usb2のつもりがusb1で動作し、USB1.0とUSB2.0の書込速度の差が判ったつもりが、、、

usb2のつもりがusb1で動作し、USB1.0とUSB2.0の書込速度の差が判ったつもりが、、、


こんにちは。匠技術研究所の谷山 亮治です。
今日は、USB1.0とUSB2.0の書込速度の差を紹介します。usb2で動作していると思っていたusb1で動作していた為、たまたま書込速度の差が判ったものです。実効速度の参考までに紹介します。簡単な確認を進めたら、数字は正しいのですがUSBの規格との整合性の判断はつかなくなりました。自信なさげな記事タイトルは、そのためです。

この書き込みはLinux　UbuntuStudio 13.10上で実行し、同一メーカーの同一型番のメモリーを開封して、そのままPCのマザーボード直出しのUSBポートに差し込んで書き込みました。USB1.0で動作した認識したusbポートは、その前の作業でははusb2.0で動作しており、何故usb1.0で動作したのかは調べていません。書込途中のCPU負荷は、その他の作業との合計で、概ね40-60%で推移していました。

■USB2.0での書込速度
root@takumi-GA-880GM-D2H:~# gzip -dc < Master.img.gz | dd of=/dev/sdd
15124992+0 レコード入力
15124992+0 レコード出力
7743995904 バイト (7.7 GB) コピーされました、 2414.24 秒、 3.2 MB/秒
root@takumi-GA-880GM-D2H:~#

■USB1.0での書込速度
takumi@takumi-GA-880GM-D2H:~$ sudo dd if=./Master.img of=/dev/sdb
15124992+0 レコード入力
15124992+0 レコード出力
7743995904 バイト (7.7 GB) コピーされました、 28962.9 秒、 267 kB/秒
takumi@takumi-GA-880GM-D2H:~$ dmesg

さすがに、10倍以上の、大きな違いがあります。
USBの規格での転送スピードは以下のとおりです。
USB1.1：12Mbit/s
USB2.0：480Mbit/s:USB-HighSpeed

単純に1byte=8bitで計算し、メモリーへの転送速度をbit換算すると
USB2.0接続の場合：3.2M(Byte)/s=3.2x8=25.6Mbps
USB1.0接続の場合：267k(Byte)/s=0.267x8=2.136=2.14Mbps
あれ？usb1.0の方が規格値より速いなぁ。嬉しい結果ですが。usb2の方は規格値より大幅に遅いですね。
何が起こっているのでしょうか？

■USB1.0でリンクしたときのログ
確かに最初はfull-speedデバイスを検出していますが、not running at top speedとなっています。
<TT>
takumi@takumi-GA-880GM-D2H:~$ dmesg | less
.....
[ 8547.593807] usb 6-3: new full-speed USB device number 3 using ohci-pci
[ 8547.736046] usb 6-3: Parent hub missing LPM exit latency info. Power management will be impacted.
[ 8547.738024] usb 6-3: not running at top speed; connect to a high speed hub
[ 8547.750070] usb 6-3: New USB device found, idVendor=054c, idProduct=05b8
[ 8547.750082] usb 6-3: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[ 8547.750089] usb 6-3: Product: Storage Media
[ 8547.750095] usb 6-3: Manufacturer: Sony
[ 8547.750100] usb 6-3: SerialNumber: FBA4117FFF1B07
[ 8547.752146] usb-storage 6-3:1.0: USB Mass Storage device detected
[ 8547.752294] scsi13 : usb-storage 6-3:1.0
[ 8549.079762] scsi 13:0:0:0: Direct-Access Sony Storage Media 0100 PQ: 0 ANSI: 6
[ 8549.080385] sd 13:0:0:0: Attached scsi generic sg2 type 0
[ 8549.089783] sd 13:0:0:0: [sdb] 15228928 512-byte logical blocks: (7.79 GB/7.26 GiB)
[ 8549.095817] sd 13:0:0:0: [sdb] Write Protect is off
[ 8549.095830] sd 13:0:0:0: [sdb] Mode Sense: 43 00 00 00
[ 8549.101811] sd 13:0:0:0: [sdb] Write cache: enabled, read cache: enabled, doesn't support DPO or FUA
[ 8549.146959] sdb: sdb1
[ 8549.180893] sd 13:0:0:0: [sdb] Attached SCSI removable disk


■PC/OSのUSBインターフェイスの仕様

takumi@takumi-GA-880GM-D2H:~$ lsusb -t
/: Bus 09.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/4p, 5000M
/: Bus 08.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=xhci_hcd/4p, 480M
/: Bus 07.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ohci-pci/2p, 12M
/: Bus 06.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ohci-pci/3p, 12M
/: Bus 05.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ohci-pci/3p, 12M
|__ Port 3: Dev 4, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 12M
|__ Port 3: Dev 4, If 1, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
|__ Port 3: Dev 4, If 3, Class=Audio, Driver=snd-usb-audio, 12M
/: Bus 04.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ohci-pci/3p, 12M
/: Bus 03.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ohci-pci/3p, 12M
|__ Port 1: Dev 2, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
|__ Port 2: Dev 3, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
/: Bus 02.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ehci-pci/6p, 480M
|__ Port 4: Dev 13, If 0, Class=Hub, Driver=hub/4p, 480M
|__ Port 2: Dev 14, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
|__ Port 3: Dev 15, If 0, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
|__ Port 3: Dev 15, If 1, Class=Human Interface Device, Driver=usbhid, 1.5M
|__ Port 6: Dev 12, If 0, Class=Mass Storage, Driver=usb-storage, 480M
/: Bus 01.Port 1: Dev 1, Class=root_hub, Driver=ehci-pci/6p, 480M
takumi@takumi-GA-880GM-D2H:~$