¿Cuál es el almacenamiento externo más rápido compatible con Intel 2020 27" iMac?

Hay tres cosas que afectan la compatibilidad y el rendimiento cuando se conecta un 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 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 admite:

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

3. La unidad dentro del dispositivo/gabinete externo. Los tipos comunes son SATA (velocidad máxima de 6 Gbits/s) o NVMe (más rápido). Los HDD 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 a USB 3.0 y los dispositivos de almacenamiento que los especifican son generalmente compatibles con 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 lo tanto, los dispositivos de almacenamiento que especifican USB 3.2 gen2x1 deben ser compatibles con el protocolo USB 3.1 gen2 de 10 Gbit/s proporcionado por los puertos USB-C.

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

Para obtener una descripción general de los estándares 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 usaban el conector físico Mini DisplayPort en iMacs, mientras que Thunderbolt 3 utiliza USB-C.

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

Para el iMac 2020, los dispositivos de almacenamiento Thunderbolt 3 solo se pueden conectar a los puertos USB-C y deben usar cables Thunderbolt 3. Los dispositivos Thunderbolt 1 y 2 más antiguos solo se pueden conectar mediante cables que se conviertan a Thunderbolt 3; el iMac no es compatible directamente con Thunderbolt 1 y 2.

Tenga en cuenta que los puertos USB-C físicos que admiten Thunderbolt 3 tienen un símbolo similar a un rayo 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 usando, por ejemplo, los estándares Display Port y HDMI.

Que deberias estar buscando:

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

Por un costo más modesto, hay SSD que usan USB 3.1 Gen 2 (o 3.2 Gen 2x1) y a través de los puertos USB-C en el iMac entregarán ~1000 Mbyte/s. Ejemplo: Samsung T7.

Y por un costo un poco más modesto, hay SSD que usan USB 3.1 Gen 2, pero internamente usan SSD SATA y entregan solo ~500 Mbyte/s. Ejemplo: Samsung T5. Estos dispositivos se pueden conectar a puertos USB-C o USB-A mediante USB 3.0, 3.1 Gen1/2 o 3.2 Gen1/2; las diferencias de velocidad son menores ya que la SSD SATA se convierte en el cuello de botella.

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

Acabo de usar Samsung como ejemplos. Hay otras marcas igualmente buenas (y algunas no tan buenas).

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

Cuando el Thunderbolt 3 Samsung X5 está conectado a la Mac a través de un receptáculo (conector) USB tipo C, la información del sistema muestra lo siguiente en NVMExpress.

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

Información del sistema también muestra lo siguiente en Thunderbolt.

El Thunderbolt 3 Samsung X5 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 que se muestra en la imagen de arriba 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 dentro del Samsung X5.

Cuando el USB Samsung T7 está conectado a la Mac a través de un receptáculo USB tipo C, la información del sistema muestra lo siguiente debajo de USB.

La velocidad de transferencia de datos es de 10 Gb/s. Esta es la velocidad máxima para dispositivos USB conectados a un receptáculo USB tipo C en nuestras dos Mac. No hay indicios de soporte TRIM , que puede no ser necesario si la tecnología PCIe NVMe integrada es lo suficientemente rápida.

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

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

La velocidad de transferencia de datos es de hasta 5 Gb/s. Esta es la velocidad máxima para dispositivos USB conectados a un receptáculo USB tipo A en nuestras dos Mac. Una vez más, no hay indicios de compatibilidad con TRIM .

Conclusiones

Su publicación contiene las siguientes cuatro preguntas.

• ¿Cuál es el almacenamiento externo más rápido compatible con Intel 2020 27" iMac?

  El Thunderbolt 3 Samsung X5 tiene una velocidad de lectura de 2800 MB/s, que es de 22,4 Gb/s. Esto significa que la velocidad de datos entre la unidad externa y la Mac debe superar los 22,4 Gb/s, que es más rápida que la velocidad de datos USB máxima de 10 Gb/s que ofrece mi Mac. A partir de esto, se puede sacar 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 admite el Intel iMac 2020 de 27"?

  Los receptáculos 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 adaptador Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 de Apple no proporciona energía desde la Mac al dispositivo.

  Los receptáculos 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 eso para las velocidades de transferencia de datos?

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

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

• Al comprar una unidad externa, ¿qué debo tener en cuenta para asegurarme de que sea compatible con la opción más rápida?

  Busque un SSD Thunderbolt 3 con altas velocidades de lectura/escritura (en el rango de GB/s). El 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 Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 . Sin embargo, es poco probable encontrar un SDD Thunderbolt 1 o Thunderbolt 2 autoalimentado a un precio más bajo que el SSD Thunderbolt 3.

Comparaciones de velocidad

Especificaciones anunciadas

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 tu Mac. Los gabinetes externos SSD Thunderbolt 3 tienen dentro un SSD NVME. Por ejemplo tienes el Samsung X5.

El puerto más rápido de su iMac es el puerto Thunderbolt. Puede admitir velocidades de datos de hasta 40 Gbit/s, que son 5 GB/s.

Ahora, la mayoría de los SSD de consumo son bastante rápidos, pero no superan el límite teórico de 5 GB/s. Lo más rápido que generalmente puede obtener es de aproximadamente 3 GB / s, lo que podría hacer con este gabinete y básicamente cualquier SSD NVME que cumpla con los criterios mencionados en la página del producto.

Sobre la confusión de Thunderbolt:

Thunderbolt y Thunderbolt 2 se usaron principalmente en Mac y la mayoría de las computadoras con Windows "solo" tenían USB. Thunderbolt es más versátil que los estándares anteriores USB 2 y USB 1. Es capaz de admitir, por ejemplo, conexiones de pantalla a través del estándar DisplayPort que se integró en las especificaciones Thunderbolt, que los USB 1 y 2 normales no incluían. Los puertos USB y Thunderbolt más antiguos no compartían el mismo conector, por lo que la distinción era fácil.

Hoy en día el conector USB-C es el mismo que Thunderbolt 3, incluso USB 4 y Thunderbolt 4 usan este conector. Sin embargo, USB-C generalmente no es tan potente como Thunderbolt 3. Sin embargo, los protocolos admitidos pueden diferir. Es decir, podría tener un conector USB-C que solo admita el protocolo USB 3.1, mientras que otro que parezca idéntico admitiría USB 3.2.

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

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

Dijiste "el más rápido", no "el más rápido que podría valer la pena comprar para uso personal/de consumo", así que ese es el punto de esta respuesta: formas en que los SSD pueden ser rápidos y cómo gastar miles de dólares en un terabyte o más de Espacio SSD que podría mantenerse al día con muchos núcleos en un gran Xeon para muchas cargas de trabajo.

Esa máquina tiene un puerto Thunderbolt 3, por lo que le brinda una conexión PCIe3.0 x4 para trabajar, mucho más ancho de banda y menor latencia/menos sobrecarga que USB3.1 o incluso 3.2, incluso con UASP (USB-adjunto-SCSI que pasa por alto algunos de los gastos generales y limitaciones del protocolo USB). Con el adaptador adecuado, eso debería permitirle conectar una SSD M.2 (como las computadoras portátiles y de escritorio modernas que usan para SSD de alto rendimiento). O con algo diseñado como un gabinete de GPU externo, debería darle una ranura para tarjeta PCIe x16 (eléctricamente solo x4 de Thunderbolt) con ventilador de enfriamiento, lo que le permite usar SSD empresariales con disipadores de calor serios diseñados para las ranuras PCIe de la placa base. por ejemplo, como este que apareció en un resultado de búsqueda.

( El rendimiento sostenido de SSD generalmente implica un calor considerable en el controlador, por ejemplo, 21 W para un Intel Optane DC de gama alta como P5800X , por lo que se requiere un disipador de calor para permitir el funcionamiento continuo sin tener que acelerar para evitar el sobrecalentamiento. Los consumidores M.2 manejan a menudo tendrá que acelerar si los ejecuta con fuerza, pero por lo general eso solo sucede durante los puntos de referencia artificiales; el uso real suele ser a ráfagas, como copiar unas pocas decenas de GB durante unos segundos y luego volver a inactivo).

El estándar de interfaz de controlador NVMe para que las computadoras hablen con SSD significa que no necesitaría (AFAIK) un controlador especial para usar SSD de nivel empresarial con una Mac. (La memoria de almacenamiento no volátil más rápida es probablemente Optane DC PM que viene en módulos DIMM que se conectan a las ranuras de memoria ( como esta ), para usar con Cascade Lake y la CPU del servidor posterior, lo que permite que los procesos del espacio del usuario realmente asignen el almacenamiento a su propio espacio de direcciones, pasando por alto el núcleo y permitiendo que los controladores controlen el acceso a través de los permisos de la página de memoria virtual. Es bastante bueno , pero no podría usarlo con un iMac).

Los SSD que usan 3D XPoint en lugar de Flash pueden ser muy rápidos, especialmente para escrituras pequeñas y para cargas de trabajo mixtas de lectura y escritura, así que eso es lo que le gustaría buscar en este escenario hipotético. Los SSD construidos alrededor de 3D XPoint en lugar de flash definitivamente están optimizados para la velocidad sobre la capacidad y el precio.

PCIe es compatible con versiones anteriores: una unidad con capacidad para PCIe4.0 conectada a una ranura/cable/adaptador solo con capacidad para PCIe3.0 negociará la velocidad más rápida de la que ambos lados sean capaces, por lo que una unidad de alta gama como Intel Optane SSD P5800X (2,5" NVMe PCIE4.0 x4) ( revisión ) aún puede funcionar a velocidad PCIe3.0.

La interfaz PCIe3.0 x4 de Thunderbolt 3 ( 32,4 Gbit/s, es decir, ~4 GByte/s de ancho de banda de interfaz sin procesar ) 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 aún pueda acercarse a los 2 millones de IOPS de operaciones mixtas de lectura y escritura que esta unidad afirma ser capaz de realizar, para pequeñas operaciones mixtas de lectura y escritura. (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 deben aplicarse por completo, 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 si Thunderbolt agrega una cantidad significativa de latencia adicional a las transacciones de PCIe más allá de los pocos nanosegundos de retraso a la velocidad de la luz debido a la longitud del cable y algunos retrasos de puerta debido al muxing. wikichip muestra algunos detalles de Thunderbolt 3 en Ice Lake , pero no entra en detalles sobre si/cómo Thunderbolt encapsula los paquetes PCIe).

Esa unidad viene en factores de forma U.2 y E1.S. U.2 es como una computadora portátil/unidad de servidor de 2,5", pero con conectores PCIe en lugar de SATA, destinados a deslizarse en una bahía en un servidor de almacenamiento. Digamos que, en teoría, podría conectarlo a Thunderbolt. Consulte 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 (mitad de altura y mitad de longitud), PCIe3.0 x4. Entonces, los números que ve en esta revisión usan la misma velocidad de interfaz que podría 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 eTLC NAND, por lo que obviamente es mucho más lento en escritura aleatoria que el Optane que usa 3D XPoint. Y la latencia es peor. MacOS no está en la lista de sistemas operativos compatibles, 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 de controlador/protocolo inherentes para una baja latencia y una gran cantidad de pequeñas operaciones de E/S por segundo (IOPS), lo que es importante si, por ejemplo, desea usar este almacenamiento para un servidor de base de datos.

Algunos sitios de revisión de hardware de almacenamiento realizan evaluaciones comparativas que prueban unidades en situaciones de "profundidad de cola" tanto baja como alta, es decir, número de solicitudes pendientes en paralelo. En una situación de escritorio de un solo usuario, es común que un programa no realice otras lecturas hasta que los datos regresen de la lectura actual. (por ejemplo, al cargar un ejecutable, no puede ejecutarse ni realizar openllamadas al sistema hasta que se cargue). Por lo tanto, la capacidad de respuesta del escritorio a menudo se correlaciona más con IOPS y latencia de baja profundidad de cola, como QD 1 a 4.

Mantengo esto bastante no técnico, así que estoy seguro de que alguien estará presente para discutir los detalles. ;-)

Thunderbolt es "muchas cosas diferentes". Incluye PCIe, que es el estándar para conectar dispositivos a las placas base de las computadoras. Entonces, en lugar de tener una ranura en la placa, ahora tiene un cable. También incluye señales de video DisplayPort y alimentación.

Es por eso que puede usar Thunderbolt para conectarse a un 'hub' que proporciona más puertos USB, puertos de video, lectores de tarjetas SD y Ethernet. Es una autopista para diferentes vehículos.

Thunderbolt 1, 2, 3 (¡y 4!) son iteraciones más nuevas y rápidas de la tecnología. (Al igual que con USB.)

El USB se ideó como un medio general para conectar dispositivos: ratones, teclados, unidades, etc.

Los dispositivos Thunderbolt generalmente serán un poco más rápidos que los USB. Y por más rápido, me refiero a caro.

NVMe es una propiedad del propio dispositivo, en lugar de un "transporte".