Die dritte Kraft

Kontaktprobleme

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USB-2.0-Stecker vom Typ A (links) verfügen über vier Kontaktfedern. Rechts daneben ist der Mini-Typ-B Stecker.

Bei unseren Tests kam es vor allem bei USB-3.0-Buchsen an Motherboards des öfteren zu Kontaktproblemen und dadurch zu einer Übertragung mit langsamen USB-2.0-Tempo. Oft mussten wir Geräte mehrmals aus-und einstecken, bis eine SuperSpeed-Übertragung aufgebaut wurde. Bei der Verwendung von USB-3.0-Controllern im PCIe-Slot trat das Problem hingegen nicht auf. Offensichtlich sind die in den Controller-Karten verbauten Buchsen diesbezüglich weniger kritisch.

Auf Seiten der Geräte passen die neuen USB-3.0-Stecker schon rein mechanisch nicht mehr in alte 2.0-Geräte. Sowohl die neue 3.0-Variante des Typ-B Steckers - wie er üblicherweise bei Druckern zu finden ist - wie auch der kleinere Micro-B-Stecker passen nicht in USB-2.0-Geräte. Wer also 2.0-Geräte an 3.0-Controllern verwenden will, muss die alten USB-2.0-Kabel verwenden.

Im Gegensatz zu USB 1.x und 2.0 steht bei SuperSpeed nun für Sende-und Empfangsrichtung je ein eigenes Adernpaar zur Verfügung, was gleichzeitiges Senden und Empfangen bei voller Übertragungsrate möglich macht (Full Duplex) - USB 2.0 erlaubt dagegen kein gleichzeitiges Senden und Empfangen (Half Duplex).

Spannende Frage

Geändert hat sich bei USB 3.0 zudem der maximale Strom, der über die USB-Spannungsversorgung geleitet werden darf. Er darf nun bis zu 900 mA betragen - bei USB 2.0 waren es noch maximal 500 mA. Ohne Aushandlung sind es nun 150 mA statt der bisherigen 100 mA.

Kontrollverlust

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Hinter den vier 2.0-Kontakten des A-Steckers verbergen sich weitere fünf Kontakte für Superspeed. Der Micro-Typ-B-Stecker ist zweigeteilt.

Für die meisten Anwender bedeutet der Wechsel auf USB 3.0 zunächst einmal den Kauf eines entsprechenden Controllers. Zwar haben viele der aktuellen Mainboards USB 3.0 bereits onboard. Alle jene aber, die sich nicht in den letzten 15 Monaten einen neuen Rechner zugelegt haben, müssen zunächst eine entsprechende Steckkarte erwerben und in ihrem Rechner einsetzen.

Derzeit bedeutet dies, dass Sie mit fast 100-prozentiger Wahrscheinlichkeit eine Controller-Karte mit NEC µPD720200 Chip erwerben, die unter diversen Markennamen fast baugleich vertrieben werden. Mitlerweile hat NEC seine Chip-Sparte an Renesas Electronics abgetreten. Im Falle der USB-3.0-Controllerchips hat sich damit aber lediglich der Name geändert.

Handelsübliche USB-3.0-Controllerkarten belegen einen PCIe-x1-Slot - Karten für den alten PCI-Bus sind nicht im Handel. Gemäß der PCIe-2.0-Spezifikation sollten dem Controller auch auf Seiten des Maiboards volle 500 MByte/s zur Verfügung stehen und USB 3.0 somit ungebremst seine volle Datenübertragungsrate entfalten können.

PCIe als Systembremse

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Der USB-3.0-Stecker vom Typ-B (links) hat ebenfalls fünf weitere Kontakte und passt nicht in alte 2.0-Buchsen.

Genau das aber war bei unseren Messungen eher die Ausnahme. Üblicherweise hängen bei Mainboards mit Intel-Chipsatz die PCIe-x1-Slots am ICH10-Controllerbaustein (Southbridge). Da der PCIe-Bus des ICH10 in der alten 1.1-Version ausgeführt ist, stehen deshalb nur maximal 250 MByte/s statt den vollen 500 MByte/s zur Verfügung. In unseren Tests war aber auch von den theoretischen 250 MByte/s nichts zu sehen.

Mehr als 150 MByte/s vermochte keines der 30 von uns getesteten USB-Geräte über einen Controller an der ICH10-Southbridge zu schaufeln. Der selbe Controller im x4-Slot des Mainboards - wir wählten für die Tests ein Asus Rampage II Extreme - sollte zumindest laut Blockschaltbild in den Genuss einer schnellen PCIe-2.0-Verbindung kommen und so deutlich mehr übertragen.

Doch auch hier Fehlanzeige: Mehr als 153 MByte/s wollten partout nicht über das Kabel. Erst im PEG-Slot, der eigentlich für Grafikkarten gedacht ist, vermochte der Controller bis zu 240 MByte/s mit einem externen Festplatten-RAID von Buffalo (DriveStation Duo) zu übertragen.

Um dem Phänomen auf die Spur zu kommen, muss man Intels Chipsatz-Spezifikation genau studieren: Dort stößt auf den zarten Hinweis, dass Intels 5er-Chipsatz-Serie (z.B. P55, H55, H57, Q57) zwar das PCIe-2.0-Protokoll unterstützt, trotzdem aber nur mit dem halben Takt arbeitet und somit auch nur maximal 250 MByte/s erreichen kann.

Nicht betroffen von diesem Bummeltempo sind lediglich die prozessornahen PEG-Slots, für die Grafikkarten, die in der Regel durch den blau gefärbten Kunststoff der Slots erkennbar sind. Meist sind vom PCIe-Halbgas auch USB-3.0-Onboard-Controller betroffen - da sie am PCIe-x1-Bus des ICH10 hängen.

Neuer Chipsatz, neues Glück

Abhilfe schafft nach unseren Messungen erst Intels aktuelle Chipsatzgeneration. Ein von uns getestetes Intel DH67BL-Board (Sockel 1155) mit H67-Chipsatz für die brandneuen Sandy-Bridge-Prozessoren, zeigte eine deutlich bessere Performance. Hier erreichte der Controller im PCIe-x1-Slot 210 MByte/s, der Onboard-USB-Controller - ebenfalls auf NEC-Basis - brachte es sogar auf 219 MByte/s.

Steckte man die Controllerkarte in ein Board mit AMDs aktuellem Chipsatz 890FX, erreichte sie mit Buffalos DriveStation Duo (RAID 0) im x1-Slot knapp 200 MByte/s. Ungefähr das gleiche Tempo erreichte auch der (NEC) Onboard-USB-Controller. Im PEG-Slot brachte es das Gespann aus NEC und Buffalo immerhin auf 233 MByte/s.

Obwohl alle Messungen eindeutig die Verwendung eines PEG-Slots für USB-3.0-Controller nahelegen, möchten wir dennoch davon abraten. Bei den meisten Mainboards führt das zu unerwünschten Nebenwirkungen. Je nach Chipsatz und Board-Implementierung stehen dann nämlich der Grafikkarte plötzlich nur mehr 8 statt 16 PCI-Lanes zur Verfügung.

Dies kann bei anspruchsvollen Grafikanwendungen - in erster Linie 3D-Spielen - mitunter spürbare Auswirkungen auf die Framerate haben. Bis zu 15 Prozent Performce-Verlust sind laut unseren Messungen die Folge.

Download: Tabelle

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