「USB 1.1 vs USB 2.0 Benchmark ~ Storage deviceの場合 ~」
http://his.luky.org/doc/usb-bench.html
Ver0.3 2002-08-20 Copyright(C) 2002, Hisaaki Shibata/柴田 尚明@福岡市shibata@luky.org
LinuxでUSBインタフェースを利用して外付HDDを接続してみました。
外付HDDそのものは「USB 2.0対応」と明記されていたので、
手元のノートPC内蔵のUSB 1.1と PC card の USB 2.0 インタフェースに
接続して非常に簡単な性能比較を行なってみました。
ご意見は、柴田までメールでお願いします。
尚、本ドキュメントは全文丸ごとであればどこへでも転載可能/リンク可能です(^^)
目次
0 .来歴・トピックス
1 .経緯
2 .関連情報/参考文献
3 .用意したhardware
4 .用意したsoftware
5 .性能測定
6 .いくつかの問題点
7 .TODO
8 .謝辞
0.来歴・トピックス
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2002-08-20 Ver. 0.3
- CardBus USB2.0インタフェースカードのチップ記述追加
- PCI USB2.0インタフェースカード経由の性能測定結果追記
2002-08-17 Ver. 0.2
- 写真やリンク追加
2002-08-16 Ver. 0.1
- 新規作成
1.経緯
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「ディスクが足りない。」この問題は、いつまでたっても付きまといます。
たとえノートPCの内蔵ディスク容量が1年毎に倍になったとしても、
何故か足りません。
私がメインで業務に利用しているノートPC Hitachi FLORA 220FX も
内蔵ディスク容量が20GBと一昔前では考えられないほどの容量になっても、
気がつくと使用率が90%を超しています。
これでは日々降り注ぐ添付ファイル付のメール豪雨を乗り切る事は出来ません(^^;
と、言う理由でUSB接続の外付HDDを購入する事にしました(^^;;
外付ケースにはどれも一長一短あったのですが、ドライブベイタイプとしても使えるものが比較的安く、しかも USB 2.0とあったので、購入してみました。
ついでと言っては何なのですが、ノートPC内蔵インタフェースであるUSB 1.1経由と、CardBusのUSB 2.0アダプタ経由で性能比較を行なってみました。
2.関連情報/参考文献
[次へ][前へ][目次へ]3.用意したhardware
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性能を計った事もあり、ある程度正確にモデル名を示すようにします。
- ノートPC 日立FLORA 220FX NP2のPentium III 750MHzモデル
- 2.5インチハードディスクケース Century CDC25U2/35I左側が上蓋で、右側がHDDを内蔵したケースです。
尚、このカードのUSBコントロールチップは、lspciの結果NEC製らしい事がわかりました。hong:/home/shibata# lspci
00:00.0 Host bridge: Intel Corp. 440BX/ZX - 82443BX/ZX Host bridge (rev 03)
中略
00:0a.0 CardBus bridge: Texas Instruments PCI1410 PC card Cardbus Controller (rev 02)
中略
02:00.0 USB Controller: NEC Corporation USB (rev 41)
02:00.1 USB Controller: NEC Corporation USB (rev 41)
02:00.2 USB Controller: NEC Corporation: Unknown device 00e0 (rev 01) - 2.5inch HDD IBM Travelstar 40GN(IC25N040ATCS04) 40GB 4200rpm
- USB2.0 CardBus PC Card RatocREX-CBU2
FLORA 220FX NP2は
USB1.1インタフェースを内蔵しているのですが、USB2.0は非対応であるため、
CardBusのUSB2.0インタフェース
REX-CBU2
を利用しました。
CDC25U2/35Iへの給電は、USBのバスパワーが基本なのですが、足りない場合に備えてPS/2インタフェースから5Vを取り出すケーブルが添付されています。今回もこのケーブルを利用しました。
尚、
CDC25U2/35I
の中にはHDDのATAインタフェースに接続する小さな基板
が入っているだけのシンプルなものです。
その基板上には
in-system
と書かれたインタフェース変換らしいチップが載っていました。
探してみたところ、CypressのISD300A1のようです。
4.用意したsoftware
[次へ][前へ][目次へ]4.1 Linux ディストリビューション
どのようなディストリビューションでもいいと思います。
今回はDebian GNU/Linux 3.0(woody)で行ないました。
4.2 linux-2.4.19.tar.bz2 or later
2.4.19からUSB2.0(ehci)が正式サポートされた事もあり、
ソースからmakeしたカーネルを利用しました。
5.性能測定
[次へ][前へ][目次へ]5.1 ls -lR
USB経由でfsck,mke2fsを行なった外付HDD上に数万個以上のファイルをコピーし
ました。ノートPCにmountした上でmountしたトップディレクトリから
# time ls -lR|tail
を実行した結果を示します。
multi user modeで動作させたままでしたが、
他には特段重たいプログラムは動かしていない状態での測定です。
USB 1.1 | USB 2.0 |
---|---|
real 14m49.500s user 1m10.140s sys 0m19.560s | real 9m11.731s user 1m10.800s sys 0m20.150s |
このテストでは、USB2.0の場合はUSB1.1に比べて約1.6倍高速化されました。
5.2 find and cat
同じく100kbytes程度の数千個以上のファイルがある外付HDD上の
ディレクトリ上で
# time find . -type f -exec cat {} \; > /dev/null
を実行した結果を示します。
multi user modeで動作させたままでしたが、
他には特段重たいプログラムは動かしていない状態での測定です。
USB 1.1 | USB 2.0 |
---|---|
real 24m52.944s user 1m52.160s sys 0m22.390s | real 4m7.810s user 1m52.460s sys 0m23.360s |
このテストでは、USB2.0の場合はUSB1.1に比べて約6.0倍高速化されました。
尚、それぞれのテストはUSB1.1→USB2.0の順番で実施しましたが、
USB1.1のテスト終了後に外付ドライブは一度unmountし、別のmount pointに
マウントした後に測定しています。
また、find & catでのusb2.0でのテストの後にもう一度usb1.1でテストを
行ないましたが、real で3秒程度の差しかなく、ファイルバッファの影響は
排除できているのではないかと判断します。
ディスクを同じくIBMの
Travelstar
シリーズの
IC25N020A
に変更し、Pentium III 673MHz x 2の自作SMPマシンに
GIGABYTEのUSB2.0インタフェースカードである
GC-USB20N
に変更して同じファイル群での性能測定も行ないました
ドライブそのものは一世代前のものなので、性能は低くなるかと
思ったのですが、まずはその結果を以下に示します。
USB 2.0 |
---|
real 2m7.539s user 0m8.080s sys 0m14.160s |
CPUパワーがあるのが効いたのか、PCIバスのUSB2.0インタフェースカードが
効いたのか、Note PCにCardBusインタフェースの更に2倍程度の性能に
なっています。
6.いくつかの問題点
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CardBusのUSB2.0インタフェースカードは、以前のカーネルではきちんと認識してくれなかったのですが、linux-2.4.19ではすんなり認識しehci-hcdモジュールが組み込まれたのですが、USB2.0インタフェースを利用した後にCardBusを抜去すると、カーネルごと固まってしまいます(^^;
手動でehci-hcdモジュールをrmmodした後に抜去すると問題ありません。
もう少し調査してみようと思います。
7. TODO
[次へ][前へ][目次へ]7.1 必ずやる
(1)bonnie++などの
ベンチマークソフトウエアを用いて、内蔵HDDも含めた比較を行ないます。
(2)ファイルサイズを変えてみてテストを行なう。
7.2 気が向いたら...
(1)その他のマシンでも測定してみる。
(2)ファイルサイズ別のアクセス結果をグラフの形でまとめる。
7.3 お金があったら...
(1)IEEE1394インタフェースの外付HDD箱との比較をしてみたいが、
箱を買うお金が...
8.謝辞
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私がLinuxを使えるようにしてくださったすべての方に感謝いたします。
また、この文書作成にあたっては、JFをはじめとする多くのドキュメントを参考にさせて頂いています。ありがとうございますm(_|_)m
以上
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Last modified: Tue Aug 20 02:43:15 JST 2002