Kako izgleda usb 3.0 priključak? Testiranje flash diskova: kako saznati stvarnu brzinu i volumen. Kako odrediti vrstu USB priključka po izgledu

USB 3.0 sučelje znatno je produktivnije od svog prethodnika, USB 2.0. Dok potonji ograničava brzinu linearnog pisanja podataka na flash pogon na 30-40 MB/s, s prvim se datoteke mogu kopirati na USB 3.0 flash pogon brzinom od oko 100 MB/s. Ovo je pravi primjer, ali u teoriji granica propusnost USB 2.0 se smatra 60 MB/s, a USB 3.0 625 MB/s. Kako biste iskoristili prednost USB 3.0 sučelja, i uređaj za pohranu (flash disk, USB-HDD, drugi uređaji za pohranu) i računalo moraju biti opremljeni njime. Kako ćete znati ima li vaše računalo USB 2.0 ili 3.0 priključke?

Prijenosna i PC matične ploče izdane prije 2010. vjerojatno će imati instalirane USB 2.0 priključke. I ovdje računalni uređaji, objavljen kasnije može biti opremljen USB 3.0.

Možete saznati kojim je USB sučeljem vaše računalo opremljeno prema vanjskim značajkama priključaka. USB 1.0 priključci imaju 4 pina, a plastika ispod je bijele boje. USB 2.0 priključci također imaju 4 pina, ali je plastika ispod obično crna. Unutar USB 3.0 priključka nalazi se čak 9 pinova, a plastika ispod je obično plava. Najnoviji modeli Računala i prijenosna računala mogu biti opremljena najsnažnijim USB 3.1 sučeljem do sada s navedenim maksimalnim protokom od 1250 Mb/s. Plastika ispod kontakata takvih priključaka može biti obojena u crno ili plavo. Ono što razlikuje USB 3.1 priključke od njihovih prethodnika je natpis "SS" (Super Speed) ugraviran pored njih.

Kućišta za računala obično dolaze s prednjom pločom s dodatnim USB priključcima za jednostavno povezivanje uređaja. No za takvu pogodnost vlasnici računala koji ne znaju da njihove matične ploče podržavaju USB 3.0 često plaćaju mučnim čekanjem dok premještaju podatke na flash pogon. Uostalom, čak i one moderne, ali proračunske zgrade, u pravilu, opremljeni su USB 2.0 priključcima.

Možete saznati ima li vaše računalo USB 2.0 ili 3.0 priključke pomoću Windows alati. Idite do upravitelja uređaja i otvorite granu "USB kontroleri". Ako su na popisu ogranka glavni kontroleri navedeni kao "Enhanced Host Controller", a njihovi nazivi ne sadrže dodatak "USB 3.0", to znači da računalo ima USB 2.0 priključke.

Prisutnost USB 3.0 priključaka bit će izravno označena dodatkom "USB 3.0" u imenima proširenih host kontrolera. O činjenici da računalo podržava USB 3.0 svjedoči i prisutnost na popisu grane kontrolera, čiji naziv sadrži kraticu XHCI - naznaku univerzalnog eXtensible Host Controller Interface.

Kako doći do USB 3.0 priključaka ako ih nema? Totalna nadogradnja u obliku zamjene matične ploče prijenosnog ili osobnog računala sa svim ovisnim komponentama ima alternativu - ugradnju USB 3.0 adaptera. Za PC sklopove takvi adapteri postoje u obliku ploča instaliranih u PCI Express utor. USB 3.0 adapteri povezuju se s prijenosnim računalima pomoću ExpressCard utora. Na AliExpressu se USB 3.0 adapteri mogu naručiti po promotivnoj cijeni od nešto više od 5 USD. Ova opcija će dati određeno povećanje performansi, ali još uvijek neće dostići mogućnosti USB 3.0, koji je inicijalno podržan od strane modernih prijenosnih računala i matične ploče. Uostalom, prijenos podataka bit će ograničen propusnošću odgovarajućeg utora.

U suvremenoj IT industriji često se događa da jamstva proizvođača uređaja o njegovoj funkcionalnosti ne odgovaraju stvarnosti. Prijeđimo sa skepse o tome na rješavanje konkretnog tehničkog problema...

Formulacija problema

U našem testnom laboratoriju pronađen je USB Flash pogon Kingston DataTraveler 3.0. Prema proizvođaču, uređaj podržava USB 3.0. Provjerimo je li to zapravo slučaj bez rastavljanja flash pogona i bez kršenja jamstva.

Test hardvera

Pogledavši izbliza konektor, iza četiri " Komšije" pinova koji pružaju podršku za USB 2.0, očekivano smo pronašli pet " udaljeni» kontakti koji se koriste samo u modu USB 3.0 super brzina . Mjerimo otpor USB 3.0 signalnih vodova u odnosu na masu i dobivamo vrijednosti koje nisu beskonačne. Zaključak: USB igle 3.0 je fizički prisutan i ne završava u slijepoj ulici. Mjerenje je provedeno ohmmetrom na granici korištenoj za ispitivanje poluvodičke diode. Za pristup "dalekim" kontaktima USB 3.0 konektora možete konstruirati adapter ili koristiti tanku i dugu sondu, poput igle. Dobiveni rezultat je neophodan, ali ne i dovoljan uvjet za rad uređaja u USB 3.0 Super Speed modu rada. Može se dogoditi da su signalni krugovi završeni završnim otpornicima, ali nisu spojeni na upravljač. Stoga prelazimo na sljedeći test – softverski.

Test softvera

Eksperiment izvodimo na prilično novoj, još netestiranoj ploči. Tyan S5533, izgrađen na Denlow čipsetu.

Sl. 1. Matična ploča Tyan S5533 u ITX formatu

Kako bi se uklonio utjecaj pokretača koji rade u sesiji operacijski sustav, naš će test biti "ekstremno niske razine", pokrenut ćemo ga pod DOS-om i nadzirati rezultate pregledavanjem dumpa memorijsko mapiranih I/O registara USB kontrolera.

Redoslijed radnji je sljedeći.

1) Pomoću beta verzije uslužnog programa USB.EXE koji je razvio IC Book Labs, određujemo adresu bloka konfiguracijskih registara XHCI kontrolera, u našem primjeru to je bus=0, device=14h, function=0. Također ćemo odrediti osnovnu adresu bloka operativnih registara u Memory Mapped I/O prostoru; u našem primjeru ona je jednaka F7500000h.

Slika 2. Rezultati uslužnog programa USB.EXE. Adresa bloka registra konfiguracije XHCI: sabirnica=0, uređaj=14h, funkcija=0. Osnovna adresa XHCI operativnih registara je F7500000h.

2) Kao što je poznato, u svrhu kompatibilnosti s softver, koji ne podržava USB 3.0 XHCI kontroler, na ovoj platformi, prema zadanim postavkama, USB 3.0 priključke opslužuje USB 2.0 EHCI kontroler. Naš zadatak je staviti ih u servisni način rada s USB 3.0 XHCI kontrolerom. Koristit ćemo dokumentaciju podatkovne tablice Intel 8 Series / C220 Series Chipset Family Platform Controller Hub i bilo koji uslužni program koji vam omogućuje uređivanje sadržaja registara sistemske logike.

Programiranje registra maske usmjeravanja USB 3.0 porta. Zapisujemo bajt s vrijednošću 0FFh na adresnu sabirnicu=0, uređaj=14h, funkciju=0, registar=0DCh.

Programiranje USB 3.0 Port Super Speed Enable Register. Zapisujemo bajt s vrijednošću 0FFh na adresnu sabirnicu=0, uređaj=14h, funkciju=0, registar=0D8h.

sl.3. Registar maske usmjeravanja USB 3.0 porta

sl.4. USB 3.0 Port Super Speed Enable Register

3) Pročitajte i dešifrirajte prema sl. 5 i sl. 6 početno stanje nekoliko bitnih polja iz nižih 16 bitova 32-bitnog registra PORTSCNUSB3 prije spajanja uređaja na port koji se proučava. Registar se nalazi na offsetu 0570h od bazne adrese bloka operativnih registara kontrolera, njegova adresa je F7500000h+0570h=F7500570h

Očitana vrijednost = 02A0h = 00 00.00 10.1010.0000 b
D0=Trenutni status povezivanja=0. Uređaj nije povezan.
D1=Priključak omogućen/onemogućen=0. Luka nije u upotrebi.
D=Brzina priključka=0000b. Brzina nije određena.

sl.5. Registar USB 3.0 priključka Status i Kontrolni registar, bitovi

sl.6. Registar statusa i kontrole USB 3.0 priključka, bitovi

4) Spojite USB 3.0 flash pogon, zatim ponovno pročitajte registar i dešifrirajte ista bitna polja.

Očitana vrijednost = 1203h = 00 01.00 10.0000.0011 b
D0=Trenutni status povezivanja=1. Uređaj je povezan.
D1=Priključak omogućen/onemogućen=1. Luka je u upotrebi.
D=Brzina priključka=0100b. Brzina je 5.0 Gbit/S, USB način rada 3.0 Super Speed radi.

5) Za samotestiranje spojite USB 2.0 flash pogon na isti priključak, zatim ponovno pročitajte registar i dešifrirajte ista bitna polja. Očitana vrijednost = 02A0h, što odgovara nepostojanju veze. Tako i treba biti, registar PORTSCNUSB3 “ne vidi” USB 2.0 uređaj, budući da ga servisira drugi podsustav, a status veze je dostupan preko drugog registra - PORTSCNUSB2, čije razmatranje je izvan okvira našeg istraživanja .

Sažetak

Flash disk pod testom podržava USB 3.0 mod.

Ako formalizirate i programirate opisane radnje u obliku DOS programa ili UEFI aplikacije, dobit ćete mali uslužni program koji vam omogućuje brzo određivanje brzine rada USB uređaja. Da bismo pojednostavili naš primjer, implementirali smo ga za poseban slučaj - podsustav USB ploče Tyan S5533 i koristeći prvi port, tako da je adresa registra PORTSCNUSB3 u našem primjeru konstanta. Općenito, kako bi program radio na svim platformama, adresa registra PORTSCNUSB3 mora se izračunati na temelju sadržaja polja XHCI Capabilities, u skladu s USB 3.0 XHCI specifikacijom. S druge strane, univerzalnost se može postići puno lakše i elegantnije korištenjem UEFI protokola izravna interakcija s registrima kontrolera.

Izvori informacija

UPD

Kao “pokusni kunić” korišten je Kingston DataTraveler 100 G3 uređaj kapaciteta 16 GB:

UPD-II

1. Deskriptori uređaja, dostupni za pregled pomoću različitih informativnih alata, pokazuju potencijalne mogućnosti uređaja. Ograničenje brzine postavljeno za USB priključak prilikom spajanja uređaja ne odgovara uvijek mogućnostima navedenim u deskriptorima.

Uređaj koji tvrdi da podržava USB 3.0 može raditi u USB 2.0 načinu rada zbog tvorničkih nedostataka, neispravnog kabela i mnogih drugih razloga. U ovom slučaju, sadržaj deskriptora može ukazivati na podršku za USB 3.0 način rada.

Naravno, sadržaj deskriptora uređaja pouzdaniji je izvor informacija od natpisa na flash pogonu i zaklinjanja prodavača. Ali zbog gore navedenih razloga, pouzdanost se razlikuje od 100 posto.

Želja da dovedemo pouzdanost do 100% bila je ta koja nas je potaknula da provedemo istraživanje izuzetno niske razine.

2. Druga metoda je praćenje u upravitelju uređaja koji je kontroler roditelj flash pogona (USB 2.0 EHCI ili USB 3.0 XHCI), također neučinkovito, budući da, prema specifikaciji, USB 3.0 XHCI kontroler može podržati sve vrste uređaji: od Low-Speed do Super Speed. Stoga, iz činjenice da je roditeljski kontroler za flash pogon xHCI, ne slijedi da uređaj radi u Super Speed modu.

Sigurno je svaki korisnik računala čuo za takve koncepte kao USB priključci verzije 2.0 i 3.0. Ali ne razumiju svi točno o čemu se radi. U ovom članku ću vam reći o USB 2.0 i 3.0: razlikama, kompatibilnosti sučelja, kao i o čemu se radi.

Kao što je logično jasno, USB 3.0 verzija je novija od 2.0, i, shodno tome, bolja je. Razmislimo zašto je to bolje i počnimo s pitanjem odakle je sve to došlo.

USB i njegove verzije

USB je kratica za univerzalnu serijsku sabirnicu, a na ruski se prevodi kao univerzalna serijska sabirnica. Univerzalno – to znači da na njega možete spojiti bilo što, bilo koji uređaj. Ima USB različite verzije, čija je glavna razlika brzina rada.

Proizvođačima je trebalo dosta vremena da postignu univerzalnost. Kao što se mnogi sjećaju, u početku je računalo imalo mnogo različitih priključaka, od kojih su neki ostali do danas, na primjer, glomazni COM s debelim kabelima, PS/2 s lomljivim kontaktima i drugi. Sada se pisači, tipkovnice, miševi i druga oprema mogu spojiti putem USB-a.

Prvi USB-ovi počeli su se pojavljivati 1994. godine. Godine 1996. objavljena je verzija 1.0 koja je radila na mršavih 1,5 Mbit/s. Zatim je 2000. godine izdana verzija 2.0 s radnom brzinom od 480 Mbit/s. To je sasvim prihvatljiva brzina, koja je omogućila spajanje različite opreme na port. Godine 2008. pušten je USB 3.0, teoretski je radio brzinom od 5 Gbps.

Razvoj USB 3.0 financirali su brojni svjetski brendovi u računalnoj industriji, koji su bili zainteresirani za uvođenje standardizacije na konektore i poboljšanje performansi opreme.

USB 2.0 i 3.0: razlike

Na kraju, pogledajmo USB 2.0 i 3.0: kako se ti priključci međusobno razlikuju i usporedimo ih. Evo znakova po kojima se razlikuju:

Vrlo je lako vizualno razlikovati USB 2.0 od 3.0 - konektori 3.0 obojeni su plavom bojom.

Druga razlika, koja se lako osjeti u praksi, je brzina prijenosa. U verziji 3.0 znatno je veća. Možda je inferiorna od navedene teorijske brzine (5 Gbps), ali je i dalje viša od verzije 2.0.
Razlika između USB 2.0 i 3.0 je u jakosti struje. U rana verzija bio je 500 mA, u novom doseže 900 mA. Tako, novi USB može se hraniti velika količina snažni uređaji.
U stara verzija USB je imao 4 žice, novi ima 4 više. Dakle, još jedna razlika između USB0 i 3.0 je ta što drugi ima deblji kabel. Ovo je također ograničeno maksimalna duljina kabel 3,0 do 5 metara i poskupio.
Windows XP ne podržava USB 3.0, čak i ako je računalni hardver fizički sposoban za to, radit će kao 2.0. Samo stariji Windows verzije sposoban za rad s 3.0 u potpunosti.

Pouzdana i visokokvalitetna SMM stranica https://doctorsmm.com / pomoći će vam da isplativo i jeftino kupite promociju u više od 9 u društvenim mrežama. Ovdje ćete pronaći široku ponudu usluga s velikim popustima i jamstvom izvedbe. Tako, na primjer, možete kupiti lajkove ili pratitelje na Instagramu i drugim resursima na najpopularnijim društvenim platformama na internetu.

Kompatibilan s USB 2.0 i 3.0

Ako se povežete USB uređaj 2.0 u 3.0 priključak, tada će raditi na razini 2.0. Ako spojite USB 3.0 uređaj na 2.0 priključak, on će također raditi na razini 2.0. Dakle, ako su ova sučelja kompatibilna, manja verzija određuje kvalitetu rada.

Uređaji mogu pokretati druge verzije USB-a, ali mogu postati manje moćni.

Dakle, da rezimiram. USB 2.0 i 3.0: razlike su prvenstveno u kvaliteti rada – više nova verzija bolji, iako malo skuplji. Moderna oprema proizvodi se sa sučeljem 3.0, pa je preporučljivo kupiti računalo i s ovom verzijom. Uređaji različitih inačica međusobno su kompatibilni i rade prihvatljivo, iako im se performanse smanjuju.

Dakle, kako možete prepoznati razliku između USB 3.0 i USB 2.0? Dobro, svi već znaju da je USB 3.0 brži, ali malo ljudi zna kako razlikovati lažnjak od pravog ili po čemu se uopće razlikuju.

Prvo, pogledajmo naš prvi USB, tzv. 1.0 usb, koriste se čak iu novim miševima, web kamerama i svim onim uređajima kojima je dovoljan prvi USB:

Kao što vidite, unutra imaju 4 kontakta, a plastika ispod je bijela. Ovo je jednostavan način da utvrdite da je ovo prvi usb.

Sada pogledajmo 2.:

Ovdje je, naravno, teško vidjeti i razumjeti da postoje 4 kontakta i crna plastika ispod njih - ovo je jasan znak usb 2.0. Kao što već znamo, 2.0 i 1.0 su kompatibilni, jedine su razlike u brzini: 2.0 je brži u brzini, ali nije flash pogon taj koji čita brže, već kontroler preko kojeg se odvija komunikacija koji radi brže. Naravno, na usb 2.0 obično naznače da je ovo 2. usb, ali ima svakakvih slučajeva.

Pogledajmo kako izgleda USB 2.0 konektor:

Kao što vidite, on je također crn, iako u rijetkim slučajevima proizvođači namjerno mijenjaju ovu boju (dizajn), ali ispravna boja bi trebala biti crna za 2.0 usb.

I sada, konačno, pogledajmo 3.0:

Ovo je najbolja fotografija koju sam ikada napravio; USB 3.0 ima devet pinova: 4 sprijeda i 5 straga (malo su podignuti):

I kao što vidite, plastika ispod kontakata je plava - ovo je jasan znak 3.0: na kraju krajeva, trebali bi biti plavi posvuda.

Ovdje je usb 3.0 konektor:

Natpis SS označava da je kontroler napravljen za Super Speed, odnosno najveću moguću brzinu. To se može vidjeti i izvana tvrdi diskovi 3.0.
Ako su i vanjski SS i utičnica SS, tada će ih biti maksimalna brzina prijenos podataka.

Dakle, problem je kako razlikovati je li dizajn, na primjer, plav, kao ovdje:

Plastika je ovdje plava, ali je USB 2.0. Dakle, kako razlikovati? - Prema kontaktima, rekao sam da je treći devet kontakti, a drugi ima četiri:

Evo ga u analizi, a ovdje se jasno vidi da ima samo 4 kontakta.

USB 3.0 kompatibilan je s 2.0 i 1.0, tako da možete uključiti i 2.0 i 1.0 u 3.0 konektore. Ako umetnete 2.0 u treći USB konektor, brzina će biti 2.0, ako 1.0, tada će brzina biti 1.0. Stoga se nemojte bojati uključiti i druge. Baš kad vam treba brzina i imate 3.0 uređaj, umetnite ga u 3.0. USB 3.0 ima interni priključak koji podržava brzine prijenosa do 5 Gbps.

Nedavno je na tržište ušao takozvani USB 3.1 koji je označen kao SS (Super Speed) za svaki od konektora. Brži je od USB 3.0 i kompatibilan je s USB 2 i 1. USB 3.1 je ili crni ili plavi (kao u mom slučaju boja), a 3.0 samo plava.

Ako USB uređaj i platforma podržavaju prijenos podataka u USB3.0 načinu rada pri brzini od 5 Gb/s, čini se da vas ništa ne sprječava da to vidite vlastitim očima. Za to postoji mnogo pomoćnih programa, a naše istraživanje pridonijelo je pronalaženju odgovora na to pitanje. Osim toga, ako pogon pokazuje brzinu značajno veću od 50-60 MB/s, tada možemo izjaviti da je to način Super brzina , budući da je u USB 2.0 načinu rada takva brzina fizički nedostižna i nema "srednjih" opcija. Ali nije sve tako jednostavno...

Zašto je sve tako teško

Iz raznih razloga, potpuna podrška za nove načine rada univerzalne serijske sabirnice u uslužnim programima za informacije o sustavu donekle je odgođena. Kao rezultat toga, često vidimo samo razliku između USB1 i USB2 i prepoznavanje USB3 veze kao USB2. Osim toga, informacije dobivene iz deskriptora uređaja deklariraju njegove potencijalne mogućnosti, a ne trenutni način rada brzine, koji je odabran isključivo hardverski. Prema USB specifikacije, sadržaj deskriptora trebao bi ovisiti o postavljenoj brzini, ali programeri uređaja ne slijede uvijek ovo pravilo. Kao rezultat toga, bez obzira kakav rezultat (USB2 ili USB3) vidimo, postoji razlog za sumnju.

Uzimajući u obzir stalno usavršavanje tehnologija čitanja unaprijed i odlijepljenog pisanja, izvođenje zaključaka samo na temelju brzine kopiranja datoteka na tvrdi disk bit će metodološki netočno, iako za velike veličine datoteka (nekoliko gigabajta) takav kriterij ima pravo na život. Ali postoji radikalniji, a time i pouzdaniji način - dobiti informacije izravno iz registara USB 3.0 xHCI kontrolera pisanjem male UEFI aplikacije u asembleru za to.

Eksperimentalni uvjeti i objekti sustava

Platforma – laptop ASUS N750JK, a povezani USB 3.0 uređaj je HDD Transcendirati StoreJet 35T3. Ciljni objekt bit će polja registra USB3.0 xHCI kontrolera, pokazujući vrstu veze. Imajte na umu da ovisno o načinu rada brzine (USB2 ili USB3), kontroler "vidi" uređaj kroz jednu od dvije grupe registara.

Riža.1 . Komadići RegistarPort N status i kontrola USB2naznačiti tip veze: Mala brzina, Puna brzinailiVelika brzina

Riža.2 . Komadići RegistarPort N status i kontrola USB3naznačiti tip veze: Super brzina

ProvjeriteUSB uslužni program

Izvorni tekstovi pripremljeni su u formatu Flat Assembler 1.71.17. Uslužni program CheckUSB dizajniran je za rad u x64 UEFI okruženju. Trenutna verzija Podržava samo logiku sustava Intel serije 8, USB 3.0 način mora biti omogućen Postavljanje CMOS-a. Ovo je vezanje povezano, prvo, s podrškom širokog skupa registara specifičnih za ovu logiku sustava, a nisu predviđeni specifikacijom xHCI kontrolera, i drugo, radi jednostavnosti, izračun pomaka adrese i dimenzija broja registracijskih polja, kao i postavljanje broja portova, implementirano je za poseban slučaj, odnosno ovu logiku sustava. detaljne informacije sadržano u dokumentu:

Intel 8 serija / C220 Series Chipset Family Platform Controller Hub (PCH).Podatkovna tablica. lipanj 2013

Za entuzijaste koji žele proširiti funkcionalnost našeg najjednostavnijeg primjera i implementirati podršku za različite skupove sistemske logike, preporučujemo sljedeći dokument:

Proširivo sučelje glavnog kontrolera za univerzalnu serijsku sabirnicu (xHCI).Revizija 1.1

Osim toga, preporuča se zamijeniti izravni pristup PCI konfiguracijskom prostoru i memorijsko mapiranom I/O pozivima na odgovarajuće UEFI protokole.

Analizirajući rezultate

Dakle, uslužni program je radio, izvješće je generirano.

Riža. 3

Obratimo pozornost na popis priključaka USB kontrolera. Prvo, u laptopu su uključena tri uređaja, a četvrti je naš želja vanjski tvrdi disk Transcendirati StoreJet 35T3. SuperSpeed način rada je omogućen. Detaljna analiza Dat je sadržaj polja registra.

Sažetak

Studija niske razine provedena na razini fizičkog pristupa registrima USB3.0 xHCI kontrolera u okruženju firmvera UEFI jasno pokazuje da je omogućen način Super Speed . Ali ispravnost opreme je nužan, ali ne i dovoljan uvjet za njen ispravan rad u sesiji operacijskog sustava. Uzrok problema može biti, na primjer, upravljački program xHCI kontrolera ili sam OS. Stoga bi logičan nastavak bio provesti sličan eksperiment u OS sesiji, na primjer Windows. Ovaj zadatak je teži jer su registri kontrolera privilegirani sistemski resurs koji zahtijeva da napišete vlastiti upravljački program za pristup. Osim toga, tijekom sesije operacijskog sustava, njegov standardni upravljački program komunicira s USB kontrolerom; potrebno je paziti da nema sukoba.