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USB 3.1主控的差别 Intel vs ASMedia

2016-1-27 10:44| 发布者: admin| 查看: 13962| 评论: 13|来自: techbang

摘要: USB 3.1 出現屆滿 1 年,擁有 2 倍於 USB 3.0 的理論傳輸頻寬,著實勾起一些人的升級念頭。不過直到現在,主控制器選擇還是很有限,主機板所整合或獨立介面卡採用的控制器,幾乎都是來自同一家廠商。我們除了就市場 ...

USB 3.1 出現屆滿 1 年,擁有 2 倍於 USB 3.0 的理論傳輸頻寬,著實勾起一些人的升級念頭。不過直到現在,主控制器選擇還是很有限,主機板所整合或獨立介面卡採用的控制器,幾乎都是來自同一家廠商。我們除了就市場狀態分析外,也找來目前少數可見的兩款控制器比拚傳輸性能,並且提供採購建議。

USB 3.0 普及不如預期,晶片大廠卻步

轉眼間,USB 3.1 相關應用也問世一年左右了,不過相較於 USB 3.0 誕生當年,這次核心廠商的角力戰變得有些詭譎。USB 3.0 乃至於更早期的 USB 2.0、USB 1.0,通常是 Renesas(NEC)等擁有規範協力制定成員身份的外商跑在前頭,率先推出獨立主控制器等晶片搶占第一波商機。而後隨著應用普及度與技術成熟度提升,才漸漸有台系廠商設計產品現身,一同拱大新規範裝置的市場規模。

然而截至目前為止,USB 3.1(Gen 2 10Gbps)控制器、橋接器等晶片,幾乎清一色來自台灣廠商,其中又簡直是 ASMedia 寡占。唯一例外是 Intel 難得跳下來參與其中,只不過那並非單純的 USB 3.1 控制器,實際上還包含 Intel 所主導 Thunderbolt 介面。Thunderbolt 控制器早年報價動輒 20、30 美元起跳,最新一代已經壓低到 9 美元以內,和 USB 3.x 控制器的價差越來越小,只不過仍然只在少數高階主機板上現身。


▲ 在 USB 3.0 世代,包含 NEC、Ti、Fujitsu 等,諸多規範協力制定大廠都爭相推出控制器,進入 USB 3.1 世代卻極為冷清,可能是評估市場需求與利潤有限而放棄。


▲ 目前最常見的 USB 3.1 裝置,隨身碟普遍為 USB 3.1 Gen 1 5Gbps  規格(USB 3.0 新包裝名稱),
外接盒才有真 USB 3.1 產品,即 USB 3.1 Gen 2 10Gbps。

ASMedia 搶當領頭羊,Intel 也介入市場

USB 3.1 應用推動是否存在什麼爆掛,由於這點無從得知,姑且先不妄加揣測、細究之。就現實而言,目前 AMD 和 Intel 雙方平台,主機板廠商所配備第三方控制器,幾乎都是採用 ASMedia 製品 ASM1142。其架構提供 2 組 USB 3.1(Gen 2 10Gbps)連接埠,符合 xHCI(eXtensible Host Controller Interface)1.1 版規範,並支援 UASP(USB Attached SCSI Protocol)傳輸模式。

另外一位嬌客,是 Intel 代號 Alpine Ridge 的 Thunderbolt 3 控制器,兼具 USB 3.1(Gen 2 10Gbps)主控制器功能,提供相當多元的應用模式。Intel 當前提供兩種版本選擇,DSL6540 能供應 2 組連接埠,而 DSL6340 是單一連接埠版本。其設計支援規範和 ASM1142 相當,在 Windows 10 作業系統環境,兩者都無須另外安裝驅動程式,亦能夠獲得 UASP 傳輸模式支援。

Alpine Ridge 和 ASM1142 最大不同處,在於 DSL6540 匯流排介面需求為 PCIe 3.0 x4,其中 USB 3.1 分配到 2 條通道,意味能夠提供最為完整的傳輸性能。反觀 ASM1142,其設計需求為 PCIe 2.0 x2 或 PCIe 3.0 x1,2 組連接埠得共享匯流排介面頻寬。至於 DSL6340 只需要 PCIe 3.0 x1 配置,由於本身只能供應 1 個連接埠,故不像 ASM1142 有頻寬共享限制。

▲ ASMedia ASM1142 控制器。

▲ Intel DSL6540 控制器。

橋接器設計方案少,ASMedia 近乎寡占

周邊裝置現階段以外接盒居多,所少不了的 SATA 轉 USB 橋接器,當前可說是都來自 ASMedia。跨入 USB 3.1 世代,ASMedia 除了第一時間推出主控制器,還包含 ASM1351 與 ASM1352R 這兩款橋接器產品。共通點是支援 SATA 6Gb/s 規範、USB 3.1 Gen 2 10Gbps 速率、UASP 傳輸模式,標準應用 ASM1351 只支援 1 個 SATA 裝置,而 ASM1352R 內建 RAID 功能可支援 2 個 SATA 裝置。

過去一年以來,ASMedia 不斷在修正相容性問題、除錯,以及增加功能支援、提升性能。例如兩款橋接器的規格標示支援 UASP,然而韌體實際上並未啟用,或說先前還沒有撰寫好。官方於 2015 年下半年起,開始釋出 ASM1351 支援 UASP 的韌體給予協力廠商,但 ASM1352R 仍然還沒有著落。另外像搭配 Intel 的 Thunderbolt 3 控制器,存在一些相容性問題,同樣是在去年下半年釋出新韌體修正之。

▲ ASMedia ASM1351 橋接器。

▲ ASMedia ASM1352R 橋接器。

飆速需要合適環境,Windows 8~10 為佳

ASMedia vs. Intel 對決,我們選用 Asus ROG Maximus VIII Extreme 主機板當平台,這張同時間整合 Intel 的 Thunderbolt 3(DSL6540),以及 ASMedia ASM1142 控制器。儲存裝置方面,使用 AsusUSB 3.1 Enclosure 外接盒,內部裝配 2 張 Samsung SSD 840 EVO 250GB 固態硬碟,並預設為 RAID 0 運作模式。測試前,主機板、外接盒、ASMedia 主控制器等韌體,一律升級至 Asus 官方最新版本。

至於作業系統端,我們使用 Windows 10 64bit 版,內建驅動程式支援符合 xHCI 規範的 USB 3.x 控制器,以及 UASP 傳輸功能。故無論是 Intel 或 ASMedia 等廠商的控制器,大多無需再自行安裝驅動程式,亦能夠享有 UASP 傳輸模式功能,傳輸速度表現不見得會亞於原廠的驅動程式。後面陳列的數據是以前述條件為基準測得,雖然我們有另外為 ASMedia 控制器安裝官方驅動程式並測試之,但只用於自行比較評估。


▲ CrystalDiskInfo:測試搭配使用的 USB 3.1 外接盒資訊。


▲ ASMedia 與 Intel 控制器,使用 Windows 10 原生內建驅動程式組態。

Intel 樂勝 ASMedia,最大差距達 19%

綜觀下列數據不難發現,只使用 1 個裝置進行測試時,Intel 控制器表現就已經明顯勝過 ASMedia。首先來看 ASMedia 控制器,測得最低速度為讀取 571MB/s、寫入 624MB/s 左右,而且在 AS SSD Benchmark 出現異常,Seq 項目速度僅有 111.81MB/s。至於最佳表現,和 Intel 控制器一樣出現在 CrystalDiskMark 的 0Fill 測試模式,結果為讀取 727.7MB/s、寫入 734.1MB/s。

Intel 控制器最低速度約為讀取 680MB/s、寫入 745MB/s,大多時候可達 800MB/s 以上,最佳速度則是讀取 868.5MB/s、寫入 855.7MB/s。以此為基準來看,兩造最佳速度表現相差約 16~19% 不等,最低速度值則是讀與寫同為 19% 左右。有趣的是,ASMedia 官方曾經表示,自家 USB 3.1 設計方案最佳傳輸速度可達 800MB/s 以上,就結果來看是有討論空間。


▲ ATTO Disk Benchmark - Neither 模式:Intel DSL6540。


▲ ATTO Disk Benchmark - Neither 模式:
ASMedia ASM1142。


▲ ATTO Disk Benchmark - IO Comprasion Random 模式:Intel DSL6540。


▲ ATTO Disk Benchmark - IO Comprasion Random 模式:ASMedia ASM1142。


▲ AS SSD Benchmark:左圖 Intel DSL6540、右圖 ASMedia ASM1142。


▲ AS SSD Compression-Benchmark:Intel DSL6540。


▲ AS SSD Compression-Benchmark:ASMedia ASM1142


▲ CrystalDiskMark 預設隨機亂數模式:左圖 Intel DSL6540、右圖 ASMedia ASM1142。


▲ CrystalDiskMark 0Fill:左圖 Intel DSL6540、右圖 ASMedia ASM1142。

用以搭配測試的儲存裝置只有 1 組,即便想要增加廣度、公正性,礙於目前只能找到採用 ASMedia 橋接器的外接盒,我們也只能對於這結果稍作保留。因為雖然是 Intel 控制器勝出,外接盒的橋接器畢竟來自 ASMedia,搭配自家控制器的表現不如人,這點相當耐人尋味。比較合宜的解釋,或許只能說 Intel 的 Thunderbolt 3 控制器,除了占有 PCIe 通道數量優勢,韌體調校也比 ASMedia 好吧。

購買前停看聽,也許你還不需要 USB 3.1

對於一般使用者而言,我們認為衡量 USB 3.1 需求急迫性,適時、適當採購升級會比較得宜。USB 3.0 介面傳輸速度實力,若沒有 UASP 加持是不大容易超過 380MB/s,啟用 UASP 模式最高能夠達到 450MB/s 之譜。如果使用中的儲存裝置,總計傳輸速度尚未達到 USB 3.0 承載上限,或說只有折損一些而已,倒是未必需要急著升級。

例如外接盒裝配速度可達約 550MB/s 固態硬碟,使用 USB 3.0 外接盒的速度折損幅度約為 22%,升級至 USB 3.1 不見得符合經濟效益。大概只有重度倚賴外接儲存裝置的專業工作者,像是使用 2~4bay 外接盒,組建 RAID 0 模式當工作碟使用,由於就算全使用硬碟的最高理論速度可達 420~840MB/s 不等,這才有立即評估升級與否的必要性。


▲ 圖例為裝配固態硬碟的 USB 3.1 外接盒,上圖連接至 USB 3.1 控制器、下圖連接 USB 3.0 控制器,雖然測試最高速度相差約 80MB/s,但是精算下來不過 17% 左右而已。這意味著,升級花費和所得速度提升,是不大容易成理想的對比。

反之,我們認為不妨再觀察一段時間,等待更多 USB 3.1 相關設計方案出來。關鍵如開頭所提到,我們並非否定 ASMedia 各式相關的晶片產品,包含性能、相容性、可靠度等面向表現,實在是局勢詭譎了點。即便國外大廠只是認為,USB 3.1 商機更不如 USB 3.0,興趣缺缺而不願投入。但是只要你也沒有急迫性需求,等到主機板晶片組整併 USB 3.1,再來汰換 USB 3.0 高速裝置也不遲。

測試平台

  • 處理器:Intel Core i5-6600K
  • 主機板:Asus ROG Maximus VIII Extreme
  • 記憶體:Kingston HyperX Predator DDR4HX430C15PB2K4/16(4GB x 4)
  • 系統碟:Kingston SSDNow V300+ 120GB
  • 外接盒:Asus USB 3.1 Enclosure 搭 Samsung SSD 840 EVO 250GB x 2
  • 作業系統:Windows 10 Pro 64bit 中文版


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最新评论

引用 STOEN777 2016-1-28 20:55
还是用生速度快
引用 hwz3335 2016-1-28 16:51
我认为 先普及驱动再说吧,做个系统3.0的口都不能用
引用 蜡笔小晖 2016-1-28 10:19
3.1的设备好少啊....
引用 dfc889 2016-1-27 21:02
这个速度,对我来说3.0都还没实现,还有3.1速度达到thunderbolt的标准了么?
引用 刘二狗 2016-1-27 20:05
5.0我在等着你们呢
引用 乖小乖 2016-1-27 19:48
看看
引用 hmQc 2016-1-27 14:23
围观
引用 想象竞合 2016-1-27 13:35
繁体字看的好累
引用 让它哗哗哗 2016-1-27 12:04
快点把科技
引用 Vampire 2016-1-27 11:24
赶紧普及吧,这是好事
引用 半自働 2016-1-27 11:20
引用 PRjaCk 2016-1-27 11:15
必须先普及固态硬盘,才能普及usb3.1,不然意义何在
引用 心静则安 2016-1-27 10:53
USB4.0离我们不远了

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