Stojí za to přecházet na USB 3.0?

Na trhu ještě ani není mnoho externích disků s USB 3.0, a na obzoru už se objevují počítače s novým rozhraním Thunderbolt. Vyzkoušeli jsme první zařízení s Thunderboltem a porovnali jsme jej s USB 3.0.
CHRISTOPH SCHMIDT

Pokud jste někdy zálohovali obsah 2TB pevného disku na externí disk, nemusíme vám připomínat, jak pomalý je přenos větších objemů dat po rozhraní USB 2.0. Rozhraní USB 3.0 (SuperSpeed USB) přenáší díky propustnosti 5 Gb/s data desetkrát rychleji než jeho předchůdce, takže rychlost přenosu je v podstatě limitována pouze rychlostí připojeného pevného disku. V tomto testu se nejen podrobněji podíváme na technologii superrychlých rozhraní, ale vyzkoušíme také nejmodernější 2,5" a 3,5" externí disky, které tato rozhraní využívají.
Zatímco USB 3.0 se pomalu dostává i do levnějšího segmentu základních desek a notebooků, společnost Intel se postarala o trochu zmatku uvedením ještě novějšího, ještě rychlejšího a zatím extrémně málo rozšířeného rozhraní Thunderbolt, dříve kódově označovaného jako Light Peak, které by v budoucnu mělo nahradit všechna ostatní rozhraní. Uvedení Thunderboltu je také jedním z důvodů, proč Intel zatím nepřišel s vlastním řadičem pro USB 3.0 a do svých desek montuje jako většina ostatních výrobců řadič od společnosti NEC. Dobrou zprávou pro USB 3.0 je alespoň to, že Intel toto rozhraní hodlá podporovat v budoucích čipových sadách. V dubnu jsme měli možnost vyzkoušet první zařízení osazená Thunderboltem (viz str. 55), takže máme možnost porovnat výkon a výhody obou rozhraní. Rozhraní USB 3.0 bylo vyvinuto speciálně pro rychlé datové přenosy, v čemž se liší od svého méně úspěšného konkurenta v podobě rozhraní eSATA ("External SATA"), které bylo vyvinuto jako externí varianta interní sběrnice SATA a dodnes trpí chybějícím standardizovaným napájením. V našich dlouhodobých srovnávacích testech pak externí disky s USB 3.0 vykazují vyšší přenosovou rychlost až 110 MB/s, zatímco disky připojené přes eSATA dosahují maximálních přenosových rychlostí okolo 85 MB/s. USB 3.0 propustností 6,25× předčí i rozhraní FireWire 800.

Zařízení: Kompatibilní a rychlejší

Při vývoji zařízení vybavených rozhraním USB 3.0 je velmi důležité dodržet zpětnou kompatibilitu se staršími verzemi USB. Ke stařičkému počítači vybavenému první verzí USB 1.0 by mělo být možné připojit i externí disk s USB 3.0, přestože by přenášel data jen rychlostí 1,5 MB/s. Dodnes nejrozšířenější verze USB 2.0 používá stejný konektor a kabely jako USB 1.0, jen má díky řadě vylepšení praktickou přenosovou rychlost v rozmezí 30 až 40 MB/s. V případě rozhraní USB 1.0 a 2.0 je kompletní datový přenos zdvojen a s ohledem na vyšší spolehlivost probíhá po dvou nezávislých konektorech. Vedle datových vodičů jsou součástí starších standardů USB i vodiče napájecí, a to s maximálním napětím 5 V a proudem 500 mA. Nový standard USB 3.0 k nim pro zajištění vyšší přenosové rychlosti přidává ještě další vodiče: dva mají na starosti rychlejší datovou komunikaci mezi počítačem a USB zařízením a další dva se starají o kontrolní přenos dat. Přidané vodiče jsou umístěny do konektoru tak, aby nerušily činnost stávajících vodičů. Jediným konektorem USB 3.0, který se liší od USB 2.0, je velký konektor typu B, který se používá například k připojení tiskáren či skenerů. Napájecí vodiče zásobují připojené zařízení proudem na úrovni 900 mA, takže mohou lépe napájet externí disky, které pak nepotřebují přídavný externí napájecí adaptér. Mezi další výhody patří vylepšené řízení úspory elektrické energie, které umožňuje dočasné uspání a následné probuzení momentálně nevyužívaných zařízení. I když jsou standardy USB 2.0 a 3.0 navzájem kompatibilní, pro dosažení maximální přenosové rychlosti na úrovni USB 3.0 je třeba, aby byl počítač vybaven řadičem USB 3.0 a byl se zařízením typu USB 3.0 propojen odpovídajícím kabelem USB 3.0. Jakýkoliv rozbočovač či jiný prvek mezi počítačem a zařízením musí také odpovídat standardu USB 3.0. Jinými slovy: přenosová rychlost je dána nejpomalejším prvkem.

Nutné vybavení: Čipy a řadič

Rozhraním USB 3.0 nejsou ještě vybaveny všechny nově uváděné počítače. Zvláště málo je pak notebooků, protože ani k nově uvedeným procesorům Intel SandyBridge zatím neexistují čipové sady vybavené nativní podporou USB 3.0 a je třeba se uchylovat k přídavným řadičům, ať už v podobě integrovaných čipů, nebo externích řadičů pro ExpressCard slot. Realita je ale taková, že bohužel většina levných notebooků už dnes není vybavena ani ExpressCard slotem. Na rozdíl od stolního počítače, který lze snadno osadit přídavnou kartou do PCI Express slotu, tak upgrade notebooku bez ExpressCard slotu není možný. Pokud tedy hodláte notebook používat delší dobu a plánujete v budoucnu přejít na USB 3.0, doporučujeme se před nákupem přesvědčit o přítomnosti ExpressCard slotu. Přídavných ExpressCard s řadičem USB 3.0 je na trhu dostatek a dají se koupit už od 500 Kč. Poznáte je snadno podle modré barvy konektorů (viz obr.). V případě, že je notebook či stolní počítač vybaven řadičem USB 3.0, musíme doinstalovat i odpovídající ovladač, protože žádná ze stávajících verzí Windows ovladače pro USB 3.0 zatím neobsahuje.
SuperSpeed dosahuje nominální propustnosti 5 Gb/s, což odpovídá rychlosti 640 MB/s. Praktická přenosová rychlost však závisí na rychlosti vašeho počítače a externího pevného disku. Externí disky s 2,5" HDD jsou většinou pomalejší a dosahují i přes moderní rozhraní USB 3.0 rychlostí okolo 65 MB/s. Důvodem je, že 2,5" pevné disky jsou určeny pro notebooky a více než na rychlost se u nich klade důraz na nízkou spotřebu a hlučnost. Externí 3,5" HDD disky s rozhraním USB 3.0 pracují v průměru rychlostí okolo 90 MB/s, takže ani ony zdaleka nedosahují potenciálu moderního rychlého rozhraní. O poznání lépe jsou na tom externí disky osazené SSD diskem, jako je například OCZ Enyo (viz vložený článek), který po USB 3.0 přenáší data průměrnou rychlostí 260 MB/s. Další parametry, jako je například přístupová rychlost, nehrají u externích disků velkou roli, protože jsou na nich ukládána hlavně data, a ne programy.

2,5" externí HDD: Praktické a prostorné

Pokud od externího disku nepožadujete úložný prostor v řádu terabytů, představují 2,5" externí HDD disky s USB 3.0 ideální volbu. Vejdou se pohodlně do kapsy a k provozu nepotřebují externí napájení, což výrazně zjednodušuje jejich použití. Jejich hlučnost se u všech testovaných modelů pohybuje pod hranicí 1 sonu. Přenosová rychlost většiny 500GB disků výrazně překonává verze používající USB 2.0 (viz infografika na str. 52). Dva 2,5" externí disky se přenosovou rychlostí dokonce dokážou vyrovnat 3,5" externím diskům s USB 3.0. Samsung S2 a Lacie Starck čtou i zapisují data rychlostí vyšší než 80 MB/s. Nejvyšší kapacitou z testovaných 2,5" disků pak s 1,5 TB disponuje Seagate FreeAgent GoFlex. Kromě kapacity je zajímavý i výměnným, volitelně dokoupitelným konektorem, který umožňuje připojení disku i prostřednictvím rozhraní eSATA či FireWire 800. Kvůli relativně vysoké spotřebě skončil tento disk v našich srovnávacích testech až na desátém místě.

3,5" externí HDD: Rychlé a levné

3,5" externí pevné disky si pořizujeme hlavně s ohledem na vysokou kapacitu. Výhodou je i jejich vyšší přenosová rychlost a nižší cena za 1 GB úložného prostoru, která se pohybuje okolo 2 Kč za 1 GB a která je jen o málo vyšší než obdobný poměr u interních 3,5" pevných disků. V porovnání s přenosnými 2,5" disky bývají cca o polovinu rychlejší. Průměrná přenosová rychlost disku Buffalo DriveStation USB 3.0 se při čtení i zápisu pohybuje okolo 110 MB/s, takže je prakticky stejně vysoká jako v případě interního 3,5" disku Samsung HD103SJ, připojeného pomocí SATA řadiče. Díky rozhraní USB 3.0 tak lze s externími disky pracovat téměř stejnou přenosovou rychlostí jako s interními SATA disky.
Řada testovaných produktů je uzpůsobena speciálně pro datové zálohy a je vybavena vypínačem, díky němuž je lze snadno zapnout pouze v případě, že na ně kopírujete zálohovaná data. Díky vypínači spotřebují méně energie, jsou vystaveny menšímu riziku zasažení virem a navíc se prodlužuje jejich životnost. Při výběru externího disku je dobré dbát i na hlučnost zařízení, protože disk je většinou umístěn na pracovním stole v blízkosti notebooku či stolního počítače. Disky s vyšší hlučností než jeden son už vám budou připadat příliš hlučné.

Bonus: Bezpečné a rychlé

Interní i externí pevné disky jsou stále levnější, přesto k nim výrobci často přikládají bonusovou softwarovou či hardwarovou výbavu. Většina z testovaných externích disků je tak vybavena softwarem pro správu zálohování. Výběr zálohovacího softwaru se liší v závislosti na výrobci externího disku. Například disky Verbatim Store'n'Go USB 3.0 jsou vybaveny programem Nero BackItUp&Burn Essentials a disky Seagate a Buffalo DriveStation USB 3.0 se dodávají s utilitou Memeo Backup. V případě, že u zakoupeného disku žádný zálohovací software nenajdete, můžete použít zálohovací utilitu integrovanou do OS Windows Vista a 7. Nachází se v nabídce Start/Údržba/Zálohování a obnovení. Zajímavou utilitou je rovněž prográmek "Turbo USB 2.0", který se dodává spolu s disky Buffalo DriveStation. Je to v podstatě speciální ovladač určený pro externí disky s rozhraním USB 2.0, který deaktivuje všechny protokoly a interní funkce s výjimkou služeb starajících se o přenos dat. Ovladač je aktivován pouze po dobu připojení externího disku a má za následek zrychlení přenosové rychlosti z běžných 30 MB/s na téměř 40 MB/s. V případě USB 3.0 disků není žádný výkonnostní nárůst znát, jelikož přenosovou rychlost už nelimituje propustnost rozhraní, ale jen rychlost pevného disku. Většina přenosných pevných disků se dále dodává s programem pro zajištění vyšší bezpečnosti zálohovaných dat před neoprávněnými uživateli. Pokud ale vámi zvolený disk kryptovací software neobsahuje, můžete si zdarma stáhnout opensourcový program TrueCrypt (www.truecrypt.org). Kryptovací programy vytváří na externím disku prostor, který je dostupný pouze po zadání správného hesla.

Omezení: Rychlost a vzdálenost

Zatímco USB 3.0 nabízí dostatečnou rychlost pro všechny dnes dostupné pevné disky a SSD disky, existuje několik oblastí využití, na které je i SuperSpeed USB příliš pomalé. Jednou z nich je propojení počítače s displejem či televizorem disponujícím HD rozlišením. Nekomprimovaný datový tok Full HD obrazu s rozlišením 1 920 x 1 080 bodů a frekvencí 50 Hz (1080p50) může dosahovat 5 Gb/s, a k tomu musíme ještě připočítat zvuková data. Přenos Full HD videa a zvuku tedy vyžaduje dokonce vyšší datovou propustnost, než jakou může teoreticky nabídnout USB 3.0. Dalším omezením tohoto rozhraní je maximální doporučená délka datového kabelu, která by s ohledem na kvalitu signálu vedeného pomocí měděných kabelů neměla přesáhnout 4,5 metru. S přibývající délkou dochází k degradaci kvality signálu. Během přípravy specifikací pro USB 3.0 se uvažovalo o tom, že měděné vodiče nahradí optická vlákna, která by problém s maximální délkou datových kabelů vyřešila, ale z praktických důvodů nakonec USB 3.0 zůstalo u měděných vodičů. Naprosto stejná situace panuje i u nového rozhraní Thunderbolt, které nedávno uvedl Intel. Původní kódové označení LightPeak jasně dokládá, že mělo využívat výhradně optického přenosu dat, ale nakonec se na trhu objevil Thunderbolt v podobě hybridního řešení. Thunderbolt nahradí podle Intelu v budoucnu všechna ostatní rozhraní sloužící pro připojení drobných periferií k počítači (i když myši a klávesnice možná zůstanou na obyčejném USB), ale jeho hromadný rozmach bude trvat ještě několik let. Do té doby budeme používat rozhraní USB 3.0, které nabízí zpětnou kompatibilitu se všemi starými USB zařízeními i dostatečnou rychlost pro všechna momentálně dostupná disková řešení. Ještě několik let tak bude USB představovat nejvýhodnější kompromis mezi rychlostí, snadnou použitelností a dostupnou cenou.
AUTOR@CHIP.CZ

SHRNUTÍ

Pokud potřebujete rychlý externí disk, můžete bez obav sáhnout po zařízení s rozhraním USB 3.0. S ohledem na rychlostní limity samotných pevných disků, SSD disků a flash disků se nevyplatí čekat na širší rozšíření Thunderboltu, stejně byste jej zatím plně nevyužili. Hledáte-li hlavně dobře přenosný pevný disk, doporučujeme zvolit některý z 2,5" modelů, například vítězný produkt Samsung S2, který nabízí i přes malé rozměry slušnou přenosovou rychlost. V případě, že zálohujete větší množství dat, bude vhodnější 3,5" externí disk se samostatným napájením. V této kategorii zvítězil model Seagate FreeAgent GoFlex Desk, který nabízí 3 TB úložného prostoru a je prakticky stejně rychlý jako interní SATA disk.


ROZHOVOR
"USB je stále rychlé a pohodlné"
Jeff Ravencraft, prezident USB Implementers Fora
Co zpozdilo rozšíření USB 3.0?
Implementace USB 3.0 vůbec není zpožděná! SuperSpeed USB dobývá trh rychleji než jakákoliv předchozí verze tohoto standardu, včetně USB 1.0 a 2.0. Během poslední doby jsme zaznamenali ohromný nárůst množství produktů s certifikací SuperSpeed USB. Očekáváme, že tento trend bude dále pokračovat.
Intel příliš nevěří, že má USB 3.0 budoucnost. Co si o tom myslíte vy?
USB je nejúspěšnějším rozhraním historie osobních počítačů, spotřební elektroniky i mobilních zařízení. Po celém světě je používáno 10 miliard zařízení s USB a výrobci jich každý rok uvedou do oběhu další tři miliardy. Certifikace udělovaná společností USB Implementers Forum zajistí, aby nedocházelo k chybám při komunikaci mezi jednotlivými zařízeními, a je zárukou zpětné kompatibility. Stará se také o to, aby USB bylo stále cenově dostupnou technologií.
Rozšíření technologie Thunderbolt by ale mohlo být dobré.
Zákazníci mají USB rádi, protože funguje spolehlivě. Protokol a řadič USB SuperSpeed jsou škálovatelné tak, aby USB 3.0 mohlo dosahovat přenosových rychlostí vyšších než 25 Gb/s. USB tak bude moci ještě růst bez toho, aby bylo nutné měnit specifikace protokolu či řadiče. To znamená, že bude i v budoucnu snadno použitelným, spolehlivým a vysoce výkonným rozhraním.
USB 3.0 je zpětně kompatibilní, a proto je pomalejší než Thunderbolt. Není to nevýhoda?
Vůbec to není nevýhoda. USB bylo záměrně vyvinuto tak, aby zajišťovalo kompletní zpětnou kompatibilitu starších a novějších verzí. Myslíme si, že zákazník z tohoto stavu může jen profitovat, protože i na novém počítači s USB 3.0 může používat starší zařízení a nové USB 3.0 zařízení je možné opět připojit ke starším počítačům.
Jaký další vývoj technologie USB očekáváte?
USB 3.0 je stále ještě nové rozhraní a je implementováno do řady v současné době uváděných modelů. SuperSpeed USB a jeho Host Controller xHCI byly vyvinuty tak, aby byly v budoucnu schopné dosahovat propustnosti přes 25 Gb/s. Protokol navíc funguje nezávisle na přenosu dat, takže věříme, že se tato technologie může ještě dále vyvíjet.


EXTERNÍ DISKY STEJNĚ RYCHLÉ JAKO INTERNÍ
Po připojení pomocí USB 3.0 pracují některé externí pevné disky stejnou přenosovou rychlostí jako interní disky připojené k počítači přes rozhraní SATA. USB 2.0 zpomalí 2,5" disk zhruba na 30 % potenciálního výkonu.
SATA       90 MB/s
USB 2.0   28 MB/s
USB 3.0   85 MB/s


USB flash disky rychlé skoro jako pevné disky
USB flash disky jsou malé, praktické a pohodlné, ale někdy také nesnesitelně pomalé. Pracujete-li s většími soubory, trvá naplnění obyčejného 16GB USB 2.0 flash disku cca 20 minut. Levné řadiče, které jsou využívány v levnějších USB discích, totiž neumí plně využít ani potenciálu rozhraní USB 2.0. Podpora USB 3.0 nemusí ještě znamenat vysokou rychlost flash disků, ale na trhu existují i opravdu rychlé modely. Relativně velký flash disk LaCie FastKey (60 GB, cca 5 300 Kč) dosahuje nejrychlejších datových přenosů, které jsme u flash disků v naší testovací laboratoři zatím naměřili. Nejrychlejším USB flash diskem běžných rozměrů je 64GB Sharkoon Flexi-Drive Accelerate Duo.
EXTERNÍ SSD DISK S USB 3.0
V současnosti neexistují externí pevné disky, které by dokázaly využít plný potenciál rozhraní USB 3.0 a přenášely data rychlostí stovek megabytů za sekundu. Koneckonců této rychlosti nedosahují ani pevné disky připojené k interní sběrnici počítače. Možnost rychlého přenosu přes USB 3.0 je však pro výrobce disků velmi lákavá, a tak přicházejí se speciálními řešeními, jako je například externí SSD disk OCZ Enyo. Prodává se ve variantách s kapacitou 64, 128 a 254 GB a jeho cena se pohybuje od 4 000 Kč (64 GB) do 16 000 Kč (256 GB). Měli jsme možnost vyzkoušet 64GB verzi, která sice nedosahuje rychlostí interních SSD disků, ale s přenosy na úrovni 118,5 MB/s (čtení) a 93,2 MB/s (zápis) překonává řadu interních nebo pomocí USB 3.0 připojených externích pevných disků

Foto: OCZ Enyo USB 3.0: Externí SSD disk je stejně rychlý jako interní HDD disk.
Foto: Sharkoon Accelerate: Přenos 64 GB dat trvá tomuto USB flash disku 13 minut.


Rychlejší než USB 3.0:
První zařízení s Thunderboltem
Rozhraní Thunderbolt, které vyvinul Intel spolu s Applem, je dvakrát rychlejší než USB 3.0. Elektrickými či optickými kabely dokáže přenášet data rychlostí 10 Gb/s a lze jej použít jak pro přenos dat do úložných zařízení, tak pro připojení HD displejů.

Zatímco USB je striktně zaměřeno na dodržování kompatibility mezi jednotlivými generacemi tohoto rozhraní, Thunderbolt představuje úplně nový začátek. Během vývoje nesl Thunderbolt kódové označení Light Peak a měl k přenosu dat používat výhradně optická vlákna. Prvním počítačem, který je tímto rozhraním osazen, je nová verze notebooku Apple MacBook Pro, a v tomto případě vzal na sebe Thunderbolt podobu a tvar Apple Mini DisplayPortu. Tento port běžně slouží k připojení monitorů a používá maximálně třímetrové kabely s měděnými vodiči. Vzhledem k tomu, že je třeba, aby stejný port umožňoval i připojení optického kabelu, musel být do konektoru integrován světelný konvertor. Díky optickým kabelům pak dovoluje přenášet data až na vzdálenost desítek metrů, a to propustností až 10 Gb/s. Funkčnost Apple Mini DisplayPortu se po jeho osazení Thunderboltem nezměnila a stále může sloužit pro připojení monitoru. Při připojení prostřednictvím USB rozhraní musí být každé zařízení samostatně připojeno k USB portu Host Controlleru, ale Thunderbolt umožňuje řetězení až sedmi zařízení za sebou, a to s možností hot-plug zapojení při chodu počítače. Tento systém umožňuje, abyste doma připojili notebook jedním kabelem k monitoru, ke kterému bude připojen externí pevný disk, ke kterému může být připojen USB disk a dále například klávesnice a myš. Výhodou je, že můžete jedním kabelem připojit všechny potřebné periferie, aniž byste notebook museli připojit k dokovací stanici. Díky vysoké propustnosti a obousměrnému provozu je pak možné, aby probíhal prostřednictvím jediného kabelu přenos komprimovaného HD videa z pevného disku do notebooku a zároveň po stejném kabelu přenos nekomprimovaných videodat z notebooku do monitoru.
Thunderbolt používá zároveň standardy protokolů PCI Express a DisplayPort, které zajišťují připojení dalších rozhraní. Díky tomu mohou výrobci snadno vytvářet vlastní USB, FireWire či VGA adaptéry. Thunderbolt dokáže připojené zařízení zásobovat až 10 watty, což znamená, že se i 3,5" externí disky obejdou bez vlastního napájecího adaptéru. První zařízení využívající Thunderbolt byla představena krátce po uvedení nových notebooků MacBook Pro, které jsou prvními počítači s tímto konektorem. Od léta bude v prodeji například externí SSD RAID disk LaCie "Little Big Disk", který nabízí kapacitu 500 GB a po připojení k novému MacBooku Pro dosahuje přenosových rychlostí až 700 MB/s.
Thunderbolt jasně převyšuje USB 3.0 SuperSpeed propustností a lepšími možnostmi napájení, ale pro nejbližší dobu bude USB 3.0 stále ještě díky možnosti zpětné kompatibility praktičtější a levnější. Thunderbolt má před sebou skvělou budoucnost, USB se však ještě řadu let nebude muset bát o své místo na slunci.

Foto: Jednoduché připojení: Rychlý externí SSD disk LaCie "Little Big Disk" je vybaven dvěma Thunderbolt konektory.
Foto: Řadič: Miniaturní Thunderbolt čipy se vejdou do jakéhokoliv zařízení a komunikují přímo mezi sebou.
Foto: Minikonektor: Nový MacBook Pro obsahuje univerzální konektor, který kombinuje Mini Display Port s Thunderboltem (viz symbol blesku).


Foto: Konektor USB 3.0: Plochý konektor typu A (nalevo) je fyzicky stejně velký jako u verze USB 2.0, ale konektor typu B je kvůli přidaným vodičům větší.
Foto: Seagate FreeAgent GoFlex Desk Velmi rychlý 3TB externí disk, který je momentálně vítězem našich srovnávacích testů 3,5" externích disků.
Foto: Samsung S2 Portable: V kategorii 2,5" externích pevných disků zvítězil díky vynikající kombinaci dostupné kapacity a přenosové rychlosti srovnatelné s 3,5" externími disky.