
Ключевое отличие между контроллерами USB 3.0 будет заметно с Windows 8. Microsoft планирует обеспечить поддержку родного драйвера для USB-Attached SCSI (UAS), который, как ожидается, обеспечит поддержку NCQ-инструкций через USB. В результате вы можете выиграть от способности SSD изменять порядок операций, которая нужна, чтобы воспользоваться преимуществом многоканальных архитектур, что обычно приводит к более высокой производительности при увеличении глубины очереди.
Простое обновление операционной системы не включит NCQ на USB. В дополнение к драйверу, правильного функционирования потребует совместимый контроллер USB 3.0 и клиентское устройство на другом конце. ASM1042 Asmedia уже имеет логику, которая должна поддерживать UAS, но мы не знаем положение AMD A75 или Etron EJ168. На уровне устройств всё становиться ещё более сложным, потому что мы не знаем, готово ли сейчас хоть какое-нибудь внешнее устройство к UAS.
Однако всё это в будущем. А пока, можно наслаждаться молниеносной скоростью USB 3.0 зная, что по большому счёту, очень тяжело загрузить пропускную способность одного порта, и даже два порта на одном контроллере дадут внушительную производительность. Если вы счастливый обладатель четырёх внешних приводов Kingston HyperX Max 3.0 и хотите включить их в чипсет AMD A75 или HighPoint RocketU 1144A, вы тоже увидите относительно хорошую скорость.
Комментарии (0)