EasySATA, SATA för USB 2.0

Inledning
SATA vs. USB 2.0
Dags att öppna lådorna
Användning
Prestandatester
Sammanfattning


Tack till Eksitdata som bistod med recensionsexeplaret.


24/04-06 | Illuwatar | illuwatar [at] 64bits.se


Inledning

En gång i tiden, närmare bestämt för två år sedan, recenserade vi en liten praktisk sak vid namn Easy-IDE. Denna pryl gjorde det möjligt att ansluta valfri IDE-enhet som hårddiskar och DVD-brännare/läsare till en USB-port. Framförallt för att föra över innehållet från en hårddisk till en annan vid till exempel en uppgradering eller som backup var denna lilla sak mycket användbar. Men under dessa två år har det hänt saker inom området hårddiskar och DVD-läsare, framförallt när det gäller deras gränssnitt mot värdsystemet. Serial-ATA (SATA) introducerades på marknaden som ett smidigare alternativ till den traditionella parallella ATA-gränssnittet. Med helt nytt protokoll och helt ny kontakt går det inte längre att använda utrustning för parallell ATA med dessa hårddiskar, vilket gör Easy-IDE oanvändbar för de som har en SATA-disk liggandes. Detta insåg en tillverkare och skapade ett alternativ till Easy-IDE: EasySATA. Med denna lilla dosa skall man kunna koppla in valfria SATA-enheter till USB-porten enligt samma princip som Easy-IDE. Hur bra den fungerar får ni reda på om ni läser vidare...

SATA vs. USB 2.0

Framtiden är seriell, i alla fall om man ser till gränssnitt i persondatorer. Många kommunikationsmetoder som tidigare var parallella har nu blivit seriella. PCI och AGP ersätts av PCI Express, parallell ATA ersätts med SATA och den gamla parallellporten har ersatts av USB. Både PCI Express och SATA är interna gränssnitt, dvs dessa är normalt tillgängliga inuti datorn och kan ej nås från utsidan. USB och FireWire däremot är gränssnitt avsedda för inkoppling av externa enheter. Vill man tillfälligt koppla in en enhet som körs på SATA har man två vägar att gå: öppna chassit och leta upp en ledig SATA-port eller använd en adapter som gör om USB eller FireWire till SATA. Produkten vi har testat gör just detta - konverterar USB till SATA för att man skall tillfälligt kunna ansluta hårddiskar till sin dator.

Innan vi ger oss på recensionen av EasySATA skall vi jämföra några gränssnitt med varandra för att få en uppfattning om var i ordningen vi befinner oss med USB och SATA. Diagrammet nedan visar ett antal seriella gränssnitt (även om Ethernet och trådlöst nätverk, WLAN, inte riktigt räknas som seriella fick de vara med för jämförelsen) och deras teoretiska maxhastigheter:


USB High Speed är den standard som infördes med version 2.0. Tack vare detta får man en teoretisk överföringshastighet på 480 Mbit/s. Tidigare USB-versioner var begränsade till 12 Mbit/s (Full Speed) och 1.5 Mbit/s (Low Speed). Fortfarande kan enheter begära dessa lägre hastigheter trots att värdsystemet använder USB 2.0. Alla enheter behöver helt enkelt inte High Speed för att fungera (möss och tangentbord till exempel). USB-enheter använder en differentiell signalöverföring (för att eliminera störningar) och kör i halv duplex. Anslutna enheter kan strömförsörjas via kabeln, vilken erbjuder 5 V och en ström på max 500 mA. För er som vill veta mer om USB 2.0 hänvisar jag till specifikationerna hos USB Implementers Forum.

Serial ATA (SATA) är en uppföljare till det klassiska parallella ATA-gränssnittet (PATA). Det som framförallt skiljer SATA från PATA är kabeln, dvs sättet värden kommunicerar med ansluten enhet. I PATA använde man 40 ledare (i och med ATA/66 blev det 80 ledare där hälften är jord, detta för att minimera störningar) jämfört med SATA-gränssnittets sju. Ur installationssynpunkt är denna förändring till stor fördel i och med att en tunn kabel inte är i vägen på samma sätt som en bred bandkabel. Utöver kablen har man även skruvat på gränssnittets övriga egenskaper, bland annat hastigheten. Första generationens SATA erbjuder 150 MB/s, vilket motsvarar den snabbaste versionen av PATA. SATA-II erbjuder en fördubbling vilket ger 300 MB/s och i framtiden finns planer på hastigheter på 600 MB/s. Utöver hastigheten har man även lagt in nya finesser, framförallt i SATA-II. NCQ, Native Command Queuing, är en av dessa, vilket är en funktion som skall optimera flödet av kommandon till hårddisken (påminner lite om hur SCSI fungerar). Hot-Swap är också en möjlighet inom SATA-standarden, dvs att man kan koppla in och ur enheter under drift. Ur detta kommer då möjligheten att erbjuda extern SATA-anslutning, eSATA. På så sätt kan man ansluta SATA-enheter till sitt system på samma sätt som USB.

Till sist bör jag nämna några ord om UMS, USB Mass Storage device, i och med att recensionsobjektet agerar som en sådan. Detta är benämningen på en USB-klass som lagringsenheter (flashminnen, mp3-spelare, flyttbara hårddiskar, mm) identifierar sig som. Olika USB-enheter har nämligen olika klasser som talar om för operativsystemet vad de skall användas till. På så sätt kan rätt drivrutiner laddas och korrekt funktion erhållas. En enhet som är klassad som UMS känner Windows (och andra operativsystem som har UMS-stöd) igen direkt som en flyttbar lagringsenhet och installerar automatiskt rätt drivrutin. Inga separata drivrutiner skall behövas om operativsystemet är Windows 2000 eller nyare.

Dags att öppna lådorna

Till skillnad från den tidigare Easy-IDE så kommer EasySATA i en minst sagt anonym förpackning. Man får vända och vrida på asken för att över huvud taget kunna gissa sig till vad som finns där i. Vem som tillverkar produkten nämns inte alls, inte heller varifrån den kommer. Undersidan är dock täckt med massa siffror och diagram som ser bra ut men saknar praktisk förankring. Dessutom nämns gränssnitt som inte ens existerar i produkten (FireWire), så denna låda används nog till andra produkter utöver EasySATA.

Den vita lådan innehåller strömförsörjningen. Orsaken till att den kommer separat är att den inte ingår som standard till EasySATA. Tanken är att man skall använda strömförsörjningen i datorn när man använder adaptern, vilket kräver att man öppnar chassit. Vill man inte göra detta får man köpa till strömadaptern, därav den separata lådan.


Innehållet i lådorna: Det som ingår är allt man behöver för att kunna använda produkten, inget "onödigt" har lagts med för att förgylla tillvaron. Känslan och kvaliteten på de ingående delarna är dock helt okej, inget att klaga på. "Manualerna" som följer med är dock inget att skriva hem om. Två kopierade A4, en för EasySATA och en för nätaggregatet, känns minst sagt lite billigt. Arket som medföljer EasySATA saknar helt instruktioner hur man kopplar in enheten. Där radas bara olika specifikationer upp, men någon hjälp för den som inte får till sammankopplingen finns inte. Det som medföljer nätaggregatet saknar text helt, där finns bara en bild som visar hur allt skall kopplas ihop. Som tur är går det inte att koppla fel i och med att alla kontakter är olika, så fixar man att anlsuta en digitalkamera skall detta inte vara några problem att få till.

När det gäller stöd för olika operativsystem skall detta inte vara några problem. Är det nytt nog (från Windows 2000 och uppåt) skall det inte behövas några separata drivrutiner för denna enhet. I princip skall EasySATA agera UMS-enhet, så man är inte låst till Microsoft. Skulle någon sitta kvar med Windows 98 så medföljer drivrutiner till detta på CD-skivan.


Tittar vi närmare på själva EasySATA-enheten så hittar vi en enkretslösning baserad på en krets från JMicron. Enligt specifikationerna (på ena A4-arket) skall en krets från NEC användas, men uppenbarligen är det inte så. Antingen har manualen fel eller så är det JMicron som samarbetar med NEC. Hur som helst, så ger detta en enkel och mycket kompakt lösning.

Användning

Hur man använder EasySATA är relativt enkelt trots alla kablar till synes. Tack vare att inga kontakter är dubblerade finns det ingen risk att man kan koppla in fel sak på fel ställe. Det man gör är att man kopplar ihop adaptern med hårddisken via den medföljande SATA-kabeln. Därefter ansluter man nätadaptern (om man nu har valt att köpa till denna), alternativt tar man ström inifrån datorns chassi. Har man en hårddisk med den traditionella 4-polskontakten är det bara att ansluta den direkt till nätadaptern, annars får man använda den medföljande SATA-power-adaptern. När allt detta är gjort är det bara att plugga in USB-änden hos EasySATA-dosan och vänta på att Windows skall göra sitt (kör man andra operativsystem får man följa deras instruktioner för anslutning av UMS-enhet).


En sak som kan vara lite irriterande om man ofta kopplar in hårddiskar med 4-polskontakt är att nätadapterns plugg är seg och relativt mjuk, vilket kan göra den trög att trycka in på sin plats. Jag fick ta i ganska ordentligt för att koppla ihop SATA-adaptern med nätadapterns kontakt. Det man också måste tänka på när man använder denna uppsättning är att hårddisken körs helt oskyddat. Är man ute efter en permanent inkopplad USB-enhet bör man titta på en USB-låda istället. Risken är annars ganska stor att hårddisken skadas när den ligger utan något skydd. Även SATA-anslutningarna känns lite veka och risken att de lossnar under drift är ganska stor. Däremot för tillfälliga filöverföringar är detta en utmärkt lösning om än något trasslig med alla dessa sladdar.

Prestandatester

Nu när allt är ihopkopplat passar det att köra lite prestandatester. Jag har valt att jämföra EasySATA med en "riktig" SATA-kontroller (Intel ICH5R). För att få vettiga jämförelser användes samma hårddisk med samma partition, samma testmetoder och samma testfiler. Det enda som skiljer är valet av kontroller. Prestandamätning med EasySATA har enbart utförts på USB 2.0 i och med att detta är vad som gäller på en modern dator. EasySATA skall fungera med äldre USB-versioner, men på grund av den begränsade hastigheten (max 12 Mbit/s) är ett test av detta ointressant (hur man än gör blir det inte över 1 MB/s). USB 2.0 däremot skall klara upp till 480 Mbit/s, vilket i teorin inte borde begränsa hårddiskens prestanda så mycket.

Innan vi visar några resultat bör testsystemet specifikationer tas upp:

CPU: Intel Celeron D 325j, 2.53 GHz
Minne: 1024 MB DDR PC3200 (400 MHz), Canyon, 2 x 512 MB
Moderkort: Shuttle SB775G5 (Barebone, Intel 875P)
IDE-kontroller: Intel ICH5R (Serial ATA 150 MB/s)
USB-interface: Intel ICH5R (USB 2.0, 480 Mbit/s)
Hårddiskar: Seagate Barracuda 7200.7 (200 GB/7200 rpm/8 MB cache)
Seagate Barracuda 7200.7 (120 GB/7200 rpm/8 MB cache)
Grafikkort: Sapphire Radeon 9600 Atlantis
Operativsystem: Microsoft Windows XP Professional (Servicepack 2)

Två hårddiskar användes i systemet. Den större på 200 GB innehöll själva operativsystemet och användes inte vid testerna (mer än att ge ett fungerande system). Den mindre hårddisken användes till alla prestandamätningar. Samma hårddisk flyttades mellan den interna SATA-anslutningen och EasySATA för att få fram jämförande värden på prestandan.

Läshastigheten hos hårddisken mättes med ett program kallat HD Tach 3.0. Detta program mäter läshastigeten både sekventiellt och slumpmässigt samt söktid och processorbelastning. Ett diagram visar hur disken presterar över hela dess storlek.

Först har vi hårddisken ansluten till moderkortets kontroller. Här ser man hur hårddiskens överföringshastighet varierar från nästan 60 MB/s ner till 30 MB/s. Det är helt uppenbart att en hårddisk inte ger ifrån sig data i en konstant hastighet, utan hastigheten beror på var på disken man befinner sig:


Här har vi nu anslutit samma hårddisk till systemet via USB och EasySATA. Kurvan får en helt annan form denna gång. Det som tydligt visas är att hårddisken inte länge är begränsningen. Oberoende av positionen på disken får man en överföringshastighet på 30 MB/s. Med andra ord, i detta fall är det gränssnittet eller adaptern som begränsar överföringshastigheten. I och med att USB 2.0 är specificerat för 480 MB/s (i teorin) så ser man att det finns lite kvar innan man är där. Om bromsen ligger i USB-kontrollern hos ICH5R eller i EasySATA är svårt att avgöra, men ser man till hur många UMS-enheter presterar är detta ett mycket bra resultat:


Medelläshastigheten (i MB/s) hos de båda anslutningsmetoderna kan ses i diagrammet nedan:


Nästa värde av intresse är medelsöktiden (i millisekunder) och hur den påverkas av att man kör hårddisken via EasySATA. En liten skillnad finns men den är i praktiken marginell (< 1 ms):


Skurläshastigheten (burst speed) är en parameter som visar hur pass snabbt gränssnittet och kontrollern i hårddisken är utan att begränsas av det fysiska mediat. Data som ligger i hårddiskens cache kan läsas ut mycket snabbare än om det måste hämtas från skivorna. Dock kan detta bara ske i små block, därav namnet skurläsning (datat kommer i små men snabba skurar). Här ser man hur uppenbart EasySATA begränsar överföringshastigheten:


Processoranvändningen (i %) kan vara av intresse, speciellt om man vill använda EasySATA med ett enklare (äldre) system. Testerna visade sig att vid läsning via EasySATA så är användningen nästan tre gånger högre jämfört med moderkortets styrkrets. Med ett modernt system (även ett simpelt sådant som testsystemet som använder en Celeron D) är denna skillnad av marginell betydelse, det finns gott om CPU-tid kvar till annat:


Sist ut har vi ett skrivtest utfört genom att kopiera en stor fil (ca 6 GB) från datorns systemdisk till testdisken. Skrivningen blir sekventiell i och med att testdisken var tom vid kopieringen. Precis som vid läsning så ser man att EasySATA begränsar skrivhastigheten. Begränsningen blir lite större jämfört vid läsning, detta brukar dock vara normalt. En skrivhastighet på 24 MB/s är dock inte dåligt för en USB-ansluten hårddisk:

Sammanfattning

Efter allt kopplande och testande, vad blir då omdömet? Ser vi till totallösningen så är EasySATA lika smart som sin föregångare. Produkten är ett perfekt tillbehör när tillfälligt vill kunna koppla in en hårddisk vid till exempel en uppgradering eller för backup. Mindre perfekt är den känsliga uppkoppling man får med alla sladdar och en "naken" hårddisk. Är man ute efter en mer permanent USB-lösning för lagring finns det bättre alternativ på marknaden. Denna produkt är mer avsedd för entusiaster och tekniker än för den vanliga användaren.

Tittar vi på prestandan så är den inte jämförbar med att koppla in hårddisken till en dedikerad SATA-kontroller. Jämför man däremot med andra UMS-enheter så ligger EasySATA mycket bra till. Hastigheter på 30 MB/s vid läsning och 24 MB/s vid skrivning är mycket bra.

Med ett pris på 349 SEK är inte EasySATA den billigaste lösningen, speciellt om man behöver extern strömförsörjning. Nätaggregatet ingår nämligen inte i priset, något som det gjorde för EasyIDE. Vill man ha detta får man lägga ut ytterligare 239 SEK, utöver priset för Easy-SATA. Totalt blir det 588 SEK för den kompletta lösningen, vilket är ganska dyrt med tanke på att ingen låda ingår.

Uppdatering 2006-04-26: Priset på både EasySATA och nätaggregatet har sänkts hos Eksitdata, så nu kostar EasySATA 296 SEK och extra ström 199 SEK. Detta ger totalt 495 SEK för det kompletta paketet. Trots en sänkning på en knapp hundring (för hela paketet) är priset fortfarande lite i högsta laget.

Det slutliga betyget blir Väl Godkänt med reservation för det höga totalpriset och att man bör ha goda datorkunskaper när man använder produkten. Med bra hastighet och kompakt utförande kan detta vara rätt sak i rätt persons händer. Vill du dock bara ha en externt ansluten hårddisk som går att flytta runt finns det andra bättre och mer passande lösningar på marknaden.


EasySATA
Fördelar
Nackdelar
Bra prestanda för en UMS-enhet Nätaggregatet måste köpas separat
(Relativt) enkelt att koppla in Undermålig dokumentation
Kompakt enhet (utan nätagg) Hårddiskar körs oskyddade
Alla kablar och adaptrar man behöver ingår Anslutningen på nätaggregatet är trög att koppla in
  Något dyr lösning




24/04-06 | Illuwatar | illuwatar [at] 64bits.se