USB-1.1-Schnittstellen sind heutzutage auf aktuellen PC-Mainboards in mindestens doppelter Ausführung zu finden. USB-2.0-Hardware ist hingegen noch rar oder die Produkte haben das Betastadium noch nicht verlassen. Voraussichtlich erst Ende 2001, ein halbes Jahr später als ursprünglich geplant, werden USB-2.0-Geräte in nennenswerter Auswahl zur Verfügung stehen.
Der ausschlaggebende Vorteil von USB 2.0 besteht, verglichen mit den Vorgängern USB 1.1 und USB 1.0, in der theoretisch 40-mal schnelleren Datenübertragung: Bislang auf maximal 12 MBit/s begrenzt, sollen die USB-Geräte in der neuen Version 2.0 laut Spezifikation eine Transferrate von bis zu 480 MBit/s erreichen.
Allerdings macht USB 2.0 nicht für jede Produktgattung Sinn: HIDs wie Mäuse, Tastaturen, Joysticks oder Lenkrädern genügt bereits der USB-Low-Speed-Modus mit 1,5 MBit/s. Beim Transfer großer Datenmengen wie bei Festplatten, Scannern oder DVD-ROM-Laufwerken bringt der Schritt auf USB 2.0 jedoch deutliche Geschwindigkeitsvorteile.
Unser Test teilt sich in zwei Abschnitte: Zum einen haben wir anhand von drei aktuellen USB-2.0-Host-Adaptern von Adaptec, Freecom und Orange Micro die Abwärtskompatibilität des neuen USB-2.0-Standards zur USB-1.1-Peripherie überprüft. Zum anderen untersuchten wir, wie sich die in der Theorie deutlich gesteigerte USB-2.0-Transferrate in der Praxis umsetzt. Dazu haben wir zwei USB-2.0-Laufwerke von Freecom vorab getestet: Das Freecom-Traveller-II-DVD-Drive und der Freecom-Portable-II-CD-RW-Brenner, die sich beide jedoch noch im Betastadium befinden.
USB-2.0-Host-Adapter
Die getesteten USB-2.0-Host-Adapter von Adaptec, Freecom und Orange Micro sind als PCI-Karten ausgeführt und basieren alle auf dem Controllerchip LSI PD720100 von NEC. Freecom und Orange Micro bieten jeweils fünf USB-2.0-Anschlüsse, bei Adaptec sind es vier.
Den Host-Adaptern liegen Betatreiber für Windows 2000 bei (Freecom: Version 5.1.2462.0, Orange Micro: Version 5.1.2418.0) - mit einer Ausnahme: Das Adaptec-Modell verfügt über keine eigenen Treiber, da es auf die in Windows 98SE, ME und 2000 integrierte USB-1.1-Unterstützung setzt. Allen Karten gemein: Nach der Treiberinstallation ist ein problemloser Parallelbetrieb mit den mainboardeigenen USB-Schnittstellen möglich. In Sachen High-Speed-Unterstützung fehlt manchem Treiber jedoch noch die USB-2.0-Funktionalität: Auch wenn Adaptec und Orange Micro ihre USB-2.0-Host-Adapter bereits im Produktportfolio führen, soll der High-Speed-Support für Windows 98, 2000 und Me erst per Treiberupdate nachgeliefert werden.
USB 2.0 soll künftig aber nicht nur über PCI-Steckkarten, sondern auch auf Mainboards entweder in Form einer Single-Chip-Lösung oder in der Southbridge implementiert werden. Intel plant, seine Mainboards Ende 2001 mit USB-2.0-Support auszustatten. Spätestens mit dem "Brookdale"-Chipsatz soll USB 2.0 dann integriert sein. AMD und VIA nennen gegenwärtig noch keinen genauen Termin für eine mögliche USB-2.0-Implementation. MSI hat seine Mainboards vom Typ K7T266 Pro bereits mit einem Sockel für den USB-2.0-Controllerchip von NEC ausgestattet. Den USB-High-Speed-Chip will der Hersteller zu einem späteren Zeitpunkt einbauen.
Abwärtskompatibilität
Zum Überprüfen der Kompatibilität zwischen USB-2.0-Host-Adaptern und USB-1.1- beziehungsweise USB-1.0-Hardware standen uns zahlreiche Testgeräte wie Scanner (Epson Reflection 640U, Umax Astra 5400, Hewlett-Packard Scanjet 4300C), Festplatten (LaCie 40GB USB), Wechseldatenträger (Iomega ZIP 250 USB) und CD-RW-Laufwerke (Freecom Portable II, Freecom Traveller II) zur Verfügung. Die Kompatibilität und die Datentransferraten der USB-1.1-Endgeräte haben wir exemplarisch an den USB-2.0-PCI-Controllern ermittelt. Die Adapter von Orange Micro und Adaptec liefen dabei mit USB 1.1-Treibern, das Freecom-Pendant setzte bereits auf USB-2.0-Betatreiber.
USB-1.1-Port (Mainboard) | Freecom Host-Adapter | Adaptec Host-Adapter | Orange Micro Host-Adapter | |
|---|---|---|---|---|
Alle drei Adapter sind zwar für USB 2.0 spezifiziert, doch zwei der drei Karten unterstützen wegen noch fehlenden USB-2.0-Treibern nur USB 1.x. Nur der Freecom-Adapter konnte auf USB-2.0-Betatreiber zurückgreifen. Die Messwerte haben wir mit unseren Benchmarks tecCD und tecHD ermittelt. | ||||
Freecom Traveller II CD-RW | 0,89 MByte/s | 0,86 MByte/s | 0,80 MByte/s | 0,86 MByte/s |
Freecom Portable II CD-RW | 0,88 MByte/s | 0,84 MByte/s | 0,84 MByte/s | 0,84 MByte/s |
Iomega ZIP 250 | 0,86 MByte/s | 0,83 MByte/s | 0,83 MByte/s | 0,83 MByte/s |
Ob an einen USB-2.0-Host-Adapter angeschlossen oder mit einem mainboardeigenen USB-Port verbunden - USB-1.1-Peripheriegeräte zeigen an beiden USB-Schnittstellen-Versionen im Rahmen der Messgenauigkeit identische Leistungen. Gemäß USB-Spezifikation kommunizieren zwei USB-Geräte mit der maximalen Geschwindigkeit des langsameren Geräts. Der Datentransfer zwischen einem USB-2.0-Hub beziehungsweise USB-2.0-Host-Controller und einem USB-1.1-Gerät vollzieht sich daher immer mit USB-1.1-Tempo. Und auch der Umkehrschluss trifft zu: Das uns zum Test von Freecom zur Verfügung gestellte USB-2.0-fähige CD-RW-Laufwerk kann an der USB-1.x-Schnittstelle unserer Testplattform Daten nur mit USB-1.1-Tempo übertragen.
Probleme traten hinsichtlich der Kompatibilität nicht auf: Alle USB-1.1-Geräte verrichteten im Test ihren Dienst an den USB-2.0-Host-Adaptern reibungslos.
Betatest: Freecom USB-2.0-Laufwerke
Einen ersten Eindruck der potenziellen Leistungsfähigkeit USB-2.0-konformer Peripheriegeräte vermittelten die USB-2.0-Varianten des Portable-II-CD-RW- und des Traveller-II-DVD-ROM-Laufwerks von Freecom. Aufgrund des Betastadiums beider Geräte verzichten wir auf eine Bewertung der Ergebnisse. Alle Tests führten wir am Freecom USB-2.0-Host-Adapter durch.
Zum Testzeitpunkt waren für die Freecom-USB-2.0-Geräte nur Betatreiber für Windows 2000 vorhanden. Beim USB-Kabel bedient sich der Hersteller seiner Multi Connect System genannten Eigenentwicklung: Die Interface-Technologie bringt Freecom in einem speziellen Steckergehäuse statt in den Peripheriegeräten selbst unter. Ein Test mit herkömmlichen High-Speed-/Full-Speed-USB-Kabeln war somit nicht möglich. Zudem begrenzt der im Freecom-Steckergehäuse eingesetzte USB-2.0-Controllerchip in seinem gegenwärtigen Entwicklungsstadium die Datentransferrate noch auf maximal 5,7 MByte/s. Theoretisch sollen via USB 2.0 knapp 60 MByte/s möglich sein.
In unserem Test kam es zudem immer wieder zu plötzlichen Ausfällen des Freecom-Kabels: Schon eine leichte Änderung der Kabelposition ließ den Host-Adapter oftmals vergessen, dass ein USB-Gerät angeschlossen war.
Am Beispiel des CD-RW-Brenners haben wir per Oszilloskop überprüft, ob das Übertragungsprotokoll gemäß USB-2.0-Spezifikation arbeitet. Nach Connect-Erkennung und Enumeration transferiert das Gerät Datenpakete in 125,03-µs-Zeitintervallen - also mit High-Speed-Geschwindigkeit.
Benchmarks: Freecom Traveller II USB 2.0
Das Freecom-DVD-ROM-Laufwerk arbeitet nach Herstellerangaben mit maximal 8facher DVD-Geschwindigkeit. Daten von CD soll es mit bis zu 24fachem Tempo lesen. Das Traveller II besitzt einen 128 KByte großen Datenpuffer.
Mit eingelegter CD erreicht das Freecom-Laufwerk eine durchschnittliche Transferrate von 2,7 MByte/s. Das entspricht zirka 18fachem CD-ROM-Tempo. An den äußersten Windungen der Datenspur liest es mit 3,5 MByte/s und erreicht damit die versprochene 24fache Geschwindigkeit. Für die gepresste Referenz-CD ermittelt unser Lowlevel-Benchmark eine mittlere Zugriffszeit von 95 ms.
DVD-5-Scheiben liest das Freecom-Drive mit durchschnittlich 5,5 MByte/s. Daten unserer Dual-Layer-DVD überträgt es mit durchschnittlich 5,6 MByte/s. Die Zugriffszeiten für einschichtige und zweischichtige DVD-Medien liegen bei 109 ms beziehungsweise 122 ms.
Mit DVD-Medien im Laufwerksschacht, tritt die im Betastadium noch vorhandene Limitierung der Datentransferrate auf etwa 5,7 MByte/s deutlich zutage - bei einem 8x-Drive sind Leseraten von zirka 10,5 MByte/s zu erwarten.
Die Benchmarkergebnisse des Freecom-DVD-ROM-Laufwerks können Sie mit denen unseres DVD-ROM-Vergleichstests abgleichen. Die Benchmarks finden Sie hier.
Benchmarks: Freecom Portable II USB 2.0
Ein weiterer USB-2.0-Testkandidat ist das CD-RW-Laufwerk Freecom Portable II das im Inneren auf einem Teac CD-W512EB basiert. CD-Rs und CD-RWs beschreibt es mit bis zu 12fachem beziehungsweise 10fachem Tempo. CD-Medien liest es mit maximal 32fach-Speed. Zur Unterstützung der Schreiboperationen dient ein 4 MByte großer Cache-Speicher.
Daten einer gepressten CD und eines CD-R-Mediums liest das Freecom-Laufwerk mit durchschnittlich 3,6 MByte/s und erreicht so etwa 24,6fache Geschwindigkeit. Die maximale Transferrate beträgt bei der CD 4,6 MByte/s oder 31,4fach-Speed. Mit dem CD-R-Medium erreicht das Laufwerk bis zu 4,5 MByte/s. Auf die Referenz-CD greift das Laufwerk nach durchschnittlich 83 ms zu, während es die Daten der CD-R im Mittel nach 88 ms liest.
Um das versprochene 12fach-Schreibtempo zu verifizieren, haben wir - gemäß unseren Testbedingungen - mit der Brennsoftware Nero 5,0 ein Image unserer 74-Minuten-Daten-CD erstellt und auf einen Referenzrohling (Kodak, gold, 74 Minuten) geschrieben. Das Brennen der 680.042.568 Byte großen Datenmenge bewerkstelligte das Freecom-CD-RW-Drive in einer Zeit von 7 Minuten und 23 Sekunden. Dies entspricht einer mittleren Transferrate von 1499 KByte/s und damit im Durchschnitt 10facher Schreibgeschwindigkeit.
Im Gegensatz zum Freecom USB-2.0-DVD-ROM-Laufwerk macht sich beim USB-2.0-Portable-II-Drive die Limitierung der Transferrate auf 5,7 MByte/s des Testkabels nicht bemerkbar. Mit einem maximalen Datendurchsatz von 3,6 MByte/s ist das CD-RW-Laufwerk ein ganzes Stück dieser Obergrenze entfernt.
Um die Benchmarkergebnisse des Freecom-DVD-ROM-Laufwerks mit denen unseres CD-RW-Brenner-Tests zu vergleichen, klicken Sie bitte hier.
Fazit
Ursprünglich sollten die ersten USB-2.0-Produkte bereits jetzt erhältlich sein. Doch anscheinend gibt es bei der Umsetzung mehr Probleme als erwartet. So konnte lediglich Freecom bei den Host-Adaptern USB-2.0-Treiber im Betastadium für Windows 2000 bereit stellen. Auch der Einsatz des Freecom-Kabels mit dem USB-2.0-Interface zur Verbindung zwischen Host-Adapter und Peripheriegerät mit einer maximal möglichen Datenrate von 5,7 MByte/s zeugt noch vom Prototypenstadium.
Dennoch halten die bisherigen USB-2.0-Geräte, zumindest in punkto Kompatibilität, was sie versprechen. An den getesteten USB-Host-Adaptern der 2.0-Generation sind USB-1.1-Geräte problemlos zu betreiben. Mehr Geschwindigkeit gibt's mit alter Peripherie natürlich nicht.
In wie weit schnellere Devices wie Festplatten mit Datenraten von 30 bis 40 MByte/s USB 2.0 ausreizen können kann erst mit entsprechenden Testgeräten überprüft werden. Die theoretisch möglichen 60 MByte/s werden schon im Vorfeld durch den Protokoll-Overhead auf maximal 56 MByte/s reduziert. In einem USB-2.0-System, das die gesamte verfügbare Bandbreite auf die einzelnen Devices verteilt, ist mit weiteren Performance-Einbußen zu rechnen. Zumindest "langsame" Geräte wie CD-Brenner oder DVD-Laufwerke sollten mit Datenraten von maximal 21 MByte/s (16xDVD) keine Probleme bereiten.
USB-2.0-Endgeräte stehen erst - so der Tenor der Hersteller - Ende 2001 zur Verfügung. Bis dahin fungieren USB-2.0-Host-Adapter und -Hubs lediglich als kostenintensive Alternative. Ein Kauf macht daher zum jetzigen Zeitpunkt keinen Sinn: Gegenwärtig kosten sie noch etwa 70 bis 100 Mark mehr als ihre USB-1.1-Pendants.
Die Entscheidung von Microsoft, Windows XP ohne USB-2.0-Unterstützung auszuliefern, mag einer schnellen Verbreitung von USB hinderlich sein. Der Softwarekonzern ist immerhin Hersteller der marktbeherrschenden Betriebssysteme. Hier ist das letzte Wort jedoch noch nicht gesprochen. Angeblich soll USB 2.0 per Patch nachträglich den Weg in Windows XP finden. Auf der 10. USB Developers Conference im Mai 2001 demonstrierte Microsoft jedenfalls bereits eine Windows-XP-Plattform mit integrierten USB-2.0-Treibern. (mma)