USB 3.0 SuperSpeed standard

Sredinom novembra prošle godine grupa za promociju USB 3.0 s ponosom je objavila da je izrada specifikacija novog standarda završena. Nakon toga na scenu je stupio forum implementatora koji je za zadatak imao rešavanje tehničkih pitanja i nedoumica tokom razvoja uređaja. Nekih godinu dana kasnije, na tržištu se može naći i pokoji primerak matičnih ploča sa USB 3.0 portovima, kao i periferija koje se preko njega mogu povezati. Dođavola, bilo je i krajne vreme!

Da bismo bolje opisali novi standard, bitno je da se prvo podsetimo prethodnog, tačnije njegovih najvećih mana. Kao standard, USB 2.0 je zaslužio počasno mesto u istoriji razvoja računara time što je u neizmenjenoj formi čitavu deceniju bio najčešće korišćen način povezivanja periferija. Kad malo bolje razmislimo, ne možemo da se setimo da li postoji neka uobičajena vrsta uređaja koja se bar u nekoj varijanti nije povezivala putem USB-a.

Međutim, ovaj veteran sa zadnjeg panela matične ploče imao je i svojih mana. Najveći hendikep USB 1.x i USB 2.0 standarda predstavlja sam način prenosa podataka. Kao fizički medij, ove dve verzije standarda predviđaju upotrebu jedne jedine diferencijalne parice, čime komunikaciju u startu ograničavaju na half-duplex (razmena podataka je moguća u oba smera, ali ne istovremeno). Druga velika mana jeste loš sistem upravljanja radom magistrale. Kombinovane sa činjenicom da USB koristi paketski prenos podataka, ove mane su svoje ružno lice pomaljale u situacijama kada smo USB koristili za prenos većih količina podataka, naročito ako smo kao entuzijasti pokušavali to istovremeno da radimo sa više USB uređaja. Manifestacije su jednostavne: brzina transfera podataka opada, zbir brzina koje pojedini uređaji postižu manji je od maksimalne brzine koju bi jedan uređaj mogao da razvije kad bi bio sam, greške u prenosu, a ponekad i „zaglavljivanje” periferija.

Ovi nedostaci su od najjednostavnijeg načina povezivanja pravili najveću noćnu moru, tako da USB nikada nije bio prihvaćen u primenama koje su zahtevale konstantno dobre performanse (npr. video produkcija). Alternativa USB-u bio je FireWire, sistem sa sličnim mogućnostima, ali generalno kvalitetnijom izvedbom, kao i znatno većom cenom.

Dakle, koje nam to novine donosi USB 3.0? Pre svega, izmenjena je najbitnija komponenta USB-a – fizički medij iliti kabl. Pored uobičajenih žila za napajanje i jedne parice za komunikaciju, USB 3.0 kabl sadrži još dve parice i oklop koji čine tzv. SuperSpeed Bus. Iza ovog pojma krije se posebna full-duplex magistrala pravljena po uzoru na PCI-E. Maksimalan protok preko SSB-a iznosi 4,8 Gbit/s (600 MB/s). Dodavanje ovih parica zahtevalo je smeštanje još četiri kontakta na postojeće konektore. Rezultat ove izmene doneo je i neke probleme sa kompatibilnošću. Naime, konektori na USB 3.0 kablovima nisu kompatibilni sa USB 2.0 utičnicama na uređajima. Na svu sreću, USB 3.0 utičnice će moći da prihvataju USB 2.0 kablove, tako da će biti zadržana sva kompatibilnost sa uređajima koji rade po ranijim standardima (dakle, USB 3.0 uređaj možete povezati na USB 2.0 port putem USB 2.0 kabla).

Druge izmene tiču se samog komunikacionog protokola. Naime, za razliku od prethodnih standarda koji su koristili broadcast tehniku komunikacije (jedan paket se šalje svim uređajima na USB magistrali), USB 3.0 uvodi postojanje zasebnih komunikacionih kanala ka svakom uređaju. Povrh toga, sam transfer podataka organizuje se po streamovima, što dalje upravljanje čini mnogo efikasnijim.

Kada se sve sabere i oduzme, neuki posmatrač mogao bi reći da su stvaraoci novog standarda shvatili da su prethodne verzije jednostavno bile nepogodne za unapređivanje i da je bilo mnogo jednostavnije smestiti još malo žica u kabl, malko izmeniti konektore i na taj način proturiti potpuno nov standard pod maskom starog. S jedne strane, ta ideja nam se sviđa budući da smo i sami zagovornici filozofije da je ponekad najbolje nešto napraviti od nule. S druge strane, već u najavi vidimo kojekakve ujdurme oko kompatibilnosti, kao i pojavu uređaja sa USB 3.0 etiketom koji baš i neće raditi kako se očekuje.

Buffalo HD-HU3

Ovo nas dovodi do razloga za pisanje ovog teksta. Kao što ste primetili, smestili smo ga u Test drive, što najverovatnije znači da smo u prilici da testiramo opremu koja koristi ovaj standard. Ovog meseca smo na test stolu, između ostalog, zatekli i Gigabyteovu ploču GA-P55A-UD6 sa podrškom za USB 3.0 u vidu dva porta, kao i Buffalov eksterni hard disk oznake HD-HU3 u kojem se zapravo nalazi Samsungov HD103SJ, pripadnik serije F3 kapaciteta 1 TB. Testiranja smo obavili koristeći 64-bitnu verziju operativnog sistema Windows 7.

Sintetički testovi kojima smo podvrgli ovu kombinaciju hardvera identični su onima koje inače koristimo za testiranje hard diskova, tako da ih nećemo navoditi pojedinačno, već ćemo se odmah baciti na komentarisanje rezultata. Kao što se može videti iz tabele, USB 3.0 postiže mnogo bolje rezultate u odnosu na USB 2.0.

Pri testovima sekvencijalnog čitanja brzina se približavala maksimumu koji serija SpinPont F3 može da ponudi svojim korisnicima. Treba da napomenemo da je program HDTune u testovima sekvencijalnog čitanja zabeležio dva kratkotrajna propada, što je uticalo na minimalnu ostvarenu brzinu, kao i na prosečnu brzinu. Ovi propadi su najverovatnije posledica konkretne implementacije USB interfejsa i njihov realan uticaj je zanemarljiv. Isto važi i za testove nasumičnog pristupa – praktično su ostvareni maksimalni rezultati za ovaj hard disk. Jedini program koji je primetio da se radi o USB hard disku i koji je pokazao da ovaj interfejs ipak ne može da dostigne namenska rešenja za hard diskove bio je PCMark Vantage.

Iako je očigledno da su ovi rezultati tek polovina maksimalnog „korisnog” protoka od 3,2 Gbit/s koji su naveli autori specifikacije, sama činjenica da su rezultati i do pet puta bolji u odnosu na USB 2.0 ukazuje na to da su full-duplex komunikacija i potpuni redizajn protokola učinili svoje i konačno omogućili USB-u da izađe na crtu standardu FireWire.

Osim sintetičkih testova, opremu smo podvrgli i realnim testovima, uz jednu izmenu. Naime, za razliku od uobičajenog testiranja hard diskova, izabrali smo da ispitamo da li USB 3.0 rešava probleme od kojih je patio njegov prethodnik. Da bismo to izveli, opteretili smo hard disk zahtevima za upis i čitanje sa nekoliko strana, posmatrajući njegovo ponašanje.

Ono što smo očekivali jeste da primetimo značajne zastoje tokom kopiranja fajlova i abnormalno dugačko trajanje samog kopiranja. Na svu sreću, bili smo razočarani po ovom pitanju. Ovakav režim rada uneo je samo očekivani pad performansi. Ukupna ostvarena brzina bila je u rangu maksimalnih očekivanih vrednosti i nismo primetili nikakvo „štucanje” tokom samog procesa. Jedina slaba tačka koju smo ustanovili testom, i koja po našem mišljenju predstavlja uzrok relativno niske ocene koju je hard disk dobio u PCMarku, jeste procentualno veći pad brzine upisa na hard disk pri ovakvom opterećivanju koji je iznosio i do 50 odsto. Istini za volju, bez prisustva više uređaja koji rade po ovom standardu ne možemo sa sigurnošću tvrditi da li se radi o mani interfejsa ili mani samog hard diska koji smo koristili za test.

U svakom slučaju, kao i što smo naveli u naslovu, Godo koga predstavlja dugo očekivana inovacija u najpopularnijem standardu za povezivanje periferija pomolio je svoju glavu na horizontu i polako se približava, noseći sa sobom veću fleksibilnost, pouzdanost, kao i potencijalno mnogo širi spektar primene.

Bojan ŽIVKOVIĆ