Современные стандарты подключения предлагают высокую пропускную способность: кабели USB4 обычно поддерживают скорость до 40 Гбит/с, а стандарт USB4 v2 рассчитан на величину до 120 Гбит/с, при этом минимально требуемое значение составляет 20 Гбит/с. Однако пользователи нередко сталкиваются с ситуацией, когда высокоскоростной твердотельный накопитель демонстрирует крайне низкую производительность при подключении к порту USB4, несмотря на отличные характеристики кабеля и самого устройства. Виной тому часто оказывается не аппаратная поломка, а особенности работы операционной системы, поскольку агрессивное управление питанием способно урезать скорость USB-соединений вплоть до 80%.
Как функции энергосбережения ограничивают производительность USB4
Операционные системы, особенно Windows 11, активно задействуют механизмы управления питанием, которые призваны экономить заряд аккумулятора ноутбуков. Речь идет о функциях Link Power Management и PCIe Active State Power Management, которые применяются для контроллеров USB4 и Thunderbolt. Задумка разработчиков понятна, однако проблема заключается в том, что эти энергосберегающие алгоритмы могут переводить высокоскоростные аксессуары в состояния пониженного энергопотребления даже во время активной передачи данных.
Подобные ограничения особенно заметно проявляют себя при копировании крупных файлов, например рабочих видеоматериалов. В такие моменты USB-контроллер накопителя начинает испытывать трудности с поддержанием стабильной пропускной способности. Операционная система стремительно переключает режимы питания ради снижения энергозатрат, из-за чего в потоке данных возникают резкие скачки и задержки. В результате компьютер вместо использования доступной пропускной способности откатывается к устаревшим скоростям на уровне около 500 Мбит/с.
Какие параметры Windows вызывают падение скорости
Чтобы разобраться в причинах такого поведения, следует обратить внимание на две системы управления питанием в Windows: USB Selective Suspend и PCIe Link State Power Management. Функция выборочной приостановки USB позволяет системе временно отключать питание отдельных портов без деактивации всего контроллера. Это отлично работает с мышами и клавиатурами, но высокопроизводительные внешние NVMe-накопители требуют непрерывного подключения PCIe через интерфейс USB4.
В свою очередь, PCIe Link State Power Management постоянно пытается принудительно перевести линии PCIe, связывающие контроллер USB4 с внешним устройством, в экономичные режимы L0s или L1. Постоянные согласования для переключения между активным и спящим состояниями негативно влияют на быстродействие. Временные затраты на вывод контроллера из сна — это периоды, в течение которых передача данных невозможна, что и приводит к резкому падению производительности из-за двух функций, изначально созданных для продления автономности.
Как вернуть максимальную скорость интерфейса USB4
Проблема снижения производительности уже имеет известное решение, так как специалисты точно понимают ее источник. Пользователю требуется вручную запретить Windows переводить хост-роутер USB4 и нисходящие концентраторы в спящий режим. Этот процесс выполняется быстро и включает несколько простых шагов:
- Нажмите правой кнопкой мыши по кнопке «Пуск» и выберите «Диспетчер устройств».
- Найдите и разверните раздел «Контроллеры универсальной последовательной шины USB».
- Отыщите элементы с названиями вроде USB4 Host Controller, USB4 Root Hub или Thunderbolt Controller.
- Нажмите правой кнопкой мыши на каждое устройство, выберите «Свойства» и перейдите на вкладку «Управление питанием».
- Снимите галочку с пункта «Разрешить отключение этого устройства для экономии энергии».
- Нажмите кнопку «OK», чтобы сохранить внесенные изменения.
В качестве альтернативы можно зайти в классическую «Панель управления» Windows, открыть раздел «Электропитание», отредактировать активную схему питания и отключить параметр выборочной приостановки USB. Также стоит перевести опцию Link State Power Management в разделе параметров PCI Express в положение «Выкл».
Баланс между автономностью и максимальным быстродействием
Энергосберегающие функции вроде USB Selective Suspend и PCIe Link State Power Management полезны, но они нужны далеко не всегда. Они действительно помогают увеличивать время работы портативных компьютеров от батареи, но делают это ценой ограничения скорости внешних высокоскоростных устройств. Подобный компромисс вполне оправдан на тонких и легких ноутбуках, однако он не столь актуален для рабочих станций с емкими аккумуляторами или устройств, которые постоянно подключены к электрической розетке.
Именно поэтому выбор остается за пользователем, которому предстоит решить, что важнее: дополнительное время автономной работы или максимальная скорость передачи данных при подключении внешних накопителей.
Стоит отметить, что текущая ситуация с соглашениями об именах USB может вызывать путаницу, однако именно стандарт USB4 гарантирует наиболее быстрое соединение.
В процессе передачи крупного файла, например видеоматериала, над которым вы работаете, контроллер накопителя начинает испытывать трудности с поддержанием стабильной высокой пропускной способности. Вместо задействования всей доступной полосы пропускания компьютер возвращается к устаревшим скоростям USB на уровне около 500 Мбит/с.
Функция PCIe Link State Power Management неоднократно пытается принудительно перевести линии PCIe, соединяющие контроллер USB4 вашего компьютера с внешним устройством, в режимы пониженного энергопотребления L0s или L1. Время, затрачиваемое на пробуждение контроллера, — это период, в течение которого передача данных невозможна, что и вызывает резкое падение производительности.
К счастью, эту проблему можно легко решить, вручную запретив операционной системе переводить хост-роутер USB4 и нисходящие концентраторы в спящий режим.
