¿Cuál es el almacenamiento externo más rápido que admite el iMac Intel 2020 de 27"?

Hay tres cosas que afectan a la compatibilidad y el rendimiento cuando se conecta el almacenamiento externo:

1. El conector físico y el cable. El iMac 2020 tiene cuatro conectores USB tipo A (USB-A) y dos USB tipo C (USB-C).

2. El protocolo de transferencia de datos: USB 1, USB 2, USB 3 (y las variantes posteriores 3.1 y 3.2) y Thunderbolt. También hay USB 4, pero esto no es relevante para el iMac 2020. El iMac 202O es compatible:

• Puertos USB-A: USB 3.0 (velocidad máxima de 5 Gbits/s) y los más lentos USB 2 y USB 1.
• Puertos USB-C: Thunderbolt 3 (velocidad máxima de 40 Gbits/s), USB 3.1 gen2 (10 Gbits/s), y velocidades USB 3.1 más lentas.

3. La unidad dentro del dispositivo/carcasa externa. Los tipos más comunes son SATA (velocidad máxima de 6 Gbits/s) o NVMe (más rápido). Los discos duros suelen ser SATA, mientras que los SSD pueden ser SATA o NVMe.

Los estándares USB 3.1 gen1 y 3.2 gen1x1 de 5 Gbit/s son similares al USB 3.0 y los dispositivos de almacenamiento que los especifican suelen ser compatibles con el USB 3.0 a través de los puertos USB-A.

Además, el USB 3.2 gen2x1 de 10 Gbit/s está muy cerca del USB 3.1 gen2. Por tanto, los dispositivos de almacenamiento que especifican USB 3.2 gen2x1 deberían ser compatibles con el protocolo USB 3.1 gen2 de 10 Gbit/s que ofrecen los puertos USB-C.

Además de que los puertos del iMac admiten o son compatibles con varios protocolos de datos, la mayoría de los dispositivos de almacenamiento USB admiten varios protocolos de datos y (en muchos casos) tanto cables USB-A como USB-C y puertos de ordenador.

Para una visión general de las normas USB, lea Wikipedia .

Thunderbolt es un estándar de conexión diferente desarrollado por Intel (en colaboración con Apple) cuando Apple vio la necesidad de una conexión más rápida que la proporcionada por USB 3. Las dos primeras iteraciones del estándar utilizaban el conector físico Mini DisplayPort en los iMacs, mientras que Thunderbolt 3 utiliza USB-C.

Los estándares Thunderbolt y USB ya han convergido, siendo Thunderbolt 4 y USB 4 muy similares. Para más detalles, lea Wikipedia . Los actuales iMacs 2021 son compatibles con Thunderbolt 3 y USB 4 (utilizando puertos físicos USB-C).

En el caso del iMac 2020, los dispositivos de almacenamiento Thunderbolt 3 solo pueden conectarse a los puertos USB-C y deben utilizar cables Thunderbolt 3. Los dispositivos Thunderbolt 1 y 2 más antiguos solo pueden conectarse con cables que se conviertan a Thunderbolt 3; el iMac no admite directamente Thunderbolt 1 y 2.

Ten en cuenta que los puertos USB-C físicos que soportan Thunderbolt 3 tienen un símbolo similar al de Thunderbolt junto a ellos.

Para confundir aún más las cosas (pero fuera del alcance de esta pregunta) los puertos USB-C también admiten la conexión de monitores utilizando, por ejemplo, los estándares Display Port y HDMI.

Qué debe buscar:

Para obtener la máxima velocidad (y coste) deberías buscar un dispositivo de almacenamiento SSD Thunderbolt 3. Estos pueden tener un rendimiento similar al del SSD interno (~2000 MByte/s). Ejemplo: Samsung X5.

Por un coste más modesto, hay unidades SSD que utilizan USB 3.1 Gen 2 (o 3.2 Gen 2x1) y a través de los puertos USB-C del iMac ofrecerán ~1000 Mbyte/s. Ejemplo: Sumsung T7.

Y por un coste un poco más modesto hay unidades SSD que utilizan USB 3.1 Gen 2, pero internamente utilizan unidades SSD SATA y ofrecen sólo ~500 Mbyte/s. Ejemplo: Samsung T5. Estos dispositivos pueden conectarse a puertos USB-C o USB-A usando USB 3.0, 3.1 Gen1/2 o 3.2 Gen1/2 - las diferencias de velocidad son menores ya que el SSD SATA se convierte en el cuello de botella.

A menos que tengas una necesidad profesional de la más alta velocidad, dispositivos como el Samsung T7 (o T5) proporcionan un rápido almacenamiento secundario.

Sólo he utilizado a Samsung como ejemplo. Hay otras marcas igualmente buenas (y algunas no tan buenas).

Tengo un Mac mini de 2018 que tiene las mismas capacidades USB y Thunderbolt 3 que tu Mac. También tengo un Thunderbolt 3 Samsung X5 SSD y un USB de 10 Gb/s Samsung T7 SSD. Basaré mis respuestas en lo que sé sobre este hardware.

Cuando el Samsung X5 Thunderbolt 3 está conectado al Mac a través de un receptáculo USB Tipo-C (jack), la Información del Sistema muestra lo siguiente en NVMExpress.

Al igual que la unidad interna, el Samsung X5 Thunderbolt 3 aparece como una unidad NVMExpress, excepto que la unidad es externa. Tenga en cuenta que TRIM es compatible.

La información del sistema también muestra lo siguiente bajo Thunderbolt.

El Samsung X5 Thunderbolt 3 tiene una velocidad de lectura de 2800 MB/s. En términos de bits por segundo, esto sería 22,4 Gb/s, ya que 8 bits = 8 bytes. Dado que la velocidad mostrada en la imagen anterior es de hasta 40 Gb/s, se puede concluir que la velocidad de lectura de 22,4 Gb/s no está limitada por Thunderbolt 3, sino por la unidad NVMe que hay dentro del Samsung X5.

Cuando el USB Samsung T7 está conectado al Mac a través de un receptáculo USB Tipo-C, Información del sistema muestra lo siguiente en USB.

La velocidad de transferencia de datos es de hasta 10 Gb/s. Esta es la velocidad máxima para los dispositivos USB conectados a un receptáculo USB Tipo-C en nuestros dos Macs. No hay ninguna indicación de TRIM que puede no ser necesario si la tecnología PCIe NVMe integrada es suficientemente rápida.

Cuando el USB Samsung T7 está conectado a un receptáculo USB tipo A en el Mac, la información del sistema muestra lo siguiente en USB.

Nota: El USB Samsung T7 viene con un cable para conectarse a un receptáculo USB Tipo-C y un cable diferente para conectarse a un receptáculo USB Tipo-A.

La velocidad de transferencia de datos es de hasta 5 Gb/s. Esta es la velocidad máxima para los dispositivos USB conectados a un receptáculo USB Tipo-A en nuestros dos Macs. De nuevo, no hay indicación de TRIM apoyo.

Conclusiones

Su puesto contiene las siguientes cuatro preguntas.

• ¿Cuál es el almacenamiento externo más rápido que admite el iMac Intel 2020 de 27"?

  El Samsung X5 Thunderbolt 3 tiene una velocidad de lectura de 2800 MB/s, lo que supone 22,4 Gb/s. Esto significa que la velocidad de datos entre la unidad externa y el Mac debe superar los 22,4 Gb/s, que es más rápida que la velocidad máxima de datos USB de 10 Gb/s que ofrece mi Mac. A partir de esto, se puede llegar a la siguiente conclusión.

  >Nada de lo que ofrece USB será más rápido que lo que ofrece Thunderbolt 3 y además será compatible con tu Mac.

• ¿Qué soporta el iMac 2020 Intel 27"?

  Los receptores USB Type-C admiten al menos los siguientes dispositivos.

  Thunderbolt 1 autoalimentado
  Thunderbolt 2 autoalimentado
  Thunderbolt 3
  USB 2.0
  USB 3.0 (igual que USB 3.1 Gen 1 y USB 3.2 Gen 1×1)
  USB 3.1 Gen 2 (igual que USB 3.2 Gen 2×1)

  Nota: El programa de Apple Adaptador de Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 no proporciona energía desde el Mac al dispositivo.

  Los receptores USB Tipo-A admiten al menos los siguientes dispositivos.

  USB 1.1
  USB 2.0
  USB 3.0 (igual que USB 3.1 Gen 1 y USB 3.2 Gen 1×1)

• ¿Qué significa esto para la velocidad de transferencia de datos?

  Los receptores USB Type-C ofrecen velocidades Thunderbolt 3 de hasta 40 Gb/s y velocidades USB de hasta 10 Gb/s.

  Los receptores USB tipo A ofrecen velocidades USB de hasta 5 Gb/s.

• Al comprar un disco externo, ¿en qué debo fijarme para asegurarme de que será compatible con la opción más rápida?

  Busque un SSD Thunderbolt 3 con altas velocidades de lectura/escritura (en el rango de GB/s). La unidad SSD también debe ser compatible con TRIM . También puede buscar un SSD Thunderbolt 1 y 2, pero estas unidades tendrían que ser autoalimentadas y requerirían un Adaptador de Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 . Sin embargo, es poco probable encontrar un SDD Thunderbolt 1 o Thunderbolt 2 autoalimentado a un precio inferior al de los SSD Thunderbolt 3.

Comparaciones de velocidad

T5
SSD externa

T7
SSD externo

X5
SSD externa

iMac de 27" 2020
SSD interno

iMac de 27" 2020
SSD interno

Fuente

The Verge

StorageReview

The Verge

Guía de Tom

Revista PC

Capacidad

1 TB

2 TB

1 TB

1 TB

1 TB

Punto de referencia
Aplicaciones

Novabench
y
Blackmagic

Blackmagic

Novabench
y
Blackmagic

Blackmagic

Blackmagic

Media
Leer

518 MBps

894 MBps

2410 MBps

2467 MBps

2427 MBps

Media
Escribe

475 MBps

840 MBps

1708 MBps

2757 MBps

2735 MBps

Especificaciones anunciadas

T5 SSD externo

T7 SSD externo

SSD externa X5

Fuente

Samsung

Samsung

Samsung

Interfaz

Hasta 10 Gbps
(USB 3.2 Gen 2x1)
(USB 3.1 Gen 2)

Hasta 10 Gbps
(USB 3.2 Gen 2x1)
(USB 3.1 Gen 2)

Hasta 40 Gbps
(Rayo 3)

Leer

Hasta
540 MBps

Hasta
1050 MBps

Hasta
2800 MBps

Escribe

Hasta
540 MBps

Hasta
1000 MBps

Hasta
2300 MBps

Si ve Mactracker : https://apps.apple.com/us/app/mactracker/id430255202?mt=12 su Mac tiene 2 puertos Thunderbolt 3 :

Thunderbolt 2 - Thunderbolt 3 (up to 40 Gbps)

Así que es el más rápido en su Mac. Las carcasas externas SSD Thunderbolt 3 tienen en su interior un SSD NVME. Por ejemplo tienes el Samsung X5.

El puerto más rápido de tu iMac es el puerto Thunderbolt. Puede soportar velocidades de datos de hasta 40Gbit/s, es decir, 5GB/s.

Ahora, la mayoría de las unidades SSD de consumo son bastante rápidas, pero no superan ese límite teórico de 5 GB/s. Lo más rápido que se puede conseguir es alrededor de 3GB/s, lo que se puede hacer con este recinto y básicamente cualquier SSD NVME que se ajuste a los criterios mencionados en la página del producto.

Sobre la confusión del Rayo:

Thunderbolt y Thunderbolt 2 se utilizaban principalmente en los Mac y la mayoría de los ordenadores Windows "sólo" tenían USB. Thunderbolt es más versátil que el antiguo estándar USB 2 y USB 1. Es capaz de soportar, por ejemplo, las conexiones de pantalla a través del estándar DisplayPort que se integró en las especificaciones de Thunderbolt, que el USB 1 y 2 normal no incluía. Los antiguos puertos USB y Thunderbolt no compartían el mismo conector, por lo que era fácil distinguirlos.

Actualmente el conector USB-C es el mismo que Thunderbolt 3, incluso USB 4 y Thunderbolt 4 utilizan este conector. Sin embargo el USB-C no suele ser tan potente como el Thunderbolt 3. Sin embargo, los protocolos soportados pueden diferir. Por ejemplo, puedes tener un conector USB-C que solo soporte el protocolo USB 3.1 mientras que otro que parezca idéntico soportaría el USB 3.2.

Si el dinero no es problema, una unidad SSD PCIe de nivel empresarial a través de Thunderbolt para una lectura o escritura secuencial de más de 3,5 GB/s y más de 1 millón de IOPS * (operaciones IO / seg).

Lo más probable es que se trate de una unidad SSD Intel Optane reciente que utilice memoria 3D XPoint, no flash, aunque hay unidades SSD empresariales rápidas de otros proveedores. Los números del título son una estimación aproximada de lo que podría obtener una unidad Optane SSD DC P5800X PCIe4.0 con cuello de botella en PCIe3.0. O alguna unidad SSD flash de otro proveedor que pueda llegar a los límites de PCIe3.0 x4. O incluso un montón de DRAM en una tarjeta PCIe, si es que todavía las fabrican.

Has dicho "más rápido", no "más rápido que pueda merecer la pena comprar para uso personal/de consumo", Así que ese es el objetivo de esta respuesta: las formas en que las SSD pueden ser rápidas, y cómo gastar miles de dólares en un terabyte o más de espacio SSD que podría seguir el ritmo de muchos núcleos en un gran Xeon para muchas cargas de trabajo.

Esa máquina tiene un puerto Thunderbolt 3, por lo que te da una conexión PCIe3.0 x4 con la que trabajar, mucho más ancho de banda y menor latencia / menos sobrecarga que USB3.1 o incluso 3.2, incluso con UASP (USB-attached-SCSI que evita parte de la sobrecarga y las limitaciones del protocolo USB). Con el adaptador adecuado, esto debería permitirte conectar un SSD M.2 (como los portátiles y ordenadores de sobremesa modernos utilizan para los SSD de alto rendimiento). O con algo diseñado como una carcasa de GPU externa, debería ofrecerte una ranura de tarjeta PCIe x16 (eléctricamente sólo x4 desde Thunderbolt) con ventilador, permitiéndote usar SSDs empresariales con disipadores de calor serios diseñados para ir en las ranuras PCIe de la placa base. este que apareció en un resultado de búsqueda.

( Mantenida El rendimiento de las SSD suele implicar un calor importante en el controlador, por ejemplo, 21W para una Intel Optane DC de gama alta como P5800X por lo que es necesario un disipador de calor que permita un funcionamiento continuo sin tener que acelerar para evitar el sobrecalentamiento. Las unidades M.2 de consumo suelen tener que acelerarse si se las hace funcionar con intensidad, pero normalmente eso solo ocurre durante los benchmarks artificiales; el uso real suele ser a ráfagas, como copiar unas decenas de GB durante unos segundos y luego volver a la inactividad).

El estándar de la interfaz de controladores NVMe para que los ordenadores se comuniquen con las unidades SSD significa que no se necesitaría (AFAIK) un controlador especial para utilizar unidades SSD de nivel empresarial con un Mac. (La memoria de almacenamiento no volátil más rápida es probablemente Optane DC PM que viene en DIMMs que se conectan a las ranuras de memoria ( así ), para su uso con CPUs de servidores Cascade Lake y posteriores, permitiendo que los procesos del espacio de usuario asignen realmente el almacenamiento a su propio espacio de direcciones, obviando el núcleo y dejando que los controladores controlen el acceso a través de los permisos de las páginas de memoria virtual. Es muy bonito pero no se puede utilizar con un iMac).

Las unidades SSD que utilizan 3D XPoint en lugar de Flash puede ser muy rápido, especialmente para pequeñas escrituras y para cargas de trabajo mixtas de lectura y escritura, por lo que es lo que se querría elegir en este hipotético escenario. Los SSD construidos en torno a 3D XPoint en lugar de flash están definitivamente optimizados para la velocidad sobre la capacidad y el precio.

PCIe es compatible con versiones anteriores: una unidad capaz de PCIe4.0 conectada a una ranura/cable/adaptador sólo capaz de PCIe3.0 negociará la velocidad más rápida de la que sean capaces ambas partes, por lo que una unidad de gama súper alta como un SSD Intel Optane P5800X (2,5" NVMe PCIE4.0 x4) ( revisar ) pueden seguir funcionando a velocidad PCIe3.0.

La interfaz PCIe3.0 x4 de Thunderbolt 3 ( 32,4Gbit/s, es decir, un ancho de banda de interfaz bruto de ~4GByte/s ) será un cuello de botella para las transferencias secuenciales, en lugar de la capacidad nativa de la unidad de hasta 7,4 GB/s de lectura o escritura. Sin embargo, es posible que pueda acercarse a los 2 millones de IOPS de operaciones mixtas de lectura y escritura que esta unidad afirma poder realizar, para pequeñas lecturas y escrituras mixtas. (hasta 1,55 millones de IOPS de lectura aleatoria de 4k, hasta 1,6 millones de IOPS de escritura aleatoria de 4k). Además, las garantías de baja latencia deberían aplicarse plenamente, como <6 us para el 99% de las solicitudes pequeñas, y <66 us para el 99,999% de las solicitudes pequeñas.

(No estoy seguro de que Thunderbolt añada una cantidad significativa de latencia adicional a las transacciones PCIe, más allá de los pocos nanosegundos de retardo a la velocidad de la luz por la longitud del cable y unos pocos retrasos de puerta por el muxing. wikichip muestra algunos detalles de Thunderbolt 3 en Ice Lake pero no entra en detalles sobre si Thunderbolt encapsula los paquetes PCIe).

Esta unidad está disponible en los formatos U.2 y E1.S. La U.2 es como una unidad de 2,5" para portátiles/servidores, pero con conectores PCIe en lugar de SATA, pensada para deslizarse en una bahía de un servidor de almacenamiento. Digamos que, en teoría, se puede conectar a Thunderbolt. Vea también https://nvmexpress.org/new-pcie-form-factor-enables-greater-pcie-ssd-adoption/ re: factores de forma.

Algo que definitivamente podría usar con un gabinete de ranura Thunderbolt -> PCIe es un DapuStor H3100 que viene en factor de forma de ranura de tarjeta HHHL (Half Height Half Length), PCIe3.0 x4. Así que los números que se ven en esta revisión están utilizando la misma velocidad de interfaz que podrían obtener a través de Thunderbolt. 3528 MB/s de lectura, 2603 MB/s de escritura, 803 kIOPS de lectura aleatoria, 250 kIOPS de escritura aleatoria.
Este es un dispositivo flash NAND eTLC, por lo que obviamente es mucho más lento en la escritura aleatoria que el Optane que utiliza 3D XPoint. Y la latencia es peor. MacOS no está en la lista de sistemas operativos soportados, pero es un SSD NVMe.

Tenga en cuenta que el ancho de banda secuencial no es el único criterio para la velocidad de almacenamiento. NVMe tiene algunas ventajas inherentes de protocolo / controlador para la baja latencia y el alto número de pequeñas operaciones de E/S por segundo (IOPS), importante si desea utilizar este almacenamiento para un servidor de base de datos, por ejemplo.

Algunos sitios de revisión de hardware de almacenamiento realizan pruebas de referencia que comprueban las unidades en situaciones de baja y alta "profundidad de cola", es decir, el número de solicitudes pendientes en paralelo. En una situación de escritorio de un solo usuario, es común que un programa no haga otras lecturas hasta que los datos vuelvan de la lectura actual. (por ejemplo, al cargar un ejecutable, no puede ejecutarse y hacer open llamadas al sistema hasta que se cargue él mismo). Por lo tanto, la capacidad de respuesta de los ordenadores de sobremesa suele estar más relacionada con las IOPS de baja profundidad de cola y la latencia, como las QD 1 a 4.