Универсальный USB-мост Realtek RTL9210B, поддерживающий как NVMe-, так и SATA-накопители
Методика тестирования накопителей образца 2018 года
Демонстрация скоростных возможностей USB 3.1 Gen2 (ныне ставшего уже 3.2 Gen2 в рамках компании тотального регулярного переименования стандартов) в свое время проводилась при помощи RAID0 из пары SSD. По очень простой причине — пропускная способность выше, чем у SATA600, а все массовые внешние накопители на тот момент строились по одной единственной схеме — с использованием моста USB—SATA, так что «выше головы» прыгнуть не могли. Вот и пришлось городить массивы. И не только в демонстрационных целях — именно таким был и первый появившийся в продаже накопитель с поддержкой нового интерфейса, а именно SanDisk Extreme 900. Хотя и его можно считать в большей степени демонстрацией возможностей — в тупиковости данного подхода никто не сомневался: накопители получались дорогими, громоздкими, да и вероятность потери данных увеличивалась. Тем более, что в те годы внутренние SSD уже готовились к переходу на PCIe, что должно было радикально повысить скорость передачи данных. Оставалось только адаптировать это ко внешнему использованию.
Обзор двух USB-коробочек для NVMe-накопителей на чипах ASMedia ASM2362 и JMicron JMS583
Задача оказалась более сложной, нежели эволюционное развитие мостов USB—ATA, где на каждом шаге просто немного менялся один из интерфейсов (либо USB переходил на новую версию, либо АТА — начался еще со времен АТА33, потом превратился в SATA и дожил до SATA600), так что на ее реализацию ушло несколько лет. Но в начале 2018 года первое подходящее решение мы увидели — им стал мост USB—NVMe JMicron JMS583. К концу того же года свет увидел аналогичный чип ASMedia ASM2362, а еще спустя год — и Realtek RTL9210. Все они в первом приближении идентичны: с одной стороны — USB3 Gen2, с другой — две линии PCIe 3.0, к которым можно подключить NVMe SSD (AHCI с интерфейсом PCIe нельзя — мы проверяли). На данный момент активно используются в готовых внешних SSD (с первыми двумя мы там уже встречались не раз), а также в отдельных коробочках разной степени брендовости, продающихся на AliExpress и других подобных площадках.
Обзор моста PCIe—USB Realtek RTL9210 для превращения NVMe SSD в быстрый внешний накопитель с интерфейсом USB3 Gen2
Увеличение предложения за три года привело к закономерному итогу — если первое время цена подобного корпуса для SSD могла достигать и 40–50 долларов, то сейчас уже все стабилизировалось на отметке от $15. Дальше все зависит от «жадности» продавца и раскрученности торговой марки, но дороже 2000 рублей (если перейти в более привычные единицы) платить не приходится никогда. Мосты USB—SATA на практике немногим хуже, да и стоят коробочки на них примерно вдвое дешевле, так что позиций не сдают. Но и NVMe SSD за три года заметно подешевели, а желающих получить от внешнего накопителя примерно 1 ГБ/с, а не вдвое меньше, тоже становится все больше, поэтому и популярность новых решений постоянно растет. ASMedia так и вовсе предлагает двигаться дальше, начав отгрузки ASM2364 — где уже USB3 Gen2×2 и PCIe 3.0×4, что в перспективе позволит освоить и 2 ГБ/с (лишь бы нужный порт в компьютере нашелся). Пока это дорого —, но купить уже можно: и в виде готового решения, и как коробочку для самостоятельной сборки.
Но все эти мосты объединяет одно — они поддерживают исключительно NVMe-накопители. Для получения искомых скоростей это необходимо —, но некоторым хотелось бы и совместимости с SATA SSD в формате M.2. Не то, чтоб это было сильно массово — ведь и самостоятельно внешний SSD собирается обычно раз и навсегда, так что, если уж хватает SATA, проще более дешевую коробочку сразу и купить. Если же сразу ориентироваться на NVMe — то поддержка SATA даже бесплатно не слишком нужна. Пока же за нее приходится доплачивать — тем более. Однако если в хозяйстве (не обязательно персональном) есть, к примеру, разные SSD формата M.2 2280, которые иногда нужно подключать к USB-портам разных устройств, то одна универсальная коробочка может оказаться более удобной, чем пара разных, да и стоить дешевле. В любом случае, было бы подходящее оборудование —, а сферу применения для него придумать можно.
А оно есть — стараниями Realtek, даже при разработке своих контроллеров для SSD в свое время старавшейся «родить» универсальное решение. Судя по всему, такой же подход использовался и при работе над USB-мостами, так что к RTL9210 вскоре добавился и RTL9210B. Одна буковка —, но существенно расширяющая функциональные возможности: если RTL9210 поддерживает только NVMe, то RTL9210B — и их, и SATA. А что от этого можно получить на практике — сейчас подробно и изучим на примере одного характерного решения.
Orico TCM2M-C3
Это семейство USB-коробочек в ассортименте Orico появилось уже давно и изначально включало в себя только модификации на базе моста JMicron JMS578 — для подключения SATA SSD к порту USB3 Gen1 (ранее известному как USB 3.0). Позднее появились и версии на JMicron JMS583 — т. е. как раз с поддержкой NVMe и USB3 Gen2. Остались в продаже и те, и другие —, но первые обычно стоят чуть дороже 1000 рублей, а вторые — около 2 тысяч. А теперь появилась и новая модификация за 2500 рублей на базе Realtek RTL9210B, куда можно устанавливать и то, и другое.
Дизайн не менялся никогда: это компактная (107×33×11 мм) коробочка из прозрачного пластика с алюминиевой вставкой в стороне, обращенной к SSD. Вставка цветная, но для «двухствольной» модификации доступен только синий цвет, для SATA — только черный, а все четыре цвета (кроме упомянутых — еще красный и серебристый) — только для «обычного» NVMe.
Разбирается устройство без отвертки — достаточно сдвинуть половинки относительно друг друга. Это удобно, но при частом использовании должно разболтаться. Однако для него можно и просто достать основную плату из корпуса.
Она такая же, как и во всех подобных устройствах — различаются только контроллером. Накопитель может быть любой длины до 80 мм — благодаря оригинальному креплению, которое уже без одного винтика не обходится.
Но он в комплекте есть — вместе с металлическим «пеньком». Также туда входят отвертка, термопрокладка и два USB-кабеля. Обычное дело при такой цене — более дешевые комплекты других производителей проще. Но дешевых на Realtek RTL9210B пока нет, так что много не сэкономишь. Работать же все будут одинаково, поскольку все определяется контроллером и установленным SSD. В случае двухрежимных моделей таковые как раз будут априори разными — так что непосредственное сравнение этих двух случаев, как нам кажется, как раз наиболее интересно. Им-то мы сейчас и займемся.
Тестирование
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье, однако с тех пор мы ее немного модифицировали. Подробное описание обновления будет готово в скором времени, однако необходимым оно не является — все будет понятно прямо по тексту. В качестве тестового стенда мы использовали Intel NUC 7i7BNH, причем как чипсетные порты USB3 Gen1, так и USB3 Gen2, реализованный в нем посредством Thunderbolt-контроллера Intel JHL7540.
В качестве «рабочих тел» использовались два SSD WD — Red SA500 500 ГБ (SATA600) и Blue SN550 1 ТБ (NVMe). Второй относится к бюджетной линейке, но USB3 Gen2 ограничит и его, так что тестированию это не помешает. SA500 такой емкости в SATA600 «упирается» не всегда, но слишком мешать это тоже не будет. В конце концов, для сборки внешних SSD многие используют куда более медленные модели — вплоть до основанных на безбуферных контроллерах Silicon Motion. Не раз было показано, что зря —, но вряд ли эта практика в ближайшем будущем сойдет на нет. А на этом фоне оба получающихся у нас накопителя — просто реактивные в своих классах. Вот и сравним «классы» в одинаковых условиях.
Для всех испытуемых использовалась файловая система NTFS. Кэширование записи для USB-накопителей включено.
Последовательные операции
Как мы уже не раз отмечали, однопоточный режим в Crystal Disk Mark в ряде конфигураций выдает неадекватные результаты, а вот многопоточный и сейчас хорошо подходит для оценки предельных возможностей. Они-то как раз наиболее и интересны.
Хотя и полностью предсказуемы. Режим USB3 Gen1 медленнее, чем и SATA600, и PCIe 3.0×2 — поэтому в таких условиях гоняться за «скоростным» внешним SSD необходимости нет. Учитывая же, что такие порты до сих пор наиболее массовые (даже в относительно новой системе других может и не найтись — не говоря уже обо всем парке компьютеров и не только), это дает ответ на вопрос — почему схема USB—SATA все еще себя не изжила: так дешевле, но и достаточно. Однако если ориентироваться на USB3 Gen2, то придется доплатить (благо не так и много) — «новый» (хотя и ему уже несколько лет) заметно быстрее, чем SATA600.
Работа с большими файлами
В современных условиях чтение данных — в чистом виде задача на интерфейс. Поэтому верно все, что было сказано выше: быстрые модификации USB нужны, но при их наличии необходим и SSD с быстрым же интерфейсом.
А вот для получения высокой скорости записи «быстрым» у SSD должен быть не только интерфейс. «К счастью», сам по себе USB3 Gen2 скорость тоже ограничивает — так что необходимости в топовых моделях нет, а найти что-нибудь с подобающей скоростью можно уже и относительно недорого. Но для SATA600 и эти ограничения в принципе недостижимы: в лучшем случае мы получили бы такую же картинку, как при чтении.
Если же интересуют более сложные сценарии, нежели простое копирование информации в одном направлении, то требования к «собственной» скорости SSD только возрастают. Таким образом, NVMe-модель может быть интересна и при использовании USB3 Gen1 — просто потому, что таковые в среднем быстрее.
Производительность в приложениях
Краткое знакомство с новым тестовым пакетом PCMark 10 Storage
От использования старых версий PCMark мы постепенно отказываемся — рассчитаны они были в первую очередь на тестирование жестких дисков, так что разницы между разными SSD почти «не видят». А вот новый PCMark 10 Full System Drive как раз ориентирован на быстрые твердотельные накопители. И включает в себя самые разные нагрузки — от запуска приложений, до простого копирования данных (для внешних накопителей это и сейчас даже более частая нагрузка), так что дает полную информацию об усредненной «системной» производительностью SSD. Более подробную информацию можно получить из нашего краткого описания теста по ссылке, а сейчас — просто результаты.
Достаточно интересные — как раз благодаря разнообразности сценариев, где нужна не только простая передача данных. И, с учетом того, что USB—SATA переход на Gen2 дает очень мало, в каких-то случаях можно получить даже проигрыш из-за конкретных контроллеров и/или других второстепенных (на первый взгляд) факторов. Если же мы берем более быстрый SSD, то с ним такого не происходит. Причем в таких комплексных условиях может выиграть и на «медленном» интерфейсе. Но у себя же на «быстром», конечно — пропускная способность значение тоже имеет, так что любые ее ограничения все равно сказываются.
Интересен тут и еще один момент: данный тест большинству SATA-накопителей (в т. ч. и Red SA500 500 ГБ) выдает оценку в районе 800 баллов, а тот же Blue SN550 1 ТБ внутри компьютера получает чуть больше 1600. «Переделка» во внешнее исполнение что для того, что для другого заметно снижает показатели. Но в итоге внешний SN550 по «общесистемной» производительности оказывается сопоставим с внутренними SATA SSD. Выходит, что нет смысла по старинке «бояться» USB — современные компьютеры и версии Windows не только способны загружаться и работать в таких условиях, но и делают это достаточно быстро. К вящей радости тех, кто этим уже пользуется :)
Итого
Тестирование в очередной раз показало, что идея создания внешних SSD на базе SATA-накопителей до сих пор себя не изжила: такой подход дешевле прочих, а при ориентации на интерфейс USB3 Gen1 (все еще самый массовый) его вполне достаточно. С другой стороны, поддержка более быстрого интерфейса USB не всегда обеспечивает прирост скорости. К примеру, если требуется простое копирование или перенос информации, а в компьютере есть только SATA-накопители (неважно, SSD и/или жесткие диски), то внешнему устройству не требуется работать быстрее — достаточно не быть медленнее. Однако не менее хорошо видно, что переходить на NVMe-накопители и в этом сегменте рано или поздно придется. Во-первых, другого способа загрузить работой USB3 Gen2 (не говоря уже о более быстрых стандартах) на практике нет. Во-вторых, при выходе за рамки простейших сценариев мгновенно оказывается, что высокая производительность накопителя может оказаться востребованной и при работе с низкоскоростными интерфейсами.
Нужны ли на этом рынке универсальные контроллеры — вопрос сложный. Если бы в Realtek ограничились выпуском RTL9210B, который отгружался бы по цене одностандартных конкурентов или ниже — был бы один расклад. Но сейчас с ними конкурирует «простой» RTL9210, а более функциональный чип стоит дороже. Поэтому производителям внешних SSD он точно не нужен. Да и для самостоятельной сборки накопителя раз и навсегда — тоже. Однако было бы подходящее оборудование —, а сферу применения для него придумать можно. Кому-то именно универсальная коробочка может подойти лучше — или как минимум показаться интереснее. Главное, что подход работоспособный — это мы сегодня и проверили.
Полный текст статьи читайте на iXBT
