Руководство по самостоятельной сборке внешнего SSD с интерфейсом Thunderbolt или USB4 (40 Гбит/с)

Методика тестирования накопителей образца 2021 года

В первых частях нашего руководства мы ограничивались исключительно интерфейсом USB 3.2 Gen2 с пропускной способностью 10 Гбит/с. Причин поступать так на практике достаточно, все их мы рассматривали, сейчас же ограничимся лишь краткой выжимкой. Во-первых, с практической точки зрения это уже достаточно быстро. По крайней мере, получающийся примерно гигабайт в секунду позволяет оторваться от подавляющего большинства более компактных (но иногда и более дорогих — даже при меньшей скорости) устройств, оправдывая саму по себе идею собирать что-то своими руками. Кроме того, даже такая скорость превосходит возможности многих внутренних накопителей, типа SATA SSD, не говоря уже о жестких дисках, так что для обмена данными с ними избыточна.

Во-вторых, в самых маленьких коробочках под SSD формата M.2 2230 более быстрых интерфейсов практически и не встречается (за очень редкими исключениями). В-третьих, это самая доступная массово версия USB. На деле даже сейчас в продаже встречаются компьютеры, снабженные максимум портами USB 3.0 (после пары переименований ставшего USB 3.2 Gen1) со скоростью всего 5 Гбит/с, не говоря уже о давно приобретенной, но до сих пор используемой технике — но тут ничего не поделаешь. По крайней мере, Gen2, появившийся чуть более 10 лет назад, встречается достаточно часто, чтобы на него рассчитывать. А вот более быстрые интерфейсы — уже не так часто.

Немаловажно также и то, что соответствующие контроллеры, тоже давно представленные на рынке, стоят копейки — что сказывается и на итоговой стоимости всего накопителя. Да и на устанавливаемом внутрь SSD в разумных пределах можно немного сэкономить, в чем мы тоже убедились. Главное не переборщить с экономией — то есть интерфейс даже с уже не рекордной пропускной способностью всё равно далеко не всегда оказывается узким местом: характеристики «базового» устройства всё равно важны. И это, кстати, заодно и ответ на то, заниматься ли сборкой или просто приобрести в магазине готовое устройство. Второе проще — но тут уж неизвестно, что именно производитель внутрь установит. На самом деле, нет — известно, однако обычно это лишь удручает. Особенно если речь идет о недорогом накопителе — они вообще непредсказуемы. Зато известно, что стимулы сэкономить у производителя всегда есть, а вот расплачиваться за это придется совсем не ему, а конечному покупателю. При покупке самых маленьких накопителей во флэшечных корпусах на такой риск идти приходится — поскольку альтернатив нет. А в данном случае — есть. И этим можно пользоваться.

Но, повторимся, сам по себе выбор в данном случае достаточно простой — во многом потому, что интерфейс ограниченный. И по современным меркам уже не слишком-то быстрый — есть более скоростные варианты. Ориентироваться на них — дороже, причем начиная уже с самого корпуса. Если ограничиться USB3 Gen2, то можно уложиться в 1500 рублей, а иногда и вовсе что-нибудь вполне пристойное дешевле 1000 попадается, к Gen2×2 лучше даже не подходить без свободной пары тысяч и более, а USB4 потянет уже и в лучшем случае минимум на три с копейками. И это цены сегодняшнего дня — буквально с год назад всё было гораздо хуже. Но и сегодня при покупке самых дешевых коробок не всегда удается избежать разных мелких проблем, что заслуживает отдельного разговора, но вкратце — экономия может выйти и боком, либо рассосаться. Грубо на пальцах — до последнего подорожания накопителей (всех — жесткие диски этот процесс тоже затронул) сама по себе «скоростная» коробка стоила примерно столько же, сколько «медленная» с SSD на 512 ГБ (а то и больше) в комплекте. Во вторую же что-то подобное «дешевое» как-то и устанавливать несолидно :) Да и требования к скорости SSD, естественно, выше — иначе нет смысла платить больше за корпус, так что эффект получается кумулятивным.

Можно, конечно, попробовать пойти на компромисс, остановившись на 20 Гбит/с (USB3 Gen2×2). И затрат всего пара тысяч, и скорость в пару раз выше, чем у Gen2. Но, как уже было сказано не раз, на данный момент это далеко не лучший выбор — с чем, возможно, и связано довольно резкое снижение цен. Этот режим является опциональным для USB4, так что контроллеры AMD и Apple, например, его не поддерживают, да и многие пожилые продукты Intel — тоже. Следовательно, на перспективу покупать смысла нет — ее может не оказаться. А в старых компьютерах — еще не было. Особенно если говорить про ноутбуки — там такие порты практически никогда и не встречались до последнего времени. Поэтому мы не видим большого смысла доплачивать даже немного за то, чем не получится воспользоваться на практике. Если же есть уверенность в том, что получится — то можно и так. Но нам сейчас это направление уже не слишком интересно. Несмотря на нелюбовь к крайностям — так уж вышло, что в данном конкретном случае обе таковых выглядят куда привлекательнее. USB3 Gen2 — простота, массовость и экономия. USB4 — максимальная скорость и перспективность. Причем если собирать устройство именно с нуля, а не пристраивать оставшийся после модернизации ноутбука SSD, то экономией уже можно пренебречь — из-за резкого повышения цен самих накопителей, разница в цене коробочек на их фоне теряется.

На самом деле не обязательно бежать за новейшим корпусом для SSD, рассчитанным именно на USB4. И точно так же для получения высокой производительности, недоступной USB3, не требуется в обязательном порядке новейший компьютер с контроллером USB4. Есть совместимость — как в теории, так и на практике. О чем, как раз, следует поговорить подробнее — пришло время.

USB4 и Thunderbolt: единство и борьба противоположностей

Этот вопрос мы подробно рассматривали в отдельном материале, с которым рекомендуем ознакомиться всем заинтересованным, а здесь нам будет достаточно лишь краткой выжимки. Во время разработки USB4 были планы включить в новый интерфейс и все скоростные режимы Thunderbolt. Этот вопрос активно лоббировал Intel — разработавший второй и по совместительству являющийся ключевым разработчиком спецификаций USB. Однако в конечную версию спецификаций USB4 Thunderbolt не попал — совместимость лишь опциональная. На первый взгляд, всё так же, как с USB3 Gen2×2 — но есть нюансы.

Thunderbolt 3 появился на рынке еще в 2015 году, причем использовал (в отличие от предыдущих разработок) стандартный разъем USB Type-C. В итоге на руках у пользователей до сих пор есть масса старой Thunderbolt-периферии, а вот «настоящая» USB4 только-только начала появляться после публикации спецификаций интерфейса. И в таких условиях совместимость с Thunderbolt 3 и более ранними очень важна для производителей хост-контроллеров — ведь иначе к ним подключать почти нечего. Упрощается обеспечение совместимости тем, что протоколы «родных» режимов USB4 базируются на Thunderbolt, отличаясь от него лишь мелкими деталями. Кроме того, Intel давно уже разрешает реализовывать совместимость с Thunderbolt всем желающим и без каких-либо лицензионных отчислений. Разве что саму эту торговую марку использовать в данном случае нельзя и красивые молнии около разъемов рисовать — тоже, но не более того. Сама же компания ее сохраняет, равно как и совместимость всех версий сверху вниз, хотя Thunderbolt 4 — это уже в полной мере реализация USB4, но уточненная и улучшенная, а Thunderbolt 5 находится в тех же отношениях с USB4 2.0.

Что у остальных производителей? Сейчас есть два хост-контроллера USB4, интегрированные в мобильные SoC AMD и Apple. Оба не поддерживают USB3 Gen2×2, но поддерживают Thunderbolt 3. Есть дискретные контроллеры ASMedia ASM4242 — которые поддерживают вообще всё, включая и старые версии Thunderbolt, и USB3 Gen2×2. И у Intel его поддержка появилась уже и в ноутбучных платформах, но для «чипсетного» Gen2×2 требуется как минимум Meteor Lake, а именно интегрированный в процессор контроллер Thunderbolt своими силами тянет 20-гигабитный USB лишь в Arrow Lake (естественно, уже без разницы — ноутбучном или десктопном). Зато скорость 40 Гбит/с достижима собственными силами еще Ice Lake 2019 года, а годом позже Tiger Lake обзавелся и полной USB4-совместимостью.

Так что инсталляционная база для таких решений очень велика — гораздо больше, чем у USB3 Gen2×2. В десктопах второй встречается несколько чаще, поскольку чипсетами Intel поддерживается еще с 2021 года, AMD подключилась к процессу в 2022 году, а при помощи относительно недорогого дискретного контроллера можно модернизировать и многие старые компьютеры (и это, кстати, заодно практически единственный способ дотянуть хотя бы до гигабайта в секунду по USB компьютер 20-летней давности, пусть и не всякий). Но, повторимся, ориентироваться на него неинтересно — в ноутбуках (коих больше) ситуация уже обратная, да и десктопы постепенно обзаводятся поддержкой USB4. Например, хотя бы один высокоскоростной порт может найтись и в бюджетных компьютерах на платформе Intel LGA1851. Понятно, что только если производитель платы не станет экономить на его разводке, но как минимум для этого уже не требуются дискретные контроллеры или, хотя бы, не самый младший чипсет. Процессорный порт универсален, но если есть выбор между 20 и 40 Гбит/с, а цена самого внешнего SSD почти одинаковая, на что лучше ориентироваться? Вот и мы так думаем ;)

На что смотреть?

Традиционно «устаревшие» решения со скоростью 40 Гбит/с можно иногда найти в продаже и сейчас, причем дешевле более современных. Либо они уже могут быть под рукой — как в нашем случае. Однако вопросы совместимости с USB для TВ3-устройств несколько сложнее, чем в обратном направлении, хотя разобраться с ними еще проще.

Первое, что Intel выпустил еще в середине прошлого десятилетия — JHL6540. Этот контроллер в принципе несовместим с USB-хостами (за исключением, естественно, USB4), так что сегодня коробки на его базе покупать не стоит — даже по привлекательным ценам. Впрочем, сейчас это всё равно можно сделать исключительно на вторичном рынке, так что ничего страшного. А вот чип второго поколения Intel JHL7440 где-нибудь на AliExpress до сих пор широко представлен. Сам по себе классический USB он тоже не поддерживает, зато реализована возможность «проброса» линка дополнительному контроллеру. Ставим в пару какой-нибудь JMicron JMS583 (в последнее время, впрочем, чаще попадается Realtek RTL9210) — и вот уже получается внешний накопитель, поддерживающий и Thunderbolt, и USB3 Gen2. Но не Gen2×2, так что такие корпуса (продавцы обычно называют их «Dual Chip»), хоть и универсальны, но при подключении к USB ограничены 10 Гбит/с. Либо сразу 40 Гбит/с, если найдется Thunderbolt 3+ или «абстрактный» USB4 — но ничего промежуточного.

Есть ли полностью универсальное решение? Есть: мост USB—NVMe ASMedia ASM2464 поддерживает вообще всё — USB4, USB3 и Thunderbolt. Если использовать его, получим внешний SSD, который с любой хост-системой будет обмениваться данными на максимальной для нее скорости. Поэтому при равных или близких ценах выбор однозначный. Несмотря на то, что на рынке появились уже и первые коробки с поддержкой USB4 2.0 — то есть с максимальной скоростью 80 Гбит/с. Большого разнообразия тут тоже нет — кроме Intel JHL9480 других мостов пока не представлено. Еще более универсальное решение, но его проблема в высоких ценах — в 4-5 раз выше, чем у USB4, то есть даже в нынешних условиях стоимость пустой коробки выше, чем не самого плохого терабайтного SSD. Причем не самого плохого будет маловато, чтобы проникнуться высокими скоростями — многие топы и то на длительных операциях уложатся в возможности обычного USB4. А эксплуатировать такой накопитель всё равно 99% времени пока еще придется в режиме совместимости, так что платить столько просто незачем.

Понять же, что требуется от SSD, можно и с «устаревшей» коробкой. Просто потому, что пропускная способность Thunderbolt 3 равна пропускной способности Thunderbolt 4, та в свою очередь равна пропускной способности USB4 в сегодняшних реализациях — и всё это 40 Гбит/с. Официально — поскольку рассчитанные на PCIe Gen3 решения прошлого десятилетия «упираются», скорее, в 32 Гбит/с: 4 однобитных линии по 8 ГТ/с, причем касается это и мостов, и хост-контроллеров. Использование же новейших мостов в паре с современным же хостом, либо интегрированным в процессор контроллером должно обеспечивать полную паспортную скорость как минимум для одного порта. Но этим вопросом мы займемся чуть позже, поскольку, как уже сказано, на данный момент накопилась большая масса «унаследованных» решений, а многие из них до сих пор встречаются в продаже. Так что для первого раза в качестве базы возьмем именно их.

Тестирование

Методика тестирования

Методика подробно описана в отдельной статье, в которой можно более подробно познакомиться с используемым программным обеспечением. Здесь же вкратце отметим, что мы используем тестовый стенд на базе процессора Intel Core i9-11900K и системной платы Asus ROG Maximus XIII Hero на чипсете Intel Z590, что обеспечивает полную поддержку всех скоростных режимов USB 3.2 вплоть до Gen2×2 включительно. Кроме того, данная плата снабжена и контроллером Thunderbolt 4 в виде Intel JHL8540, заодно поддерживающим и USB 3.1 Gen2, так что теоретически мы могли бы им одним и ограничиться. Но поскольку данный материал является прямым продолжением предыдущей части, результаты взяты непосредственно из нее. Впрочем, ранее мы неоднократно сравнивали 10-гигабитный USB силами чипсетов и TB-контроллеров Intel и, естественно, не обнаруживали между ними никакой разницы.

Для всех испытуемых использовалась файловая система NTFS. Кэширование записи для USB-накопителей включено во всех случаях, когда оно вообще поддерживается. Для флэшек (включая даже скоростные) как правило не поддерживается. Для внешних SSD и жестких дисков — работает. И лучше им не пренебрегать.

Объекты тестирования

Как и в прошлый раз, естественно, для тестирования всех испытуемых перечисленных новых участников мы использовали Orico M2V01-C4. Это как раз типичный «Dual Chip» (Intel JHL7440 и JMicron JMS583 для Thunderbolt 3 и USB3 Gen2 соответственно), продающийся и сейчас. Хотя сейчас такой корпус особого смысла покупать уже нет — за время существования он изрядно подешевел, но за эту сумму можно уже подобрать и что-нибудь более предпочтительное на современной элементной базе. Однако если он уже есть, то спешить менять не стоит. И для поиска ответа на главный сегодняшний вопрос тоже подойдет — тем более, что часть работы уже была сделана ранее.

Поэтому и новых SSD тоже не будет — будет только четверка уже использованных. За минимальный уровень сойдет MiWhole CT100 2 ТБ. Хоть Maxio MAP1202 и является быстрым Gen3-контроллером, а JHL7440 большего и не нужно, мы уже хорошо знаем, что более новые платформы чаще всего имеют преимущества перед предшественницами и в режиме совместимости.

Так что прочая тройка — уже PCIe Gen4. Например, Digma Meta P21 1 ТБ — как характерный пример быстрого SSD на платформе Phison E21T.

Или HikVision G4000 2 ТБ, способный этот самый PCIe Gen4 в некоторых сценариях загрузить по полной. Во внешнем исполнении это будет очень актуальным при освоении USB4 2.0, а не сейчас, но так оно выглядит в первом приближении. Во втором же надо посмотреть, какова практическая разница между относительно медленными и быстрыми накопителями.

Причем очевидно, что действительно медленные точно не пригодятся. А вот быстрые бывают разными. В частности вся тройка выше поддерживает прямую запись в TLC-массив, что (как мы уже давно и хорошо знаем) для внешнего накопителя крайне полезно. А критично ли, нам покажет терабайтный WD Black SN770. Тоже быстрый, в части задач — даже очень быстрый, но с записью больших объемов информации (одна из практических задач, для которых важна скорость интерфейса внешника) справляющийся не лучшим образом из-за политики кэширования.

Заполнение данными

Иногда и сейчас можно услышать мнение, что ограниченная пропускная способность внешних интерфейсов сказывается только на пиковой скорости работы накопителей — что это не так, мы не раз демонстрировали. А что можно сказать про туннелирование PCIe? С точки зрения житейской мудрости, картинка должны быть той же, что и при непосредственном подключении SSD внутри компьютера. Проверим — так ли это.

Сюрприз номер раз — график записи практически идентичен полученному при USB-подключении, но никак не «непосредственному». Что скорость прямой записи может снижаться при наличии промежуточных преобразований мы уже знаем, а вот полное отключение SLC-кэширования немного неожиданно. То есть, проще говоря, этому (и подобным) SSD для записи больших объемов данных попытки ускорить интерфейс ничего не дают — точно можно ограничиться USB3 Gen2.

Но ситуация выше — не единственная из возможных. Phison E21T в SSD Digma ведет себя в точном соответствии с житейской мудростью — разве что скорость записи в кэш пониже (что тоже очевидно заранее — все-таки двойное преобразование сигнала не бесплатно), но сам кэш работает. И прямая запись фактически не замедляется. То есть в этой связке мы получаем практически полное соответствие внешнего и внутреннего подключений — что USB обеспечить никак не может. Точнее, почти полное — этот контроллер на деле поддерживает и PCIe Gen4, так что «внутри» пиковые скорости могут быть еще больше. Но для исправления данной ситуации придется ждать более-менее массово распространения USB4 2.0, во-первых, а во-вторых, ничего не изменится — просто «не хватать» будет уже на Gen5.

Что общего у MiWhole CT100 и HikVision G4000? Разные контроллеры, но одного и того же разработчика. Так что родственные прошивки и родственные же нюансы совместимости с Intel Intel JHL7440 как минимум. В частности, кэш не работает. Точнее, работает — но лучше бы этого не делал: в обоих случаях его наличие можно заметить лишь по снижению скорости при расчистке хвостов. Но скорость прямой записи у обновленной платформы выше — почти 2 ГБ/с. И на такой на накопитель легко и непринужденно залетает 1,5 ТБ (из 2 ТБ полной емкости), что для внешнего устройства вообще очень хороший результат. Правда убедительного отрыва от USB3 Gen2×2 при записи в таком раскладе не получится, но, как уже было сказано выше, основная проблема этого режима — ограниченная распространенность. Обычный Gen2 встречается куда чаще, но его-то как раз таким SSD в принципе недостаточно.

А у WD Black SN770 в полный рост наблюдается другая проблема совместимости — кэширование работает как положено, но скорость записи приемлемой оказывается лишь в пределах SLC-кэша. Скорость же переупаковки данных намного ниже не только «родного» режима, но и чем при подключении через USB. С другой стороны, кэш здесь большой, по крайней мере, то есть заметные количества информации можно будет записать быстрее, чем позволяют SSD на Maxio MAP1602. Но писать от забора и до обеда быстро не выходит. На деле скорость в такой связке немногим выше, чем у некоторых внешних SSD на QLC-памяти. Хотя, казалось бы, околотоповое устройство.

Вывод? Как только речь заходит о действительно высоких скоростях, приходится учитывать все нюансы — иногда и неочевидные априори. С другой стороны, мы уже не раз говорили, что стратегия агрессивного кэширования (т. е. запись всего объема в однобитном режиме с последующей перезаписью) для внешних SSD не просто не оптимальна, а вообще вредна. Но именно ее-то и использует WD Black SN770! Обычно ему это не слишком мешает — мощный контроллер собственной разработки справляется с этой задачей лучше бюджетных продуктов Phison или Silicon Motion. Однако, где тонко — там и рвется. А прямая запись внешнику нужна как воздух — вне зависимости от интерфейса. Если таковой медленный, то именно в него и будет упираться бо́льшую часть времени. Если быстрый, то просто скорость будет высокой, даже при проблемах функционирования SLC-кэша. Единственное, что эти проблемы помешают сделать — достичь высоких пиковых скоростей, так что лучше без них. По иронии судьбы в этом плане лучшим сегодня оказался SSD на недорогой платформе. По нынешним меркам, так и вовсе — дешевой и не слишком современной. Но еще более устаревший MAP1202, можно считать, для скоростных внешних интерфейсов просто не подходит. Для медленных модификаций USB большего и не требуется — но не в таких случаях.

Работа с большими файлами

Хоть выше мы и забраковали высокоскоростные интерфейсы применительно к SSD на Maxio MAP1202, но это относилось к записи. Чтение же задача более простая, даже если ограничиться одним потоком (впрочем, для внешних накопителей это как раз норма), а потолок в 10 Гбит/с для современных устройств слишком уж низок — со всеми вытекающими. И тут уже неубедительно начинают выглядеть более быстрые SSD — поскольку непринципиально более быстрые.

Вот так уже более похоже на правду — «выжать» всё возможное даже и из медленных версий USB можно только в многопоточном режиме, а скоростных интерфейсов это тем более касается. В пике мы должны были бы достигнуть и 4 ГБ/с, но, как уже было сказано выше, на такое рассчитывать можно лишь при использовании самых современных реализаций USB4 / Thunderbolt. Здесь же и хост «зажат» в рамки PCIe Gen3×4, что в теории дает порядка 3,5 ГБ/с, но накладные расходы никто не отменял. Соответственно, потолок снижается процентов на 10-15, что мы и видим в случае любых быстрых современных SSD. Улучшить этот результат уже нельзя, ухудшить — реально: в поколении Gen3 встречалась масса контроллеров, более медленных, чем MAP1202 даже и при последовательном чтении.

Очевидно, что при ограниченном объеме записи мы обычно помещаемся в SLC-кэш. Но только там, где таковой работает — как мы уже установили, связка из контроллеров Maxio и JHL7440 ведет себя не так, как можно было бы предположить. И на первый план выходит скорость прямой записи — которая у «быстрых» моделей на MAP1602 высокая, а MAP1202 работает лишь немногим быстрее, чем при USB-подключении. Максимум — 2,4 ГБ/с, что на четверть меньше, чем у чтения, но в такой связке (напомним — и последнее ограничено хост-контроллером) и в один поток это, действительно, максимум. От которого HikVision G4000 отстал лишь на дополнительные 20% — и обогнал себя же в любой коробке с мостом USB 3.2 Gen2×2 (хотя в теории последний справиться с 1,9 ГБ/с должен, но делает это только при чтении и/или многопоточной записи). В общем, результат нормальный — даже при обнаруженных проблемах совместимости. Немного улучшить его можно, радикально — не получится. Точнее, придется уже менять и мост, и хост-систему тоже.

Как и следовало ожидать, выжать в многопоточном режиме из любого интерфейса можно больше. Однако меняются только конкретные цифры, но не тенденции, так что оставим их без развернутых комментариев.

В смешанном последовательном режиме в лидеры выходит WD Black SN770 — где работу эффективно перехватывает SLC-кэш. С другой стороны, несмотря на проблемы с кэшированием, HikVision G4000 способен обойти Digma Meta P21 — все-таки более серьезная платформа. Да и даже самый медленный участник нашего тестирования оказался неплох — благодаря прибавке от чтения. Медленным интерфейсам на этом фоне ловить точно нечего. Причем режим работы не такой уж надуманный — какая-нибудь распаковка большого архива непосредственно на внешнем накопителе ведет себя именно так.

Разница между способами подключения в абсолютных цифрах резко сокращается. Сама же скорость в любом случае очень далека от потолка интерфейса. На первый взгляд, для Thunderbolt такое отставание от теории больше, но, если приглядеться, в пределе мы видим одинаковое снижение примерно в полтора раза. Просто в те шестьсот с небольшим мегабайт в секунду, которые может обеспечить «классический» USB, все упираются почти одинаково, а для Thunderbolt уже есть варианты. Укладывающиеся в простую схему — чем «правильнее» работает SSD, тем он быстрее. Лидер — скромная Digma, которая, напомним, не испытывает проблем с кэшированием. Оба накопителя на Maxio, где таковые есть, оказываются примерно равными — собственной скорости прямой записи в этом тесте «хватило» и скромной модельке на MAP1202, а более дорогой HikVision G4000 своими преимуществами распорядиться не смог. И еще хуже повел себя WD Black SN770, где были существенные проблемы при промахах мимо кэша — который сам-то по себе работал, но... А почему разница между интерфейсами именно такая — чуть позже.

Комплексное быстродействие

На данный момент лучшим комплексным бенчмарком для накопителей является PCMark 10 Storage, с кратким описанием которого можно познакомиться в нашем обзоре. Там же мы отметили, что не все три теста, включенных в набор, одинаково полезны — лучше всего оперировать «полным» Full System Drive, как раз включающим в себя практически все массовые сценарии: от загрузки операционной системы до банального копирования данных (внутреннего и «внешнего»). Остальные два — лишь его подмножества, причем на наш взгляд не слишком «интересные». А вот этот — полезен в том числе и точным измерением не только реальной пропускной способности при решении практических задач, но и возникающих при этом задержек. Усреднение этих метрик по сценариям с последующим приведением к единому числу, конечно, немного синтетично, но именно, что немного: более приближенных к реальности оценок «в целом», а не только в частных случаях, всё равно на данный момент нет. Поэтому есть смысл ознакомиться с этой. Пусть она и немного избыточна для оценки даже «полноформатных» и небюджетных внешних SSD — все-таки пока еще даже для многих их владельцев идея использовать такой не вместе с, а иногда и вместо внутреннего кажется революционной. Но ведь за интерфейсами, более быстрыми, чем USB 3.2, многие гоняются именно в расчете на такое комплексное использование. Да и тесты копирования данных в набор нагрузок, напомним, тоже входят.

Сравнение показывает, что сравнивать-то и нечего — самый скромный SSD при использовании Thunderbolt оказывается быстрее любого, подключенного не только к USB3 Gen2, но и, в общем-то, Gen2×2 ничем бы не помогло. По результатам прочих, однако тоже видно, что ограничиваться именно «скромными» совсем не обязательно и даже нежелательно — даже не выходя из среднего класса результаты можно нарастить раза в полтора. То есть интерфейсы семейства USB4 по скорости самих SSD масштабируются очень хорошо, а предыдущие очень уж быстро упираются в собственный потолок.

И проблема здесь не только в пропускной способности — даже не только в ней. Новейшие интерфейсы ориентированы на непосредственное использование программного протокола NVMe — точно того же, на который рассчитаны и сами по себе современные внутренние SSD. USB 3.2 и ниже ограничены UASP (USB Attached SCSI Protocol), разработанным почти 20 лет назад — и рассчитанным на USB 3.0 и очень медленные накопители того времени. Впрочем, и это было большим шагом вперед — более ранний UMS (он же BOT — Bulk Only Transport) неспособен даже на последовательных операциях развить скорость выше 250 МБ/с. UASP эту проблему снял, но, по сути, он более ограничен, чем даже AHCI-протокол, обычно используемый в паре с SATA. Да и лишняя трансляция одних команд в другие на пользу в плане задержек никому не идет. А результат этого мы наблюдаем в тестах. Комфорт работы больше зависит как раз от задержек, нежели от скорости передачи данных, так что именно под их измерение большинство сценариев PCMark 10 Storage и заточено. И в таких условиях лучшее, что мы можем получить от внешнего накопителя при использовании «классического» USB — уровень приличного или не очень внутреннего SATA SSD. Не так уж и плохо — и многим до сих пор достаточно. Но можно радикально быстрее — если нужно или хочется.

Итого

Как мы уже не раз отмечали, появившийся более 10 лет назад 10-гигабитный интерфейс USB3 Gen2 до сих пор актуален для внешних накопителей. Он далеко не самый быстрый, но для многих сфер применения достаточный — да и дешевый, что тоже немаловажно. А вот для исследования он уже не интересен, поскольку достичь столь невысокого потолка современным SSD слишком просто. Следующий шаг в виде USB3 Gen2×2 (20 Гбит/с) можно пропустить, у него всё не очень хорошо с распространенностью. Впрочем, подходящих портов появляется всё больше, а цены за прошедшие годы радикально снизились, так что соответствующие коробки уже можно брать и в расчете на некоторую перспективу.

Попытка радикально поменять условия, освоив 40 Гбит/с пропускной способности и низкие задержки уровня стандартной связки PCIe и NVMe, до сих пор связана с массой подводных камней. И это несмотря на то, что интерфейс Thunderbolt 3 мягко говоря не слишком новый, он появился еще в 2015 году, а в USB4, основанном на его базе, с точки зрения простого пользователя ничего не изменилось. Но трудности здесь начинаются еще на этапе получения «полных» скоростей от хост-системы: старые реализации ограничены возможностями четырех линий PCIe Gen3, на что все долгое время закрывали глаза (всё равно ничего более быстрого не было), а сейчас этот фактор приходится учитывать. Равно как и то, что такие же ограничения накладывают и «старые» мосты, что ставит под сомнение покупку изрядно подешевевших за прошедшие годы TB3-корпусов для SSD.

Да и проблемы с совместимостью вполне возможны — мы, к примеру, получили их с тремя устройствами из взятых для тестирования четырех. Впрочем, кто конкретно более виновен — тот еще вопрос: два очень разных SSD на контроллерах Maxiotek вели себя одинаково, так что это могут быть нюансы их прошивок. Забегая чуть вперед, скажем, что ASMedia ASM2464 работает с этими накопителями корректно, то есть более современные мосты могут оказаться предпочтительными и с точки зрения совместимости (но у них могут обнаружиться свои тараканы, о чем тоже не стоит забывать). То есть самое, казалось бы, «прямое» внешнее подключение всё равно нельзя считать эквивалентным внутреннему: SSD могут вести себя совершенно по-разному.

В общем, синяков и шишек на этом пути набить можно много. Но альтернатив ему на деле нет. Во-первых, пропускная способность USB4 выше, чем у любых реализаций USB 3.x. Во-вторых, ниже задержки — из-за смены программного протокола. А это приводит к тому, что даже не слишком быстрый накопитель при таком способе подключения в качестве системного будет демонстрировать результаты, которых в принципе нельзя достичь в рамках USB 3.x. Да, массовым этот сценарий использования не является. Но по большому счету внешние SSD сами по себе на тотальную массовость всё равно не претендуют, а нужны как раз наиболее требовательным пользователям, которым не подходят банальные флэшки (а те сегодня тоже могут быть очень быстрыми) или передача данных по сети. Так что потенциальные достоинства нового поколения USB (и родственного ему Thunderbolt) игнорировать не стоит.

Сам же процесс подбора «правильного» SSD под такое исполнение принципиально не слишком отличается от используемого для медленных интерфейсов. Основной нюанс: требования к скорости по определению выше. Но мы уже условились считать накопители на QLC-памяти однозначным злом даже для 10 Гбит/с. Да и вообще пришли к выводу, что неоптимальны в принципе любые модели с SLC-кэшированием на все свободные ячейки — независимо от типа памяти. Естественно, эти критерии верны и для USB4. А гоняться за запредельными пиковыми скоростями всё равно не требуется: потолок стал выше, но примерный эквивалент четырех линий PCIe Gen3 в современных условиях не так уж высок. По совокупности приходим к тому, что любого SSD среднего класса достаточно, а топовые накопители избыточны. Бюджетные платформы — плохой выбор. Но, повторимся, плохим выбором они являются для любого внешнего накопителя. А нюансы совместимости придется изучать предметно в конкретных связках — универсальные критерии пока не вырисовываются.