Когда накопитель попадает в лабораторию в качестве источника цифровых доказательсв, задача специалиста — обеспечить стабильную работу для снятия образа данных. Это означает, что накопитель, подключённый к компьютеру через блокиратор записи, должен получать питание такой мощности и с такими характеристиками, которые необходимы для его стабильной и бесперебойной работы. На практике это означает не просто «включить», а гарантировать, что питание покрывает как рабочие нагрузки, так и пиковые, возникающие в момент включения некоторых типов накопителей. Разберёмся, сколько потребляет каждый тип накопителей и какое питание для этого нужно — в тех условиях, в которых с ними сталкиваются эксперты.

Жёсткие диски 3.5″

Начнём с классических 3.5-дюймовых жёстких дисков. Эти накопители по-прежнему широко используются: старые серверы, NAS, архивные данные, даже некоторые настольные компьютеры. Самая важная особенность таких дисков — высокий пусковой ток. При раскрутке шпинделя накопителей, рассчитанных на 7200 оборотов в минуту (RPM), диск кратковременно потребляет от 1.8 до 2 А (реже — до 2.5 А) по линии +12 В, что в пересчёте даёт до 30 Вт пикового потребления. Это особенно критично, если такие диски подключать регулярно: источники питания, рассчитанные исходя из паспортного энергопотребления «под нагрузкой», просто не справляются с повышенной стартовой нагрузкой. После раскрутки потребление стабилизируется: в режиме чтения и записи один такой диск обычно требует от 7 до 10 Вт, в простое — не более 5-6 Вт. Для криминалистической лаборатории это означает: при работе с дисками HDD 3.5″ обязательно использовать качественные внешние блоки питания, рассчитанные на стартовую нагрузку; если брать по минимуму, то блок питания должен быть рассчитан на 25 Вт, в идеале — как минимум 30 Вт мощности.

Для более медленных 3.5-дюймовых дисков на 5400 RPM ситуация немного легче: пусковой ток чуть ниже — в районе 1.5-1.8 А, и общее энергопотребление на 10-20% меньше, чем у моделей на 7200 RPM. Однако даже эти диски потребляют гораздо больше энергии, чем любой SSD, и требуют источника стабильного питания +12V. Если блок питания проседает или не выдает требуемый ток, диск может не запуститься вовсе или начнёт работать с ошибками — это недопустимо при снятии образа.

Отметим, что герметичные, заполненные гелием диски, как правило, «холоднее» своих воздушных аналогов (при условии одинаковой ёмкости; к примеру, диски на 8 и 10 ТБ существуют в обоих вариантах); диски на 5400 оборотов потребляют меньше, чем варианты на 7200 RPM; диски большего объёма, как правило, более «прожорливы», чем менее ёмкие модели; наконец, диски с черепичной записью (SMR) часто более экономичны по сравнению с полноценными моделями.

Узнать пиковую мощность конкретного диска можно из публикуемых производителем спецификаций, например — для  Ironwolf 14 TB или Ironwolf Pro 16 TB пусковой ток указан 2 А при напряжении 12 В, что требует мощности в 24 Вт. Характеристика «Startup current» присутствует не в каждой спецификации; если её нет, то лучше взять источник питания с запасом по мощности.

Жёсткие диски 2.5″

С 2.5-дюймовыми HDD всё проще: большинство таких дисков (за редчайшими исключениями) потребляет ток только по линии +5 В. Эти накопители потребляют меньше, и в момент старта требуют не более 4-5 Вт: такую мощность вполне способен выдать обычный порт USB, поддерживающий стандарт USB 3.0 или выше. В режиме чтения и вовсе требуется не более 2–2.5 Вт; с этим справится любой современный порт USB 3.0. Существуют внешние корпуса, оборудованные двумя входами USB: один используется для передачи данных, а по второму подаётся дополнительное питание. Такие диски можно подключать даже к портам USB 2.0, ток которых заметно ниже того, который способны выдавать порты более современного стандарта. Кроме того, такие корпса могут оказаться полезными, если встроенный порт USB не выдаёт полных 900 мА. В лабораторных условиях разумнее использовать активные USB-концентраторы с внешним питанием (так называемые «активные хабы»), либо специальные блокираторы с возможностью подключить дополнительный источник питания.

Обратите внимание: для большинства 2.5″ накопителей производители перестали указывать пусковой ток в спецификациях. Большая часть современных накопителей в этом форм-факторе выпускается уже установленными в готовые корпуса; на выходе — разъём USB-C (в более старых моделях — microUSB). Для экономии места многие производители перестали распаивать разъём для подключения SATA, вместо этого монтируя на плате мост SATA-USB. Требования к питанию у таких дисков не отличаются от обычных, однако подключить их через стандартный блокиратор SATA не удастся.

Отметим, что производители подобных дисков редко указывают в спецификациях потребляемую мощность. Так, в описании популярной линейки портативных накопителей WD MyPassport этот параметр полностью отсутствует — при том, что в спецификациях указаны детальные вес и размеры — с точностью до десятой доли миллиметра.

SATA SSD

Теперь — твердотельные накопители. SATA SSD в форм-факторе 2.5″ — одни из самых предсказуемых с точки зрения питания. Они используют только линию +5 В и потребляют крайне мало: в простое — около 0.05–0.1 Вт, в активной фазе — до 3 ватт максимум в зависимости от модели; и никакого пускового тока. Даже в худшем случае большинство таких накопителей уверенно работает от обычного порта USB 3.0. Питания от хоста вполне достаточно даже при подключении через блокиратор. При работе с внешними SSD в USB-корпусах стоит помнить, что внутри — всё тот же SATA SSD, но дополнительно питание нужно и на мост SATA-USB, который может потреблять ещё 0.3–0.5 Вт. Таким образом, при расчёте нужно закладывать до 3.5 ватт при пиковой нагрузке. Эта мощность с запасом покрывается любым исправным портом USB 3.0, которые по стандарту обязаны выдавать ток не менее 900 мА (4.5 Вт).

То же самое можно сказать и о накопителях SATA, выполненных в форм-факторе m.2: их энергопотребление и требования к питанию не отличаются от вариантов в 2.5″ корпусах. Если разобрать современный 2.5″ SSD, внутри можно увидеть компактную плату, которая мало отличается по размерам от типичного накопителя m.2. К примеру, так выглядят внутренности накопителя Crucial BX500 (из обзора):

Энергопотребление NVMe

С NVMe SSD ситуация заметно усложняется. Внешне диски NVMe, выполненные в форм-факторе m.2, почти не отличаются от аналогичных накопителей SATA, однако потреблять они могут гораздо больше. В простое их энергопотребление может быть крайне низким: от 50 до 200 мВт; впрочем, это касается в основном вариантов с установкой в корпус компьютера или ноутбука, поддерживающего адаптивное управление питанием. Под нагрузкой, особенно при активном чтении всего содержимого, энергопотребление может достигать 5-7 ватт, а в отдельных случаях — и до 9 ватт. Эти накопители питаются по линии +3.3 В, и в этом кроется потенциальная проблема: не все мосты USB-NVMe и, как следствие, адаптеры и блокираторы записи способны обеспечить стабильный ток на этой линии при таких нагрузках. Особенно это касается внешних корпусов с интерфейсом USB 3.2 и выше; такие корпуса должны использовать надёжные преобразователи DC-DC, чтобы запитать SSD от USB-порта по линии +3.3 В. В противном случае могут возникать ошибки или падение скорости — феномены, которые мы наблюдали постоянно при исследовании работы таких накопителей в нашей собственной лаборатории.

В то же время отметим, что в типичных корпусах и адаптерах, рассчитанных на подключение к 10-гигабитным портам USB 3.2 Gen 2, возможности таких накопителей никогда не используются в полной мере — для этого просто недостаточно пропускной способности порта. В частности, контроллеры подключают все накопители (даже те, которые поддерживают PCIe 4.0) по протоколу PCIe 3.0, что существенно — иногда вдвое! — снижает как энергопотребление, так и нагрев накопителя. Более того, некоторые модели контроллеров урезают не только версию PCIe, но и количество используемых линий, подключая SSD в режиме PCIe 3.0 x2, задействуя лишь две линии из четырёх возможных. На скорость это совершенно не влияет — пропускной способности даже двух линий PCIe более чем достаточно для насыщения 10-гигабитной полосы пропускания, — но энергопотребление на многих (хоть и не всех!) дисках снова падает.

Таким образом, работа с NVMe SSD во внешнем корпусе превращается в своего рода лотерею: какую максимальную мощность затребует накопитель? Как на это повлияет подключение в режиме PCIe 3.0, если сам накопитель поддерживает PCIe 4.0? Снизятся ли требования к питанию, если адаптер работает в режиме PCIe x2, а не x4? И самый главный вопрос: хватит ли мощности порта USB, к которому подключается накопитель, чтобы запитать тот или иной накопитель?

На все эти вопросы нет однозначного ответа. Протестировать все возможные комбинации невозможно с практической точки зрения; мы можем лишь констатировать, что такой-то накопитель с таким-то портом и кабелем — заработал, а с другим — нет. Точно известно следующее: подключение к порту USB-C, если компьютер им оборудован, даст гарантированно достаточное питание, в то время как подключение к более старым разъёмам USB-A такой гарантии не даёт. Может повезти. Может — не повезти. Можно использовать для подключения USB-хаб, тогда, скорее всего, повезёт.

Мы протестировали ряд моделей в различных корпусах, оборудованных разными чипами, подключая их к разным портам USB. На этой выборке невозможно сделать однозначных выводов, но можно проследить закономерности. Здесь мы попытались оценить, насколько чипсет адаптера и тип накопителя влияют на пиковую и фоновую нагрузку, а также насколько эти значения близки к критическим для стандартных портов USB.

Накопитель Crucial T5 объёмом 500 ГБ был установлен в адаптер на базе чипа ASM2364 — одного из немногих, поддерживающих 20-гигабитный режим USB 3.2 Gen 2×2. При подключении к соответствующему USB-C порту (реально выдающему до 15 Вт), под полной нагрузкой потребление составило 7.76 Вт — 4.82 В при токе 1.61 А. Это практически граничное значение для большинства контроллеров питания, и в лабораторных условиях такой режим уже требует гарантированного качества кабеля и хоста. Интересно, что даже в состоянии покоя этот диск в таком адаптере потреблял не менее 3.5 Вт — возможно, это объясняется тем, что чип ASM2364 (по крайней мере, в имеющемся у нас экземпляре) практически не поддерживает энергосбережение. Чип адаптера заметно греется, и сам накопитель тоже остаётся горячим. Именно этот адаптер в прошлых экспериментах уже приводил к перегрузке порта USB 3.0 Type A — порт отключался в защиту по току.

При подключении этой же комбинации накопителя и адаптера к 10-гигабитному порту энергопотребление под нагрузкой снизилось до 5.4 Вт (4.8 В, 1.12 А). Это безопасный уровень для большинства портов USB-C, но с портами USB-A нагрузка превышает предельную (что и продемонстрировал в своё время этот адаптер, «выбив» порт USB-A в защитный режим).

Контраст с адаптером на RTL9210B оказался разительным. OEM накопитель Micron объёмом 256 ГБ, извлечённый из ноутбука, в этом адаптере в простое потреблял всего 0.45 Вт (5.00 В, 0.09 А), а под нагрузкой — 2.82 Вт (4.87 В, 0.58 А). Такой результат можно назвать эталонным: адаптер остаётся холодным, накопитель стабильно работает даже от не самых мощных портов. В условиях криминалистической лаборатории это означает почти гарантированную совместимость с блокираторами, ноутбуками, портативными системами.

Третий тест касался адаптера с чипом JMS583, в котором использовался SSD WD SN530 того же объёма (256 ГБ), также извлечённый из ноутбука при апгрейде накопителя. В режиме простоя потребление составило 1.87 Вт (4.91 В, 0.38 А) — в разы выше, чем у RTL9210B, несмотря на идентичный класс накопителя. Под нагрузкой — 3.12 Вт (4.89 В, 0.64 А), что всё ещё приемлемо, но заметно больше по сравнению с RTL. JMS583 — более старая архитектура, и, как показал опыт, такие адаптеры могут оказаться горячими в простое, с повышенным энергопотреблением под нагрузкой.

Вывод здесь очевиден. Если основная цель — стабильность, совместимость с блокираторами записи и съём образа без перегрева и отключений, то адаптеры на базе RTL9210B — оптимальный выбор. ASM2364 — мощный, но слишком горячий и прожорливый, особенно при работе с высокоскоростными портами; JMS583 — устаревший, но терпимый вариант. В любом случае, тесты подтверждают: при работе с NVMe-накопителями адаптер имеет не меньшее значение, чем сам диск — и по питанию, и по тепловой стабильности.

Для криминалиста это означает, что при работе с NVMe желательно использовать специализированные адаптеры и блокираторы с известной и качественной элементной базой, внимательно следить за качеством USB-контроллера и кабелей. В противном случае вероятны тайм-ауты, падение скорости или даже аварийное отключение накопителя во время снятия образа