Скорость копирования в windows в чем измеряется

Расширив ассортимент своих аксессуаров USB кабелями, мы столкнулись с необходимостью разъяснения покупателям реальной скорости передачи данных, которую поддерживает данный интерфейс. Вопрос этот крайне не простой, потому что, мало того, что существует несколько версий стандарта USB и огромное количество сценариев использования устройств с этим интерфейсом, так еще и маркетологи окончательно всех запутали, изменив нумерацию версий.

Мы планируем выпустить цикл публикаций, в которых мы расскажем о разных версиях USB, реальной скорости работы устройств и множестве различных нюансов. Это первая часть нашего цикла.

Говорить будем о классическом USB интерфейсе Type-A.

Картинка с сайта: sat.com.ru

Виды USB интерфейсов и разъемов

Версия USB и скорость передачи данных

Начнем с того, что скорость передачи данных, а именно записи и чтения файлов, важнее всего для носителей информации или, как их еще называют – накопителей. Покупая, скажем, флешку или SSD диск, которые подключаются по USB интерфейсу, иногда на упаковке или в инструкции можно увидеть эти самые скорость чтения и записи. Но, во-первых, производители далеко не всегда указывают эту информацию, а во-вторых, указанная скорость является максимально возможной и, к сожалению, она далека от реальной. Чаще, в угоду маркетингу, на упаковке указывается лишь версия USB и соответствующий ей логотип. Так что, зачастую, покупатель либо вовсе не знает, что ожидать от свежекупленного накопителя, либо получает совсем не то, на что рассчитывал.

В нижеприведенной таблице, наглядно показано, какую информацию можно встретить на упаковке. Из всего изобилия, интересующие нас данные – это версия USB и максимальная скорость. Как видите, с каждой новой версией стандарта, скорость возрастает. Однако, как мы говорили выше, к сожалению, эти цифры сильно отличаются от тех, что пользователь увидит при работе с устройством. Попробуем разобраться почему.

Картинка с сайта: sat.com.ru

Отдельно хочется обратить ваше внимание на второй столбец. В своё время в угоду маркетингу были внесены изменения в названия стандартов, что до сих пор вызывает множество вопросов. Об этом мы подробно расскажем в третьей части нашего цикла. 

Какую максимальную скорость поддерживает USB интерфейс?

Рассмотрим, какая именно максимальная скорость передачи данных заявляется для разных версий интерфейса:

• USB 2.0 – до 480 Мбит/с
• USB 3.0 (он же 3.1 Gen 1 и 3.2 Gen 1) – до 5 Гбит/с
• USB 3.1 (он же 3.1 Gen 2 и 3.2 Gen 2) – до 10 Гбит/с
• USB 3.2 (он же 3.2 Gen 2×2) – до 20 Гбит/с
• USB4 (он же 4 Gen 2×2) – до 40 Гбит/с
• и так далее

Именно эти цифры пользователь видит в рекламе и на упаковке, и сразу же дважды вводится в заблуждение. Во-первых, как уже было сказано, потому, что указана максимальная скорость, которая далека от реальной. А во-вторых, потому, что указана скорость в гигабитах в секунду (Гбит/с), тогда как везде, в том числе в Windows при копировании файлов, скорость указывается в мегабайтах в секунду (МБ/с). Как итог, покупатель ожидающий, что копирование файлов на флешку со скоростью 10 Гбит/с будет молниеносным, видит на экране скорость, например, 450Мб/с, что для обывателя в разы ниже.

Кстати, сюда же, до кучи, добавляется путаница с гигБИТами – гигаБАЙТами, и мегаБИТами – мегаБАЙТами, которые являются разными единицами измерения информации. Простому обывателю больше знакомы именно байты (память в телефоне, размер фото- и аудио- файла и прочее, измеряется именно в них), а не биты. Но скорость передачи данных измеряется именно в битах, что также вносит дополнительную сумятицу.

А все дело в том, что это единицы измерения данных, где используются разные множители, а также различается основная единица: бит против байта:

• Гбит/с (Gbps) – скорость измеряется в гигабитах в секунду, где 1 гигабит = 1 073 741 824 битов (округлим для удобства до 1 000 000 000)
• МБ/с (MB/s) – скорость измеряется в мегабайтах в секунду, где 1 мегабайт = 1 048 576 байт (округлим до 1 000 000)

Соотношение между битами и байтами: 1 байт = 8 битов. Следовательно, чтобы преобразовать скорость из Гбит/с в МБ/с, нужно разделить количество бит на 8 и перевести гигабиты в мегабайты.

Откуда же возникла эта путаница? Дело в том, что значение Гбит/с используется для обозначения скорости в гигабитах и чаще применяется в маркетинге и характеристиках сетевых устройств. А МБ/с показывает скорость в мегабайтах и более удобен для измерения реальной скорости передачи файлов, так как операционные системы обычно оперируют байтами.

Картинка с сайта: sat.com.ru

USB разъем Type-A

Как рассчитать скорость передачи данных по USB?

Итак, исходя из вышесказанного, давайте рассчитаем реальную скорость передачи данных на примере USB 3.2 Gen 1 (ранее, USB 3.0), максимальная скорость которого заявлена 5 Гбит/с:

1. Разделите на 8, чтобы получить байты: 5 000 000 000 ÷ 8 = 625 000 000 байт/с
2. Переведите в мегабайты: 625 000 000 байт/с = 625 МБ/с

Таким образом, максимальная скорость передачи данных USB 3.2 Gen 1 соответствует 625 Мегабайт в секунду. Это не мало, но напомню, что это именно максимальная, скорость, которую достичь не получится. На реальную же скорость влияет еще несколько факторов, о которых мы расскажем в другой части нашего цикла.

Главное, что нужно понимать: Если у вашего ноутбука (или какого-то другого устройства) имеется лишь старенький разъем USB 2.0, то какую бы крутую флешку вы не купили, скорость передачи данных будет не более 480 Мбит/с (а по факту и того меньше).

Версия USB и маркировка разъемов

Версия USB играет не менее важную роль, т.к. в спецификациях и инструкциях компьютеров, ноутбуков и многих других устройств, указывается не скорость интерфейса, а именно его версия: USB 3.0, USB 3.1 и т.п. Зная версию интерфейса вы без труда узнаете и поддерживаемую скорость.

Картинка с сайта: sat.com.ru

USB разъем без обозначения версии интерфейса

Если у вас нет под рукой инструкции или вы не можете найти в интернете спецификацию на ваше устройство, то можно обратить внимание на сами USB разъемы (порты):

• Во-первых, каждая версия стандарта имеет свою официальную маркировку. Обратите внимание на последний столбец нашей таблицы: Логотип для портов и кабеля.
• Во-вторых, о версии USB может говорить цвет USB разъема.

Практически всегда, производители прибегают к цветовой маркировке для обозначения версии и типа интерфейса. Однако это и не является строгим стандартом, поэтому есть лишь примерные устоявшиеся правила:

• USB 1.0 и USB 1.1 – Разъемы чаще всего белого цвета, иногда черные
• USB 2.0 – Как правило черные, реже белые.
• USB 3.0 и USB 3.1 Gen 1 – Разъемы синего или голубого цвета
• USB 3.1 Gen 2 и USB 3.2 Gen 2 – Красные или иногда бирюзовые (аквамариновые) разъемы
• USB 3.2 Gen 2×2 – Обычно нет строго определённого цвета, но иногда используют бирюзовый или жёлтый

Картинка с сайта: sat.com.ru

Цветные USB разъемы на материнской плате

Цвета для более новых версий USB могут варьироваться в зависимости от производителя. Дело в том, что помимо передачи данных, начиная с версии USB 3.0, в стандарт была включена поддержка быстрой зарядки устройств, а там уже предусмотрены свои цвета для разных стандартов и производителей. Так, порты зеленого, фиолетового, жёлтого и оранжевого цвета предназначены для обеспечения повышенного тока, а два последних могут быть активны даже при выключенном компьютере. Например, зеленый цвет разъема говорит о поддержки стандарта быстрой зарядки QuickCharge от Qualcomm, а фиолетовый – SuperCharge от Huawei. Но, это уже совсем другая история.

Так что имейте в виду: не все производители строго следуют этим цветовым кодам, поэтому для точного определения версии USB рекомендуем, все же, обращаться к официальной документации и спецификации устройства.

Вторая часть цикла: Что влияет на скорость передачи данных по USB?

Третья часть цикла: Проблемы с названиями версий USB: почему это сбивает с толку пользователей

Если Ваш компьютер медленно копирует файлы на флешку или жёсткий диск, не спешите винить устройства в их «тормознутости». Возможно проблема в несовершенстве самой Windows…

Жизнь часто подкидывает нам всяческие задачки. В особенности, если Вы – «компьютерщик» Вот и я столкнулся с одной, не то чтобы проблемой, но неприятностью, выход из которой был успешно найден. Поэтому спешу поделиться с Вами своими изысканиями.

А дело было так. Пришлось мне сбрасывать на флешку с одного компьютера в нашей «конторе» большой ZIP-архив на 3 с лишним гигабайта (там была куча всякой документации за прошлые годы). Средняя скорость записи на мою флешку – примерно 3–4 мегабайта в секунду. Резонно рассудив, что при такой скорости архив скопируется примерно за 17–25 минут (грубо говоря 1000–1500 секунд :)), я на свою беду поставил копирование за полчаса до конца рабочего дня…

В итоге этот злополучный файл копировался почти целый час! Это заставило меня задержаться на работе, а на следующий день озадачиться вопросом, почему файлы могут медленно копироваться и как ускорить копирование при необходимости. Попробуем разобраться…

Что влияет на скорость копирования

Что есть копирование файла вообще? Это не что иное как чтение битовой последовательности в определённых секторах дискового накопителя с последующей их записью в другие сектора или на другой носитель. Теоретически скорость чтения и записи зависит только от самого устройства хранения информации: то есть, его заводских параметров быстродействия. Однако, на практике всё гораздо сложнее.

В реальных условиях нужно учитывать ещё ряд параметров:

• степень изношенности носителя;
• качество соединительных шлейфов передачи данных;
• качество питания носителя;
• правильные настройки BIOS;
• наличие драйверов материнской платы;
• установленный режим передачи данных;
• степень «захламлённости» Windows.

Всё вышеперечисленное вместе или по отдельности может сказываться на понижении скорости копирования данных. Например, чем дольше мы пользуемся носителем информации, тем большая вероятность того, что часть секторов в нём станут нечитаемыми, что будет тормозить любые файловые операции. Плохой контакт шлейфа передачи данных может приводить к коротким замыканиям и потерям информации, а недостаточное питание не даст устройству работать на полную мощность.

Проблема может скрываться и в BIOS. Практически все современные компьютеры имеют жёсткие диски, которыми управляет SATA-контроллер. В BIOS этот контроллер должен быть обязательно активирован («Enabled») и работать в режиме «AHCI» (если, конечно, у Вас стоит современная ОС Windows 7 и выше):

Картинка с сайта: www.bestfree.ru

Также озаботьтесь вопросом проверки наличия драйверов для чипсета. Если они не установлены, то южный мост Вашего ПК может некорректно работать на стандартных драйверах Windows, что вполне может приводить к проблемам в работе с носителями информации и USB-устройствами.

Если всё вышеперечисленное Вам не подошло, то ещё одним способом решить проблему медленного копирования штатными средствами может стать изменение режима передачи данных. Для этого вызовите Диспетчер устройств, откройте раздел «IDE ATA/ATAPI контроллеры», вызовите свойства того контроллера, который отвечает за работу Вашего жёсткого диска и проверьте во вкладке «Дополнительные параметры» установленный режим передачи данных. Должен быть «DMA, если доступно» и текущий режим ультра DMA 5:

Картинка с сайта: www.bestfree.ru

Если стоит PIO и изменить его не выходит, то у Вас, скорее всего, произошёл сбой в системе. Попробовать его устранить можно, удалив устройство с режимом передачи PIO и перезагрузив компьютер. Если и это не поможет, то решиться проблема может только переустановкой Windows.

Последним вариантом ускорения копирования для владельцев Windows 7 и выше (правда, в «Десятке», вроде, этого уже нет) является отключение компонента «Удалённое разностное сжатие». Для этого зайдите в Панель управления, раздел «Программы и компоненты», нажмите внизу слева пункт «Включение или отключение компонентов Windows» и снимите соответствующую галочку:

Картинка с сайта: www.bestfree.ru

Технология ускорения копирования

А теперь представим, что всё у нас работает как надо, но копирование всё равно медленное… Почему? Здесь всё упирается в принцип копирования. В штатном режиме оно происходит по следующей схеме: в оперативную или кеш-память считывается небольшой блок информации, а затем записывается в нужное место (новый блок на жёстком диске или на съёмном носителе) и далее по циклу.

Для небольших файлов такая схема прямого копирования вполне приемлема, но для больших может вызывать замедление. Можно ли как-нибудь ускорить их копирование? Теоретически, да! Для этого нужно использовать какой-либо быстрый носитель информации, который будет кешировать сразу весь файл (или хотя бы его большую часть) и записывать из собственной быстрой памяти непрерывным потоком.

Одним из наиболее универсальных и доступных устройств подобного рода в компьютере является оперативная память. При стандартном копировании данные тоже могут передаваться через неё, но в виде потока мелких кластеров информации. Если же предварительно считать и поместить в неё целиком весь файл, то мы сможем получить существенное ускорение при его записи в непрерывном виде! Именно такой подход реализуют существующие программы для оптимизации копирования, которые я и предлагаю рассмотреть (кстати, подобные алгоритмы начали использоваться в Windows, начиная с «Восьмёрки», но они ещё далеки от идеала).

Перед установкой я решил провести контрольный замер. Было взято 20 небольших (200 – 800 КБ) файлов-изображений общим размером 16 мегабайт и один большой ISO-образ на 3 ГБ. Время копирования в пределах одного раздела жёсткого диска составило 2 сек. для картинок и 2 мин. 3 сек. для большого файла. На флешку (средняя скорость записи – 5 МБ/сек) запись длилась 3,4 сек. и 9 мин. 35 сек. соответственно. Попробуем теперь копировать со специальными утилитами и сравним разницу.

Программы для ускорения копирования

TeraCopy

Наиболее знаменитой программой для ускорения копирования является TeraCopy:

Картинка с сайта: www.bestfree.ru

На официальном сайте Вы можете скачать её бесплатную версию, которая обладает базовым функционалом, а затем (при желании) купить PRO-редакцию с дополнительными функциями. Однако. нас интересует только бесплатный софт, поэтому от покупок мы откажемся и попробуем поработать как есть.

При установке нам предложат поставить TeraCopy в обычном или портативном режиме, а также создать нужные ярлыки и ассоциировать с некоторыми файлами (лучше снять ассоциацию). После завершения установки запустится основное и единственное рабочее окно, которое, к счастью, имеет русскоязычный интерфейс.

Для копирования через программу Вам нужно перетащить в её окно нужные файлы и указать конечную папку, куда эти файлы требуется поместить. Кроме того, TeraCopy ассоциируется с Проводником и при перетаскивании или копировании горячими клавишами предлагает сделать это средствами программы.

Из дополнительных возможностей бесплатной версии стоит отметить возможность выполнения ряда действий по завершению копирования (выключение ПК, открытие дисковода, тестирование целостности скопированных файлов и т.п.). Также в опциях есть возможность активировать проигрывание звука по завершению задания, а также использование для работы кеша системы.

Что касается результатов, то на Windows 8.1 x64 они ненамного превзошли штатные, хотя, прирост есть. Так, в пределах жёсткого диска копирование 20 картинок (16 МБ) заняло 1,5 сек., а 3-гигабайтного образа – 1 мин. 48 сек. На флешку запись длилась 2,95 сек для изображений и 8 мин. 32 сек. для большого файла соответственно.

FastCopy

Следующей мы протестируем японскую программу, которая по заверениям разработчиков реализует самый быстрый алгоритм копирования файлов, – FastCopy:

Программа полностью бесплатна и имеет отдельную 64-битную версию. Поставляется она в виде архива с портативной программой и файлом setup.exe, который позволяет установить и зарегистрировать FastCopy в системе (добавится пункт копирования в контекстном меню) или же удалить все ассоциации.

К сожалению, язык интерфейса только английский, но не особо замороченный. Суть проста: нужно выбрать исходную папку («Source») и конечную, в которую нужно копировать содержимое источника. Чтобы не копировались все файлы из указанной директории можно активировать фильтр («Filter»), который позволяет задать маски включения и исключения (например, *.exe или Image*.*). Не совсем удобно, но пользоваться можно.

Касаемо результатов. Копирование мелких файлов в другую папку заняло 1,8 сек., а большой скопировался за 1 мин. 49 сек. Копирование же на флешку завершилось с результатами 3,8 сек. для картинок и 9 мин. 12 сек. для образа. Как видим, несмотря на заверения разработчиков, результаты не самые лучшие, но есть.

Supercopier

Немецкое качество всегда ценилось. Посмотрим, есть ли оно в программе Supercopier, которая «родом» именно из Германии:

Картинка с сайта: www.bestfree.ru

Программа поставляется в виде инсталлятора или portable-версии. Имеются как 32-битная, так и 64-битная версии. Также есть платная редакция, которая, по сути, служит для «доната», то есть, Вашей благодарности разработчику Кстати, на портативную версию почему-то «ругался» антивирус 360 Total Security, хотя на инсталляторную нет…

Интерфейс русифицирован только частично (особенно в меню много непереведённых английских слов). Зато интеграция с системой – максимальная: программа по умолчанию подменяет штатную функцию копирования без каких-либо дополнительных вопросов как в TeraCopy.

Из дополнительных функций стоит отметить наличие возможностей постановки копирования на паузу, автоматического пропуска ошибок копирования, импорта и экспорта списка файлов для перемещения, а также ручной настройки размера буфера для копирования.

Касательно непосредственно копирования немцы, всё-таки, подкачали! Картинки в новую папку скопировались практически мгновенно – за 0,9 сек., а вот образ диска на 3 ГБ – за 2 мин. 6 сек. С флешкой, правда, получилось получше: 2,7 сек. для изображений и 9 мин. 20 сек. для большого файла.

Однако, такие результаты были получены на штатных настройках. Если же, к примеру, увеличить размер блока с 256 КБ до 1 МБ, а также размеры буферов (последовательный до 512 МБ со 131 и параллельный до 128 МБ с 1), то скорость копирования больших файлов возрастёт до 1 мин. 50 сек. на локальном жёстком диске и до 8 мин. 40 сек. на съёмном. Правда, тогда страдает копирование мелких данных: 1,6 сек. и 3,1 сек. соответственно…

ExtremeCopy

Ещё одним претендентом на звание лучшей замены штатной функции копирования является программа ExtremeCopy:

Самая актуальная версия программы является платной, однако, предыдущие её редакции можно скачать и использовать бесплатно. Правда, в них нет возможности настраивать вручную заданные лимиты буферов и иные параметры, но она работает и так весьма неплохо. Есть возможность скачать 64-битную и портативную (правда ещё более раннюю) версии.

ExtremeCopy хорошо интегрируется в систему, правда, не имеет русского языка… Дополнительным функционалом программа тоже не блещет: есть только возможность паузы копирования и пропуска файлов.

Что же касается скорости копирования, то мелкие картинки в новую папку скопировались ровно за секунду, а большой файл за 1 мин. 48 сек. Для флешки результаты такие: 3 секунды для «мелочи» и 9 мин. 13 сек. для образа.

Сравнение

Выводы

Как видим, скорость копирования файлов реально повысить даже в современных операционных системах. Что уж говорить об устаревших Windows XP, Vista и 7. В них ещё не было прогрессивных систем передачи данных, поэтому ускорение на них будет весьма значительным.

В новых ОС прирост не особо заметен (максимум — 1 минута для крупных файлов и около секунды для мелких). Однако, и здесь программы для копирования могут пригодиться, поскольку многие из них имеют в своём арсенале такие дополнительные функции как пауза копирования, пропуск файлов и даже формирование списка файлов и отложенное копирование по ним. Поэтому выбирайте себе ту программу, которая Вам нравится больше всего и пользуйтесь на здоровье!

P.S. Разрешается свободно копировать и цитировать данную статью при условии указания открытой активной ссылки на источник и сохранения авторства Руслана Тертышного.