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” |
Новый стандарт USB Type-C до сих пор недостаточно широко развит на рынке, однако производители постепенно принимают свежую технологию. В смартфоностроении USB-C уже можно назвать новым трендом, потому что это не только усовершенствованный разъем для зарядки, но и средство для отказа от традиционного 3,5-миллиметрового порта для наушников. Сегодня мы более детально поговорим о USB Type-C, и данная статья расскажет вам, что это такое.
Сегодня практически все электронные устройства оснащаются разъемом USB. От настольных компьютеров до смартфонов и разнообразных накопителей с ноутбуками. USB является повсеместным стандартом, когда дело доходит до подключения периферии или передачи данных между устройствами. Последнее крупное обновление USB вышло в 2013 году с выходом USB 3.1, сопровождающегося релизом нового разъема Type-C. Как видите, с тех пор прошло уже почти 4 года, а Type-C так и не прижился.
В настоящее время на рынке можно по пальцам пересчитать устройства, использующие технологию USB Type-C. Среди компьютеров это последние ноутбуки от Apple, от Google, линейка от Samsung и еще несколько гибридных устройств. Среди смартфонов - в основном флагманы уходящего года: , и .
Так почему USB Type-C лучше, чем предшественники? Давайте выясним.
Что такое USB Type-C
USB Type-C - это новый и в настоящее время активно развивающийся отраслевой стандарт передачи данных для компьютеров и мобильных устройств. Главным и самым значительным нововведением Type-C является измененный разъем - универсальный, симметричный, способный работать любой стороной. Разъем USB-C был придуман USB Implementers Forum - группой компаний, которая разработала и сертифицировала новый стандарт USB. В нее также входят крупнейшие технологические компании, а именно Apple, Samsung, Dell, HP, Intel и Microsoft. К слову, это важно знать, ведь поэтому USB Type-C был легко принят большинством производителей ПК.
USB-C - это новый стандарт
В первую очередь нужно знать, что USB Type-C является новым стандартом для индустрии. Точно так же, как когда-то ими были USB 1.1, USB 2.0, USB 3.0 или самый последний USB 3.1. Только предыдущие поколения USB больше были сосредоточены на увеличении скорости передачи данных и различных других улучшениях, тогда как Type-C с физической точки зрения меняет конструкцию разъема аналогично модификациям технологии - MicroUSB и MiniUSB. Однако, решающее различие в данном случае заключается в том, что, в отличие от MicroUSB и MiniUSB, Type-C направлен на замену абсолютно всех стандартов, причем с обеих сторон (пример USB-MicroUSB).Основные характеристики:
- 24 сигнальных вывода
- Поддержка USB 3.1
- Альтернативный режим для реализации сторонних интерфейсов
- Скорость до 10 Гбит/с
- Передача энергии до 100 Вт
- Габариты: 8,34х2,56 мм
USB Type-C и USB 3.1
Одним из возможных вопросов незнающих о USB Type-C может быть нечто подобное: какое отношение USB 3.1 имеет к USB Type-C? Дело в том, что USB 3.1 является основным протоколом передачи данных для Type-C. Скорость версии 3.1 составляет 10 Гбит в секунду - в теории это в 2 раза быстрее, чем USB 3.0. Еще USB 3.1 может быть представлен в оригинальном формате разъема - такой порт называется USB 3.1 Type-A. Но сегодня гораздо проще встретить USB 3.1 с универсальным разъемом нового типа Type-C.Версии USB
Чтобы лучше понять, почему Type-C станет заменой традиционным версиям USB, в первую очередь необходимо понимать разницу между ними. Существуют различные версии USB, а также даже разные коннекторы - например, Type-A и Type-B.Версии USB относятся к общему стандарту, но их различие состоит в максимальной скорости передачи данных и мощности работы. Конечно, есть и многие другие факторы.
Хотя USB 1.0 технически является первой версией USB, она не смогла полноценно выйти на рынок. Вместо нее была выпущена новая версия USB 1.1 - как раз она стала первым стандартом, к которому мы все привыкли. USB 1.1 может передавать данные на скорости 12 Мбит в секунду и максимально потребляет 100 мА тока.
USB 2.0
Вторая версия USB была представлена в апреле 2000 года. Она обеспечила стандарт значительным приростом в максимальной скорости передачи данных - до 480 Мбит в секунду. Также USB 2.0 стал мощнее, потребляя 1,8А на 2,5В.
USB 3.0
Выход USB 3.0 принес с собой не только ожидаемые улучшения в скорости передачи данных и мощности, но и новые типы разъемов. Более того, USB 3.0 даже получил свой цвет - новую версию стандарта обозначили синим, чтобы доблестно отличать его от старых поколений USB. USB 3.0 может работать со скоростью до 5 Гбит в секунду, беря для своего функционирования 5В на 1,8А. Кстати, эту версию представили в ноябре 2008 года.
Новейшая и самая лучшая версия USB была выпущена в июле 2013 года, хотя до сих пор она не используется повсеместно. USB 3.1 может обеспечить пользователей пропускной способностью до 10 Гбит в секунду с максимальным потреблением энергии в 5В/1А, либо опционально 5А/12В (60 Вт) или 20В (100 Вт).
Type-A
Type-A является классическим интерфейсом USB. Короткий и прямоугольный штепсель стал оригинальным дизайном для USB и по сей день остается стандартным разъемом для использования в конце хоста USB-кабеля. Есть также некоторые вариации Type-A - Mini Type-A и Micro Type-A, но они никогда не были широко принятыми общественностью в связи со сложнохарактерным гнездом. В настоящее время обе эти вариации Type-A признаны устаревшими.
Если Type-A стал одной стороной привычного для нас USB-кабеля, то Type-B является другой. Оригинальный Type-B - это высокий разъем со скошенными верхними углами. Обычно встречается на принтерах, хотя сам по себе является расширением стандарта USB 3.0 для введения новых возможностей соединения. Классические MiniUSB и MicroUSB тоже есть в версии Type-B, наряду с абсолютно неуклюжим MicroUSB 3.0, в котором используются дополнительные штекеры.
Type-C
Таким образом, спустя Type-A и Type-B мы подошли, очевидно, к новейшему Type-C. Версии Type-A и Type-B должны были работать совместно друг с другом посредством обратной совместимости, однако прибытие Type-C полностью разрушило эти планы, поскольку USB-C предполагает полную замену устаревших технологий USB-соединения. Также Type-C был разработан специальным образом, чтобы дополнительные варианты типа Mini или Micro не понадобилось выпускать вообще. Это, опять же, связано с намерениями заменить все нынешние разъемы на USB Type-C.
Главной особенностью стандарта Type-C является универсальность или симметричность разъема. USB-C можно использовать обеими сторонами подобно технологии Apple Lightning - больше никаких специальных сторон для соединения, которые к тому же еще и в темноте сложно найти. Также версия Type-C основана на USB 3.1, что означает поддержку всех преимуществ последней версии, включая высочайшую скорость.
USB-C по-прежнему является обратно совместимым с существующими вариантами USB, но для такого сценария использования, конечно, понадобятся адаптеры.
Недостатки USB Type-C
Проблемы у нового стандарта USB Type-C, естественно, тоже имеются. Одним из главных и самых серьезных опасений последней версии технологии называют физическую конструкцию разъема - она очень хрупкая ввиду симметричного дизайна. Apple, несмотря на такую же универсальность своего Lightning, использует прочный металлический штекер, который является гораздо более устойчивым к внешним воздействиям.Еще более актуальной и вызывающей значительное беспокойство проблемой USB Type-C является нерегулируемая работа коннектора, что привело к ряду опасных поступающих в продажу аксессуаров. Некоторые из таких аксессуаров за счет использования неподдерживаемых уровней напряжения способны «поджарить» подключенное устройство. Например, так было с великолепным на старте флагманом , который впоследствии начал сперва воспламеняться, а потом и вовсе взрываться в руках, брюках, машинах и квартирах своих владельцев.
Данная проблема привела к очевидному и единственному решению - массовому запрету на производство и продажу неоригинальных аксессуаров с поддержкой USB Type-C. Так, если аксессуар не будет соответствовать стандартным спецификациям USB Implementers Forum Inc., то продукт не будет допущен к продаже. Также для проверки рабочего состояния и подлинности различных сторонних аксессуаров компания USB-IF представила защищенное 128-битным шифрованием ПО, которое позволит устройствам с данным разъемом осуществлять автоматическую проверку подключенного устройства или аксессуара с USB-C.
Минусы:
- Конструкция. Дизайн USB Type-C хорош, но пострадала конструкция - она довольно хрупкая. Apple в своем Lightning использует цельнометаллический штекер, когда в Type-C используется овальная форма с размещением сигнальных выводов в центральной части.
- Работа коннектора. Если позволить USB Type-C работать с неподдерживаемыми уровнями напряжения, то, вероятнее всего, кабель и/или устройство подвергнется возгоранию.
- Совместимость. USB Type-C - это инновации в мире USB, но новейшее поколение оставляет в прошлом старые устройства, поскольку не поддерживает работу с ними.
- Переходники. Для полноценной работы с USB Type-C на старых устройствах придется докупать переходники. Это дополнительная трата денег.
Преимущества USB Type-C
Несмотря на все вышенаписанное, USB Type-C можно уверенно назвать шагом вперед для индустрии. Установка данного разъема позволит производителям делать более тонкие компьютеры и мобильные устройства с меньшим количеством портов, высочайшей скоростью передачи данных и в наушники. В будущем, если USB Type-C выбьется в массы, разъему удастся заменить не только порт 3,5 мм для наушников, но и HDMI - интерфейс, используемый для передачи видео. Так USB Type-C заменит привычные сегодня разъемы и станет универсальным стандартом в любой ситуации.
Плюсы:
- Симметричность. USB Type-C позволяет забыть о ситуациях, когда приходится вспоминать, с какой стороны вставлять кабель в разъем. Также отныне можно не бояться не найти нужную сторону USB в темноте.
- Компактность. Габариты USB Type-C составляют 8,4х2,6 мм - это позволяет производителям делать компьютеры и мобильные устройства значительно тоньше.
- Универсальность. Благодаря интеграции единого разъема станет возможной зарядка одним кабелем как ноутбука, так и планшета или смартфона.
Официальная часть проходящей в Лас-Вегасе крупнейшей выставки потребительской электроники близка к завершению. Вопреки ожиданиям, на этот раз основные производители представили очень мало новинок. Их самые интересные анонсы просочились в прессу накануне CES 2015, а прошлогодние концепты так и остались на уровне прототипов – пускай и более близких к массовому производству. Приятным исключением на таких шоу всегда становится практическая демонстрация новых стандартов, помогающих быстрее навести порядок в сложившемся цифровом хаосе. На этот раз был представлен скоростной интерфейс USB 3.1 и новый разъём USB Type С.
Представленный год назад черновик стандарта USB 3.1 SuperSpeed+ к настоящему времени вырос до второй ревизии. Главная особенность USB 3.1 Gen.2 – это увеличенная до 10 Гбит/с теоретическая пропускная способность. Напомним, что у USB 3.0 и USB 3.1 Gen1 она меньше вдвое (5 Гбит/с), а у USB 2.0 – почти в двадцать один раз (0,48 Гбит/с). Новые контроллеры Thunderbolt обеспечивают 20 Гбит/с, а перспективные, возможно, покорят рубеж в 40 Гбит/с, но USB – гораздо более распространённый и действительно универсальный стандарт.
Особенно актуален USB 3.1 для твердотельных накопителей, скоростные характеристики которых ограничены пропускной способностью порта SATA III (6 Гбит/с). На CES 2015 представители USB-IF собрали стенд с парой SSD в массив RAID 0, подключённый по USB 3.1. Тестовая утилита CrystalDisk Benchmark показала линейную скорость записи 817 МБ/с. Иными словами, в таком режиме SSD работают быстрее, а их результаты приближаются к таковым у моделей с прямым подключением к шине PCI-Express.
Вторая актуальная проблема, которую решает USB 3.1 – это нехватка питания. Спецификации USB Power Delivery 2.0 предусматривают повышение допустимой силы тока с 900 мА у портов USB 3.0 до 5000 мА у USB 3.1. Этого гарантированно хватит для питания ёмких внешних жёстких дисков и других мощных потребителей от одного порта. Правда, большинство кабелей ограничат силу тока тремя амперами, но это в любом случае в разы превосходит текущие показатели современных интерфейсов.
Порт USB Type-C и вовсе позволит со временем обеспечить питание практически всем устройствам мощностью до ста ватт. С ним для мобильных гаджетов станут возможны новые схемы интеллектуальной зарядки. В них она выполняется быстрее за счёт кратковременных периодов с более высокой силой тока.
Крайне приятной особенностью USB-C стал симметричный дизайн разъёма, позволяющий подключать его к порту любой стороной. Вечная проблема слепого подключения с первого раза навсегда уйдёт в прошлое. По габаритам он идентичен MicroUSB (8,3 x 2,5 мм)
Президент и главный операционный директор USB-IF Джефф Рэйвенкрафт (Jeff Ravencraft) отметил, что многие производители уже начали выпуск контроллеров, портов и кабелей для нового интерфейса. «Сейчас уже не хватает объёмов выпуска для удовлетворения растущего спроса. В течение первой половины года мы ожидаем увидеть больше устройств с USB 3.1. При этом внедрение стандарта USB 3.1 и портов USB Type-C не обязательно должны происходить вместе».
Стандарт USB задумывался как универсальная последовательная шина, но сам был реализован во множестве вариантов. С другой стороны, благодаря ему стало проще подключать периферию, так как сократился набор интерфейсов. Уходят в прошлое FireWire и Thunderbolt. Разъёмы PS/2, COM и LPT порты практически не встречаются в современном оборудовании. У стандарта USB 3.1 есть хороший шанс отправить на пенсию ещё парочку интерфейсов.
Сделать сейчас это будет проще не только из-за оптимизации кодирования данных, но и за счёт внедрения «альтернативного режима». Он позволяет производителям выполнять с помощью USB 3.1 различные специфические задачи, лежащие за пределами официальных спецификаций. Это может быть дополнительное сжатие или шифрование данных, нестандартное подключение питания или расширенная идентификация устройств.
К примеру, восемь контактов USB 3.1 могут быть одновременно использованы как для передачи файлов, так и для подключения монитора через DisplayPort. Остальные обеспечивают питание и подключение устройств со старым интерфейсом USB 2.0 – таких, как клавиатуры и мыши.
Первыми освоят переход на USB 3.1 основные производители контроллеров USB, в числе которых Alcor Micro, ASMedia Technology, Genesys Logic, Phison Electronics и Prolific Technology.
Пока окончательные спецификации дорабатываются, ряд компаний уже использует промежуточные версии стандарта. Разъём USB Type C можно увидеть в планшете Nokia N1, новой ревизии игрового ноутбука MSI GT72 и на материнских платах MSI серии Z97A Gaming.
MSI Z97A GAMING 6 – первая материнская плата с разъёмом USB Type-C (фото: techaeris.com). «USB Type C – это не просто новый интерфейсный кабель и порт, – комментирует Рэйвенкрафт. – Чтобы получить выигрыш в скорости и мощности потребуется аппаратная поддержка нового стандарта на уровне контроллеров – как со стороны компьютера, так и периферийных устройств».
Однако использование USB-C по-своему оправдано уже сейчас. С его помощью производители смогут унифицировать способ подключения и зарядки мобильных гаджетов любой ценовой категории.
В топовые смартфоны можно интегрировать отдельный контроллер USB 3.1 уже сейчас. Бюджетные модели легко оснастить новым портом, работающим в режиме USB 2.0 до тех пор, пока поддержка нового стандарта не будет интегрирована в SoC и не станет более доступной. При этом пользователям будет обеспечена универсальность и плавный переход на новый стандарт.
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.
Последние изменения и улучшения технологии USB расширяют выбор интерфейсов для пользователей. Вначале форум по внедрению USB (USB Implementers Forum) переименовал интерфейс USB 3.0 в USB 3.1 Gen 1. При этом технические характеристики интерфейса остались прежними. Затем форум представил USB 3.1 Gen 2 и новый тип физического разъема, который получил название — USB Type C. Мы решили пролить свет на ситуацию вокруг этих стандартов и разъемов.
Технология USB 3.1
В настоящее время технология USB 3.1 Gen 1 (бывш. USB 3.0) поддерживается как стандарт новейшими операционными системами MacOS, Linux и Windows. Интерфейс обеспечивает максимальную теоретическую пропускную способность 5 Гбит/с и актуальную до 3,4 Гбит/с и до 900 мА тока для устройств. В отличие от USB 2.0 версия 3.1 работает в полнодуплексном режиме, другими словами, возможна одновременная отправка и прием данных.
USB 3.1 Gen 2 предлагает пользователям пропускную способность вдвое больше, чем Gen 1: 10 Гбит/с. USB 3.1 Gen 2 не является стандартом для Intel или AMD, но может поддерживаться сторонними драйверами и контроллерами. И хотя Gen 2 получил небольшие изменения протокола, он поддерживает обратную совместимость с Gen 1.
Сфера применения USB 3.1
Итак, технология USB 3.1 предоставляет пользователю значительно увеличенную производительность по сравнению с USB 2.0. При использовании съёмных накопителей будет обеспечена более быстрая передача данных: больших видеофайлов и изображений. USB 3.1 обеспечит поддержку высоких разрешений и частоты кадров для камер, используемых в системах машинного зрения на производственных линиях. Соответственно, и PTZ камеры, используемые как в системах видеонаблюдения, так и в системах видеоконференцсвязи без использования аппаратного кодека, могут поддерживать разрешение 1080p60 и выше. Несомненно, это улучшает качество и уменьшает стоимость систем для видеоконференций, а также позволяет пользователям подключать свои собственные устройства к Skype и WebEx.
Схема расположения выводов USB 3.1
Как и USB 3.0, USB 3.1 получил дополнительные контакты для поддержки SuperSpeed. Контакты D+ и D- остались прежними, включая (power) и (ground). Для обслуживания шины SuperSpeed были добавлены две дополнительные витые пары, которые и обеспечивают двунаправленную передачу данных SuperSpeed: StdA_SSRX+ and StdA_SSRX- (прием) и SSTX+ and StdA_SSTX (передача).
USB Type C
Новый тип физического разъема привносит значительные качественные изменения, которые выделяют его на фоне USB 3.1 Gen 1 и Gen 2. Type C поддерживает передачу данных со скоростью до 40 Гбит/с (альтернативный режим Thunderbolt 3) и тока с мощностью до 100 Ватт. Многие уже оценили форму разъема: его можно вставлять любой стороной. И коннектор, и соединитель получились довольно компактными и намного более прочными, чем альтернативы, например, micro USB. Кабели получили маркировку электронным чипом для правильного использования и предотвращения ситуаций, когда он не совместим или передаётся слишком большая мощность на устройство, которое ее не поддерживает. Type C обратно совместим с USB 2.0, 3.1 Gen 1 и 3.1 Gen 2.
Type C может как потреблять, так и обеспечивать питание. Один и тот же порт может использоваться как для подключения флеш накопителя, так и для зарядки ноутбука. Кроме этого, зарядка от Type C таких устройств, как смартфоны и планшеты, происходит быстрее.
Альтернативные режимы
USB Type C может работать в так называемых альтернативных режимах, которые позволяют передавать через разъем и кабели не только USB данные. При этом задействуются другие физические протоколы, и с каждым из них обеспечивается передача тока с мощностью до 100 Ватт.
- Альтернативный режим DisplayPort – поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 4:4:4 с версией DisplayPort 1.3. Одновременная передача USB 3.1 Gen 2 и USB 2.0.
- Альтернативный режим Mobil High-Definition Link (MHL) — поддержка передачи видео с разрешением до 4Kp60 (1 линия) или до 8Kp60 (4 линии) с использованием MHL 1.0, поддержка USB 2.0 и 3.1 в зависимости от конфигурации.
- Альтернативный режим Thunderbolt 3 – поддержка до двух дисплеев с разрешением до 4Kp60, передача PCIe 3.0, DisplayPort, USB 2.0 и 3.1, в зависимости от конфигурации.
- Альтернативный режим HDMI – поддержка спецификации HDMI 1.4b (4Kp30, 4Kp60 4:2:0), без поддержки одновременной передачи USB 3.1 в любой конфигурации.
Тенденции вокруг USB-C
Особенности и преимущества USB Type C, безусловно, отразятся на увеличении присутствия разъема в мобильных устройствах и ноутбуках. Среди устройств с данным типом разъема ожидаются флеш накопители, различные док-станции, мониторы и адаптеры для устаревших интерфейсов. К 2019 году ожидается поставка до двух миллиардов самых разных устройств.
