Der Universal Serial Bus in der Version 3.0 verspricht gegenüber dem Vorgänger eine höhere Übertragungsgeschwindigkeit (bis zu 640 MB/s) und flexiblere Einsatzmöglichkeiten. Dabei erfolgt die Datenübertragung bei USB 3.0 bidirektional und simultan. Dagegen arbeitet USB 2.0 unidirektional.
Foto: USB Implementers Forum
Damit ist der neue Standard zehnmal so schnell wie die USB-2.0-Schnittstelle mit 480 Mbit/s. Um diese Geschwindigkeit zu erreichen, setzt man bei der USB-3.0-Schnittstelle auf zwei zusätzliche Kabelpaare mit entsprechender Abschirmung. Dennoch ist USB 3.0 vollständig abwärts kompatibel bis USB 1.0. Denn die elektrischen Kontakte von USB 2.0 bleiben weiterhin bestehen.
So ist der USB-3.0-Stecker vom Typ A mechanisch baugleich und kompatibel zu USB 2.0. Allerdings ändern sich die Bauformen des Steckers Typ B und die Micro-Steckervarianten A und B. Neben einer höheren Datentransferleistung besitzt USB 3.0 jetzt auch ein erweitertes Power-Management sowie ein verändertes Bus-Protokoll. So stellt USB 3.0 pro Port maximal 900 mA an Strom für ein angeschlossenes Gerät zur Verfügung – bei USB 2.0 sind es lediglich 500 mA. Die ersten USB-3.0-Geräte sind bereits auf dem Markt verfügbar. Allerdings ist die Marktdurchdringung noch nicht nennenswert.
Um die Leistungsfähigkeit des USB-3.0-Interfaces auszuloten, haben wir die Datentransferraten von USB 3.0 anhand eines externen Festplattengehäuse (Raidsonic Icy Box IB-318StU3-B) mit USB-3.0-Schnittstelle inklusive USB-3.0-PCI-Express-Controller praxisnah getestet. Die Ergebnisse haben wir dann den Leistungsdaten von USB-2.0 und eSATA und verschiedenen Festplattentypen wie HDD und SSD gegenübergestellt.
Testkandidaten und -bedingungen
Unser Testfeld besteht aus zwei externen Festplattengehäusen mit entsprechenden Schnittstellen. Als Vertreter von USB 3.0 /USB 2.0 kommt das externe Festplattengehäuse Icy Box IB-318StU3-B von Raidsonic zum Einsatz. Das eSATA-Pendant bildet das NoName-Gehäuse RT-35SG-D. Beide 3,5-Zoll-Storage-Lösungen werden mit einer 3,5-Zoll-Festplatte vom Typ Seagate ST31000520AS Barracuda 1 TB und einer 2,5-Zoll-Festplatte des Typs Samsung HM500JI (500 GB) sowie mit einer SSD Modell SSDSA2H032G1GN 2,5 Zoll (32 GB) bestückt und getestet.
Zu beachten ist, dass die Icy Box per externer PCI-Express-Steckkarte IB-AC604, die mit zwei USB-3.0-Schnittstellen ausgestattet ist, mit unserem Testrechner verbunden ist. Das System ist ein aktueller Rechner mit Intel-Chipsatz und -Prozessor sowie dem Betriebssystem Microsoft Windows 7 Ultimate.
Für unsere Tests mit der USB-2.0-Festplatte verwenden wir die USB-Schnittstellen des Mainboards, das als Testplattform für alle Tests dient. Für die eSATA-Benchmarks nutzen wir einen internen SATA-Port, der über einen Bracket als eSATA-Interface herausgeführt wird.
Benchmark-Vorbetrachtung
Die Leistungsfähigkeit eines externen Festplattengehäuses bewerten wir anhand verschiedener Tests. Die Festplatten sind in den Balkendiagrammen nach Performance geordnet. Der Low-Level-Benchmark tecBench lotet die maximale Leistungsfähigkeit der Festplatten mit möglichst wenig Betriebssystem-Overhead ohne Cache aus. Damit lassen sich die Angaben in den Datenblättern der Hersteller überprüfen.
Um die Performance der Laufwerke in der Praxis zu untersuchen, führen wir mit unserem Applikations-Benchmark tecMark Schreib-, Lese- und Kopiertests unter realen Bedingungen durch. Die detaillierte Beschreibung der Funktion von tecBench und tecMark finden Sie im tecLab-Report.
Wenn Sie die Performance Ihrer Festplatte selbst überprüfen wollen, dann können Sie die TecCannel-Benchmark Suite Pro downloaden. In der Suite ist der Lowlevel-Benchmark tecBench enthalten.
Maximale und minimale Transferraten
Das erste Diagramm zeigt die maximalen Transferraten der getesteten Produkte. Die Werte sind mit tecBench ermittelt und zeigen die sequenzielle Leserate in MB/s auf der SSD beziehungsweise in der Außenzone der Magnetscheiben.
Im zweiten Diagramm sind die minimalen Datentransferraten der getesteten Festplatten dargestellt. Die Werte wurden mit tecBench ermittelt und zeigen die sequenziellen Datenraten auf der SSD beziehungsweise in der langsamen Innenzone der Magnetscheiben.
Praxiswerte Lesen, Schreiben und Kopieren
Im dritten Diagramm wird die Datentransferrate aller getesteten Produkte beim Lesen von Dateien unter Windows 7 dargestellt. Die Werte wurden mit dem tecMark ermittelt und zeigen die maximale Leserate in MB/s auf der SSD beziehungsweise in den schnellen Außenbereichen der Festplatten.
Im vierten Diagramm wird die Datentransferrate aller getesteten Produkte beim Schreiben von Dateien unter Windows 7 dargestellt. Die Werte wurden mit dem tecMark ermittelt und zeigen die maximale Schreibrate in MB/s auf die SSD beziehungsweise in den schnellen Außenbereichen der Festplatten.
Das fünfte Diagramm zeigt die Datentransferrate aller getesteten Produkte beim Kopieren von Dateien unter Windows 7 auf. Die Werte wurden mit dem tecMark ermittelt und zeigen die maximale Kopierrate in MB/s in den schnellen Außenbereichen der Festplatten.
Fazit
Die Performance der USB-3.0-Schnittstelle ist der eines USB-2.0-Interfaces deutlich überlegen. Allerdings kommt sie an das Leistungsniveau einer eSATA-Festplattenlösung in puncto Transferleistung nicht heran.
Die herkömmlichen Festplatten in unserem Test erreichen über die eSATA-Schnittstelle sequenzielle Datentransferraten beim Lesen von bis zu 123 MB/s. Damit stellen die eSATA-Controller (300 MB/s) noch genügend Bandbreite für herkömmliche HDDs zur Verfügung. Doch richtig auf Touren kommt eSATA erst mit SSDs. In unserem Test erreichte das Flash-Laufwerk Transferraten von 237 MB/s.
Die USB-2.0-Schnittstelle bremst mit ihrer Bandbreite von 480 Mbit/s die maximal mögliche Festplattengeschwindigkeit aus. Deshalb macht der Einsatz von schnellen Festplatten am USB-Port keinen Sinn. Mehr als 30 MB/s schafft das USB-2.0-Interface in unserem Test nicht. Für alle, die flexibel sein wollen und für die die Datenübertragungsrate auch eine wichtige Rolle spielt, ist eine externe USB-3.0-Festplatte ideal. Allerdings nutzen aktuelle Lösungen das volle Leistungspotenzial von theoretisch 640 MB/s noch nicht voll aus, wie unser Test belegt, da bei Datentransfers eine Protokollumsetzung von SATA auf USB 3.0 und umgekehrt erfolgt. So ist die Performance einer SSD über die eSATA-Schnittstelle (300 MB/s) deutlich höher als über das USB-3.0-Interface.
eSATA und USB 3.0 haben beide aktuell einen entscheidenden Nachteil. Es sind noch keine weit verbreiteten Standardschnittstellen, sodass teilweise ein Adapter oder ein Controller zum Betreiben einer entsprechenden Festplatte notwendig ist. Darüber hinaus schränkt das die Flexibilität dieser Storage-Lösungen entscheidend ein.