Quanto tempo ci vorrà per trasferire un file di 1 GB su un'unità USB 2.0 e una USB 3.0?

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Facendo la convalida USB, questa è la mia conclusione tecnica: c'è la teorica e c'è la reale. L'effettivo è più importante del throughput teorico.

THEORETICAL USB2.0

I microframes USB2.0 possono avere un massimo di 13 trasferimenti BULK per microframe. Ci sono 8 microframmi al secondo. Un trasferimento BULK ha un massimo di 512 byte.

In decimale un megabyte è 1.000.000 byte = 1 MB. Questa è l'unità più usata.

In binario, un megabyte è 1024 x 1024 byte = 1 MiB (notare la i tra M e B).

Il limite teorico per USB 2.0 è +/- 53 MBps.

USB2.0 è specificato come 480 Mbps = 60 MBps ma a causa delle specifiche e dell'overhead del protocollo, il massimo è 53 MBps.

Questo significa che per 1 GB ci vogliono 18,78 secondi (18,78 x 53,248 MBps = 1 GB).

FATTUALE USB2.0

Le specifiche effettive dell'unità sono importanti (tempo di accesso, velocità di trasferimento), il controller (può gestire i 13 pacchetti), quanti dispositivi sono collegati all'host (condividendo il BW), il frontend fisico USB, lato SW e driver,.... Solo quando un host e un dispositivo sono collegati senza altri dispositivi sullo stesso host ed è entrambi i lati hanno la capacità HW e SW di fare il massimo teorico, allora 53 MBps sarà possibile. Sarà sempre meno.

Ho fatto dei test in bare metal per USB2.0 che raggiungono esattamente il massimo teorico in una connessione uno contro uno. Circa il 10% di perdita dovuta al protocollo (53 vs 60 MBps).

TEORICHE USB3.0

USB3.0 è specificato come 5 Gbps = 625 MBps. Ma vale lo stesso che l'hardware (PHY, controller, disco) e il SW devono supportare il massimo specificato dallo standard. Non ricordo a memoria il massimo teorico, ma sarebbe intorno ai 500 MBps credo. In teoria, ci vogliono circa 2 secondi per trasferire 1 GB su USB3.0.

FATTIVO USB3.0

La velocità di USB3.0 è molto lontana da quella teorica per il vostro drive medio di memoria di massa. Un hard disk a seconda della sua velocità di rotazione può avere 50 o 100 MBps (numero approssimativo) e non otterrà il massimo di 500 MBps. Gli HDD usano il buffering e altri trucchi per migliorare le prestazioni, ma la velocità grezza è inferiore a quella che può fare l'USB3.0. USB3.1 è il doppio di 3.0, quindi il problema è peggiore lì. Naturalmente, un SDD ha migliori prestazioni in scrittura e lettura. Ma l'USB 3.2 è in preparazione (20 Gbps = 1,25 GBps!!!) che sarà anche oltre le prestazioni dell'SDD.

In bare metal, non ho mai visto qualcosa che si avvicinasse al limite teorico dell'USB3.0. Con un sistema operativo reale e più dispositivi collegati all'host USB3.0, i numeri saranno notevolmente inferiori alle velocità teoriche.

Nota: se un HDD è molto più lento per l'accesso in scrittura, la scelta per il frontend USB3.0 (PHY e controller) sarà di usarne uno più economico e meno performante, perché perché mettere un motore Rolls Royce in una Twingo?