Работа с картами памяти на мобильной платформе


Помнится, всего несколько лет назад, когда пользователи настольных компьютеров мучились с картоводами с параллельным интерфейсом, владельцы ноутбуков смотрели на их действия с чувством некоторого превосходства. Дело в том, что мобильные компьютеры изначально обладали совместимостью с картами CompactFlash (поскольку сами эти карты делались совместимыми с ноутбучным PCMCIA) и имели удобный интерфейс для картоводов под другие форматы флэш-памяти (впрочем, заметной тогда была лишь SmartMedia). Со временем индустрия перешла на устройства с USB-интерфейсом, превосходно работающие на любых компьютерах, однако пользователям ноутбуков суетиться тоже было незачем: «внешняя ISA» (а первый вариант PCMCIA представлял собой именно эту шину, только немного по-иному реализованную) была быстрее первой инкарнации USB, да и удобнее. Однако постепенно предлагаемых скоростей стало не хватать. В области стандартных интерфейсов это вылилось в разработку IEEE1394 и USB 2.0, ноутбуки же опять оказались на шаг впереди всех, поскольку 32-разрядная PCMCIA получила все возможности (включая и скорость) шины PCI. Однако производители «сопутствующих товаров», хорошо приняв новые последовательные шины, тем не менее не стали переделывать PCMCIA-адаптеры: не хотелось тратить деньги на разработку и удорожать конструкцию.

И вот тут-то пользователям пришло время задуматься. По инерции многие продолжали считать 16-разрядную PCMCIA быстрой шиной, не желая никуда переходить, однако все громче раздавались голоса о том, что это слишком медленно по сравнению с картоводами. Так это или нет?

До последнего времени мы тестировали карты флэш-памяти лишь на универсальных картоводах, которые также подвергались регулярным испытаниям. Объясняется это просто: вся работа производилась на обычном настольном компьютере. Конечно, можно было бы в него установить PCI-PCMCIA адаптер, но делать так не сильно хотелось (все-таки нарушение чистоты эксперимента), и вообще, это не казалось сильно необходимым. Однако тут вот для проведения тестирования Wi-Fi-оборудования мне-таки понадобился ноутбук, да не простой, а современная модель. Проблему удалось решить при помощи компании «Нексус», предоставившей ноутбук BLISS 500C. Ну а поскольку в любом тестировании всегда бывают небольшие окна, а прогнать тесты флэш-карт можно достаточно быстро, заодно я испробовал все три способа работы с карточками на мобильной платформе. Рассмотрим эти способы.

Высокоскоростные картоводы с интерфейсом USB 2.0

В то время, когда у меня был ноутбук, на руках также оказались два накопителя производства компании DataFab, уже известные вам по основной линейке тестирования — KECF-USB2 и MF4-USB2. Первый интересен в первую очередь тем, кому нужен только CompactFlash, второй же является универсальным мультиформатным устройством, поддерживающим разные типы карт, вплоть до нового Sony Memory Stick Pro. Немаловажным фактором является и компактность самих накопителей, которые свободно помещаются в карман. При работе с ноутбуком можно обойтись и без кабеля, что еще более увеличивает компактность. Именно по этому параметру я забраковал 6 in 1 IEEE1394, хотя в современных ноутбуках есть и порты FireWire — все-таки его исполнение предполагает в первую очередь стационарное использование.

Вообще, особо ломать голову над выбором картоводов необходимости не было. Скорее, важна была качественная оценка —как они соотносятся с другими способами: заметно быстрее, заметно медленнее или примерно равны. Это не сравнение близких устройств, где каждая пара процентов производительности может оказаться решающей.

PCMCIA-адаптеры

Заслуженные устройства, практически первые приспособления, предназначенные для работы с картами памяти. Особенно это касается CF-адаптера.

По сути, это всего лишь пассивный переходник CF-PCMCIA, поскольку эти типы карт (если рассматривать PCMCIA в узком смысле) логически и электрически совместимы. Это дает нам низкую цену на уровне 5-7 долларов и достаточно высокую скорость работы — на уровне 16-разрядной шины PCMCIA, что заведомо выше, чем у большинства универсальных интерфейсов вчерашнего дня. Однако достаточно ли этой скорости для конкуренции с новыми шинами? Это-то мы и проверим на практике. Скорость можно было бы повысить, отказавшись от пассивной схемы и перейдя к мосту PCMCIA-CF, использующему все 32 разряда новых версий PCCard, однако никто из производителей этим пока не занялся. Таким образом, все подобные адаптеры сейчас идентичны. Я использовал переходник от DataFab.

Остальные карты памяти так легко ни с чем не совмещаются, так что мультиформатные адаптеры представляют собой обычный картовод, но с интерфейсом PCMCIA, а не с более привычным универсальным. Мне попался адаптер 4 in 1 от DataFab, который я и тестировал. Опять же — и в данном случае можно было увеличить скорость работы путем использования всех 32-х разрядов шины, причем цена бы возрасла, чем в предыдущем случае (мосты-то все равно приходится использовать), однако никто из производителей этим не занялся. Таким образом, DataFab FlashLink можно считать эквивалентным другим аналогичным устройствам.

Встроенные картоводы

Рост интереса к картам флэш-памяти привел к тому, что многие производители чипов разработали мосты для установки непосредственно на системную плату. Такое решение нередко встречается и в обычных материнских платах, а уж размещать его в ноутбуках, что называется, сам бог велел. В модели 502С используется SD/MMC/MS-контроллер от Winbond, и в корпусе появился слот для флэш-карт рядом с PCMCIA-разъемом. Замечу, что с некоторыми особенностями функционирования встроенного интерфейса я столкнулся еще до запуска тестов. Так, он не умеет форматировать карты памяти «с нуля»: сообщает, что карта не отформатирована, предлагает это сделать, однако в случае согласия пользователя через некоторое время выдает сообщение о том, что завершить операцию не может. Точно так же ведет себя встроенный накопитель и с теми картами памяти, с которыми не может работать (независимо от того — отформатированы они или нет), которых оказалось несколько больше, чем хотелось бы.

Подключение

Для встроенного контроллера пара дисковых устройств резервируется сразу после включения ноутбука. Поддерживается горячая замена карт, т. е. в этом плане накопитель эквивалентен внешнему устройству, только всегда включенному. PCMCIA изначально поддерживала Plug’n’Play, так что дополнительный диск появляется лишь тогда, когда карта действительно установлена. Независимо от того, что это — CF через переходник или мультиформатный адаптер с картой, в свойствах системы выглядит все одинаково: как дополнительный PCMCIA-IDE контроллер.

Что касается обычных картоводов, то их функционирование полностью эквивалентно случаю настольного компьютера.

CompactFlash

Рассмотрим самый интересный случай. Причем интересен он не только сам по себе — заодно можно оценить перспективы подключения CF-карты непосредственно к IDE-контроллеру (благо подобный переходник можно спаять и в домашних условиях).

Для тестирования применялась карта PQI F1 емкостью 512 Мбайт. Она немного опоздала к нашему тестированию флэш-карт, да и построена на том же контроллере, что и модель с в два раза большей емкостью, так что туда я ее решил не включать. Зато как раз вовремя появилась для тестирования на ноутбуке :)

Мультиформатный накопитель, подобно многим своим сородичам, обеспечивает достаточно высокое время доступа, в то время как у одностандартника с этим ситуация куда лучше — на уровне подключения карты к максимально родному для нее (с точки зрения теории) интерфейсу. А так разрыв достаточно велик, хотя и меньше, чем одна миллисекунда.

Как мы уже установили, чтение карт не является сильной стороной KECF-USB2, а MF4-USB2 является вообще одним из самых медленных накопителей в своем классе, но, как в известном анекдоте про похороны преферансиста, «и так неплохо получилось». Это не тестирование, а просто избиение какое-то. PCMCIA просто не дали никаких шансов.

В плане записи наблюдаем все ту же картину, только различие между устройствами стало еще более заметным. Полный разгром решения, служившего нам верой и правдой несколько лет.

SmartMedia

В данном случае кандидатов стало несколько меньше — всего двое. Для тестирования применялась та же карта, что и в тестировании MF4-USB2.

Адаптеры для PCMCIA получили некоторый шанс на реабилитацию (будьте внимательны — масштаб на диаграмме не соблюден!), но лишь потому, что данный картовод справляется с этой операцией отвратительно. Возьми я накопитель от Transcend, например, и не было б такой разницы в три с половиной сотни раз. Но что есть, то есть.

Как и в случае с CompactFlash, при чтении данных у PCMCIA-адаптера скорость уперлась все в ту же границу в районе 1,3 Мбайт/с, в то время как картовод легко и непринужденно выдал почти в три раза больше.

Скорость записи на карты SmartMedia слишком мала чтобы сказались ограничения шины, при помощи которой накопитель общается с компьютером, да и для большинства мультиформатных картоводов это не самая приятная операция. В результате устройства поменялись местами, причем разрыв в относительном исчислении такой же, как в предыдущем случае, но с обратным знаком (замечу, что скорость записи на эту карту в 6 in 1 1394 фактически такая же, так что PCMCIA-адаптер скорее всего уперся именно в ограничение карты). С другой стороны… Ну и что? Часто ли вам приходится записывать информацию на SMC? Практически единственный случай, когда это нужно — использование МР3-плеера, причем такой модели, которая позволяет использовать для записи любой картовод (а подобные среди моделей на SMC достаточно редки). Чаще всего все-таки нужно считывать информацию, а не записывать. Так что выигрыш в скорости записи особой роли все равно не играет.

MultiMedia Card

Для тестирования применялась карта от SimpleTech, емкостью 128 Мбайт. Чтобы уж совсем соблюсти точность, хотелось для еще протестировать еще и Kingmax вдвое большего объема, однако встроенный картовод работать с картой не захотел, а FlashLink оказался первым виденным мной устройством, в которое карта из-за своего несколько отходящего от стандарта корпуса просто физически… не влезла. Что ж — заодно запишем внешним картоводам еще одно очко за техническую победу.

В очередной раз убеждаемся в том, что USB во всех своих вариантах для создания устройств с «быстрым откликом» подходит далеко не самым лучшим образом, особенно если техническим недостаткам шины «помогут» инженеры, разрабатывающие конкретные устройства. Однако вот в случае более важных параметров ситуация меняется.

В тесте на чтение PCMCIA-адаптер опять уперся в ту же границу, и от существенного проигрыша его спасло лишь то, что интерфейс ММС сам по себе не сильно-то быстр. А встроенный картовод продемонстрировал результат на уровне USB 1.1. В голову по этому поводу приходят некоторые мысли :)

Признаться честно, такого результата я не ожидал. Все-таки была надежда на то, что FlashLink сумеет развернуться в полную силу, благо скорость записи ММС ниже, чем его потенциальные возможности, однако тут уже сказались недостатки самого моста, и тестирования опять не вышло. Внутренний же накопитель конкурировать с USB-картоводом вновь не способен. Вот если б последнего посадить на USB 1.1, то был бы способен, а так — никак.

Secure Digital

Тесты проводились с картой SimpleTech на 512 Мбайт, которую, к счастью, опознали все необходимые устройства. Данные карты имеют весьма высокую скорость, так что сравнение должно оказаться не менее показательным, чем в случае CompactFlash.

Любопытно, что в случае встроенного картовода время доступа к ММС и SD не отличается абсолютно, в то время как обе модели DataFab (и USB 2.0, и PCMCIA) свои результаты заметно улучшили. Так что победа за PCMCIA, если это можно считать серьезной победой.

Собственно, подобное Ватерлоо мы могли бы видеть и в случае CompactFlash — если б я взял немного другие картоводы. Так в том случае тоже была убедительная победа USB 2.0, но менее убедительная, чем разгром конкурентов в этом тесте. В самом деле: ну кто может конкурировать с внешним картоводом? PCMCIA со своим потолком в 1.3 Мбайт/с или внутренний накопитель со скоростью, присущей USB 1.1? :)

Практически полное повторение предыдущего случая. Скорости уменьшились у всех, но расклад сохранился, как сохранилось и жуткое отставание обоих конкурентов от MF4-USB2.

Memory Stick и Memory Stick Pro

Теста не получилось — получилось избиение христианских младенцев :) Ни встроенный накопитель, ни FlashLink не сумели распознать ни Memory Stick Pro (чему я совершенно не удивился — никто и не обещал), ни обычный Memory Stick от Lexar (что было несколько неожиданно, хотя с таким положением я уже сталкивался). Скорость работы с этими картами силами MF4-USB2 я не привожу: и так понятно, что любое число больше нуля в бесконечное число раз.

Сферы применения

Итак, как мы видим, все варианты работы с картами разительным образом различаются по скорости и совместимости. Однако есть и другие параметры. Попробуем оценить все в комплексе — где какой подход лучше использовать.

Самый простой случай — старый ноутбук с 16-и разрядным вариантом PCMCIA и все. Тут уж альтернативы соответствующим адаптерам просто нет. Впрочем, такие портативные компьютеры уже стали историей.

Более частый вариант: 32-разрядная PCMCIA при наличии или отсутствии USB 1.1. Здесь уже стоит задуматься над вопросом: что нужно еще кроме работы с картами. Если контроллер USB 2.0 или FireWire может пригодиться и для других целей, то лучше будет занять слот PCMCIA соответствующей картой и свести задачу к следующей. Если же нет, и вы готовы несколько сэкономить, пусть даже ценой снижения скорости, то можете приобрести соответствующий PCMCIA-адаптер.

И последний случай: современная машинка, напичканная всеми необходимыми контроллерами. В данном случае я слабо себе представляю обоснование для использования PCMCIA. Да, эти адаптеры компактнее, однако портативные USB-картоводы не слишком отличаются от них по размерам и массе. Во всяком случае, в сумку с ноутбуком легко поместятся и массу ее почти не увеличат :) А что с ценой? Если вам нужны карты типов, отличных от CompactFlash, то внешний картовод и PCMCIA-адаптер обойдутся в одну и ту же цену. О чем тут еще думать? ;) В случае CF простота переходника делает его лидером по цене, но стоит ли экономить 10-15 долларов и терпеть в несколько раз меньшую производительность? Я в этом не уверен. Так что для современного компьютера более оправдано устройство с интерфейсом USB 2.0 или FireWire. Немаловажная деталь: при необходимости вы его и как переносной накопитель сможете использовать, поскольку подключается он к любому компьютеру, в то время как слоты PCMCIA вне ноутбуков распространения не получили.

Что касается встроенных картоводов, то на данный момент их, похоже, можно рассматривать лишь как бесплатный бонус от производителя, на роль основного оборудования для работы с картами памяти они не подходят. Если необходимость в них возникает лишь изредка, то с низкой скоростью работы вполне можно примириться, однако при постоянном использовании вам быстро захочется приобрести что-нибудь более быстрое, пусть даже на это придется потратить некоторое количество дензнаков.

Итого

Из полученных результатов можно сделать два глобальных вывода. Во-первых, по крайней мере, в данной области портативные и настольные компьютеры перестали чем-либо отличаться друг от друга: если вам нужна максимальная производительность, то все равно нужно и там, и там использовать одинаковое оборудование. Одинаковыми стали возможности расширения, уравнялись и скорости. Второй вывод — TrueATA в картах ComactFlash перестало быть чем-то вроде однозначного преимущества. Когда-то, когда карты только разрабатывались, это было действительно так и позволяло с небольшими затратами обеспечить новому формату отличную совместимость с различным оборудованием. Однако в то время никто не предполагал, что прогресс в области флэш-памяти будет столь заметен. В наши дни ориентация на низкоскоростные режимы PIO (к тому же, сильно загружающие процессор) может послужить лишь тормозом для карт — в полную силу они способны развернуться лишь при использовании специально разработанного для них оборудования. Возможность работы с любым IDE-контроллером осталась лишь данью совместимости и ничем более.



Картоводы и адаптеры предоставлены
сетью магазинов «Xi Tech»

Карты памяти предоставлены
компаниями
«АК-Цент» и «Tele-Service MS»

Ноутбук BLISS 500C предоставлен компанией «Нексус»





Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.