先驱与新贵 两代USB 3.0芯片性能对比
泡泡网主板频道6月24日 USB 3.0从规范的发布到实施的已经经历了7、8年的时间，而具体产品的露面也就是去年年底开始。规范中最重要的环节——USB 3.0的控制芯片从第一款量产型芯片开始便是NEC一家独大，直到Fresco Logic的出现才让我们听到了不同的声音。
要说这两种芯片是“两代”产品多少都有些牵强，但以“先驱”和“新贵”这两种称谓来称呼它们我想还算是比较合适的。今天的测试就是以这两种芯片的三种解决方案来测试一下到底哪种方案对于USB 3.0性能发挥是最好的。
客观来讲，USB称得上是目前最成功，最有优势的外设接口标准，随着时代的发展，外设产品的升级，USB接口规范也需要有相应的升级，于是USB3.0 “SuperSpeed USB”（超高速USB）来了。相对于之前的USB2.0，USB3.0最大的优势就是高带宽和良好的兼容性了。
USB高速的秘诀——全双工
线缆实物
高速秘诀——全双工
首先在带宽上，USB 3.0支持全双工，而不再是USB 2.0时代的半双工模式。信号传输模式上仍然采用主机控制的方式，不过改为了异步传输。新增了5个触点，两条为数据输出，两条数据输入，采用发送列表区段来进行数据发包，新的触点将会并排在目前4个触点的后方。USB 3.0暂定的供电标准为900mA，将支持光纤传输，一旦采用光纤其速度更有可能达到25Gbps。
得益于高带宽的优势，未来显示器接口都有可能Wireless USB化
完美兼容性——向下兼容USB 2.0和1.1版本
其次在兼容性上，USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本，并采用了三级多层电源管理技术，可以为不同设备提供不同的电源管理方案。Intel的xHCI已经可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0采用新的封包路由传输技术，线缆设计了8条内部线路，除VBus和GND作为电源提供线外，剩余3对均为数据传输线路其中保留了D+与D-两条兼容USB 2.0的线路，新增了SSRX与SSTX专为新版所设的线路。
NEC D720200F1芯片
NEC D720200F1芯片的封装面积为10x10mm，最大耗电量为1W。除了能够支持USB 3.0标准外，还可与USB 2.0/1.1/1.0接口兼容，并同样支持PCI Express和SATA等数据传输接口。该芯片在去年六月份推出，售价约15美元。
集成在主板上的NEC D720200F1
NEC解决方案在后来者出现之前唯一的USB 3.0解决方案，同时也是目前市场占有率最高的芯片。自2009年9月NEC开始量产USB3.0控制芯片起，目前已有300多万颗USB3.0控制芯片使用到各类型产品之中，其中主要包括主板、移动计算机、PCI Express接口控制卡等。
早在今年年初的美国CES大展上，Fresco Logic这家名不见经传的小公司也推出了USB 3.0芯片的解决方案，成为了业内第二家推出量产型级别的USB 3.0芯片的公司。
早在今年年初就曝光过的FL 1000G芯片
Fresco Logic
睿思科技股份有限公司(Fresco Logic Inc.)是全球顶尖技术的USB 3.0 IC设计与解决方案公司，提供高级传输存储技术与芯片系统解决方案，整合个人通讯、计算机及移动上网装置之间的高效能传输。Fresco Logic的产品使用自家的GoXtream xHCI加速引擎专利技术，已获得SuperSpeed USB认证徽标，保证性能的同时还支持低功耗模式，并能降低系统整体成本、缩短研发周期。目前Fresco Logic提供了两种USB 3.0的芯片解决方案，一种就是目前已知的FL 1000G芯片，而另一种是FL 1009芯片，我们今天主要介绍已经量产的FL 1000G芯片。
FL 1000G封装规格为LQFP 100-pin与TFBGA 84 pin，封装尺寸分别为12x12mm与8x8mm。FL 1000G桥接芯片支持USB 3.0 Rev 1.0规格并向下兼容USB 2.0及USB 1.1标准，其PCI Express界面兼容于PCI Express Gen I/Gen II的标准，可与目前市面上主流的芯片组匹配。
FL 1000G与NEC D720200F1有何不同？
产品成本：FL 1000G的成本要比D720200F1便宜很多，据说只有D720200F1的一半左右；
USB接口个数：D720200F1可以提供两个USB 3.0接口，而FL 1000G只能提供一个USB 3.0接口，Fresco Logic的另一款即将量产的芯片——FL 1009可以提供两个；
PCI-E带宽需求：D720200F1可以完全支持并自由适应PCI Express Gen I或Gen II的标准，而FL 1000G则只支持PCI Express Gen I，未来的FL1009将加入Gen II的支持。
为什么两种芯片会出现三种方案呢？
刚刚我们说过了，这两款芯片对于PCI-E带宽的需求其实是有区别的，而FL 1000G只支持一代PCI-E接口，而NEC方面我们就需要进行PCI-E一代和二代两种带宽的测试，所以就有了两种芯片三种解决方案的情况发生。
对于这三种解决方案，我们通过如下方面进行实施：
Fresco Logic FL 1000G测试——华擎P55 Pro/USB3
华擎P55 Pro/USB3
之前我们对于华擎P55 Pro/USB3这款主板也进行了测试，而有关非NEC USB 3.0芯片的性能由于时间关系并没有放入之前的文章当中。这次我们使用了这款主板所搭配的平台来验证这颗新贵产品的实际性能。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1测试——技嘉H55N-USB3
技嘉H55N-USB3
对于NEC芯片的PCI-E Gen 1的测试我们的平台选用了技嘉刚刚发布的首款支持USB 3.0的Intel最小主板——技嘉H55N-USB3，这款主板除了在USB 3.0方面提供了支持之外，同时还支持USB三倍力和On/Off Charge功能，可以为iPhone、iPod Touch以及iPad等苹果数码设备快速充电。
这款主板提供了USB 3.0在Gen 1和Gen 2之间切换的功能，也就是说在使用独立显卡时，主板会让USB 3.0从H55-PCH提供的PCI-E Gen 1来进行使用，而当主板使用的是Clarkdale处理器中内建的显卡时，主板会自动将处理器所提供的一条x16带宽的PCI-E 2.0通道切割为两条x8的通道，让USB 3.0通过其中一条进行工作。鉴于这种情况，我们使用了独立显卡来进行测试以保证NEC D720200F1运行在Gen 1下。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2测试——技嘉790FXT-UD5P+USB 3.0转接卡
由于目前Intel平台在PCI-E带宽上的混乱情况，有关NEC D720200F1在PCI-E Gen 2上的测试我们决定放弃Intel平台而转向完全使用PCI-E Gen 2规格的AMD平台上。
技嘉790FXT-UD5P
MSI Star-USB3扩展卡
测试中我们选用了790FX平台加上PCI-E接口的USB 3.0扩展卡来进行测试，这样就保证了USB 3.0是完全运行在PCI-E 2.0总线下，而随后的测试结果也证明了我们的观点。
这里我们需要强调一点：虽然我们采用了Intel和AMD两种平台，但由于磁盘性能对于高频处理器在频率上的波动并不敏感，甚至可以说几乎没有影响，所以我们才使用了不同平台来进行测试，请大家不要误会。
测试硬盘及硬盘：ADATA S599+Century CROSU3 USB 3.0硬盘盒
威刚S599固态硬盘
威刚全新固态硬盘产品线S599拥有100GB和200GB两种容量，此次我们使用的是100GB产品。2.5英寸的S599配备了最新的SandForce SF-1200控制器，采用MLC NAND闪存新品，据悉最大读写速度分别为280MB/S和270MB/S。
Century CROSU3硬盘座
我们通过Century生产的USB 3.0硬盘盒来与主板进行连接，这款产品型号为CROSU3，支持USB3.0接口，输速率高达5Gbps。同时支持全部2.5吋笔记本和3.5吋台式机SATA硬盘。
为什么要使用固态硬盘？
由于目前采用SATA 6Gbps接口的机械硬盘速度仍然不是很理想，很难让USB 3.0在数据传输上表现出应有的优势，由此就会缩小各个USB 3.0工作模式之间的差距，这样的测试成绩会造成读者对于USB 3.0实际性能上认知的阻碍，最后也就代表着我们此次的测试结果毫无意义；而固态硬盘虽然目前价格较高，但由于其性能上的优势，可以在数据上更加明显的量化出三种不同工作模式之间的差距，可以让各位更好的理解这些不同工作模式到底瓶颈出现在哪里。
HD Tune Pro：这是一款小巧易用的硬盘工具软件，其主要功能有硬盘传输速率检测，健康状态检测，温度检测及磁盘表面扫描等。另外，还能检测出硬盘的固件版本、序列号、容量、缓存大小以及当前的Ultra DMA模式等。
三种模式测试对比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1测试成绩
Fresco Logic FL 1000G测试成绩
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2测试成绩
测试的一开始“新贵”FL 1000G就打出了一记漂亮的直拳——它与NEC D720200F1 PCI-E Gen1虽然都是工作在PCI-E Gen 1模式下，但平均速度上FL 1000G开局就以20MB/s的优势先下一城；而在PCI-E Gen 2模式下的D720200F1发挥了ADATA S599应有的性能，平均读取速度已经达到了163.6MB/s。
三种模式测试对比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1测试成绩
Fresco Logic FL 1000G测试成绩
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2测试成绩
写入部分的测试与刚刚读取测试时的情形保持一致——FL 1000G在写入部分完胜了NEC的Gen 1模式，甚至在最低写入速度时超过了NEC Gen 2模式，差一点完成了最低写入、最高写入和平均写入都超过100MB/s的好成绩。
HD Tach：专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试，可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间及突发数据传输率，它使用的场合并不仅仅只是针对硬盘，还可以用于软驱、ZIP驱动器测试。
三种模式测试对比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1测试成绩
Fresco Logic FL 1000G测试成绩
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2测试成绩
在HD Tach测试中 FL 1000G表现出了极好的性能，突发成绩和平均读取相比NEC D720200F1 Gen 1模式都有不小的幅度提升，而NEC D720200F1 Gen 2模式下平均读取速度已经突破了150MB/s，而突发读取更是达到了180MB/s。
ATTO Disk Benchmark：它是一款简单易用的磁盘传输速率检测软件，可以用来检测硬盘、U盘、存储卡及其它可移动磁盘的读取及写入速率。该软件使用了不同大小的数据测试包，数据包按0.5KB、1.0KB、2.0KB直到8192.0KB进行分别读写测试，测试完成后数据用柱状图的形式表达出来。很好的说明了文件大小比例不同对磁盘速度的影响。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1测试成绩
Fresco Logic FL 1000G测试成绩
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2测试成绩
跟之前测试的情况基本相似，排位还是以NEC D720200F1 Gen 1模式、FL 1000G和NEC D720200F1 Gen 2模式这样的顺序，FL 1000G在测试中意PCI-E Gen 1的带宽可以达到读取16xMB/s和写入14xMB/s的成绩实属不易，而NEC D720200F1在PCI-E Gen 2模式下几欲突破200MB/s的读取速度，让我们看到了在PCI-E 2.0的带宽下，NEC这颗USB 3.0芯片配合高速固态硬盘时并不会造成瓶颈。
这两代USB 3.0芯片在测试中都有非常不错的表现，而两者的特点在测试中也表露无疑——
Fresco Logic FL 1000G：性价比猛将
作为“后来者”的Fresco Logic FL 1000G在测试中表现十分亮眼，可以说是让NEC D720200F1在同样都是PCI-E Gen 1模式下完败于它，以D720200F1一半的价格就可以实现甚至是高于它的性能，这也就体现出了FL 1000G这颗芯片极高的性价比。
NEC D720200F1：需要高带宽发挥能力
通过测试成绩我们很难无视PCI-E带宽给NEC D720200F1所带来的影响，各项测试成绩PCI-E Gen 1模式都比Gen 2模式要低非常多，这也就从另一个方面向我们表明了一点：以H55/P55南桥直连的NEC USB 3.0解决方案其实并不是它非常好的的表现，各位能看到的也只是“能用”而已，并非其实际性能……由此可以进而推论：不论是以板载还是扩展卡形式存在，NEC这款芯片与AMD芯片组的搭配相比Intel芯片组来讲性能都更加合适。
当然，这也和我们本次测试使用的是高速固态硬盘有关，但最后的结果是不会变的——尽管成绩的差距会小很多，但PCI-E 2.0带宽的优势也不会让D720200F1在测试中落后于其他两种模式的。
上个月Fresco Logic方面传来消息：Fresco Logic即将发布了其第二款USB 3.0控制器产品——FL 1009。FL 1009基于其自家的GoXtream xHCI加速引擎专利技术，已获得SuperSpeed USB认证徽标，保证性能的同时还支持低功耗模式，并能降低系统整体成本、缩短研发周期；在规格上FL 1009可以提供两个USB 3.0接口(向下兼容USB 2.0/1.1/1.0模式)，系统总线从PCI-E 1.0升级为PCI-E 2.0，这样即便使用PCI-E x1接口，带宽也能从250MB/s翻番到500MB/s，正好满足USB 3.0 5Gbps的理论速度需求。
所以说今年下半年将是Fresco Logic和NEC在PCI-E 2.0平台上角逐的开始，而有传闻NEC方面也有新的USB 3.0芯片要推出，那时候它们又会擦出怎样的火花呢？■<
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