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原生居然不如桥接 7款USB3.0主控横评

    泡泡网主板频道8月31日 USB 3.0标准出台三年,从最初NEC的首款USB 3.0芯片问世,发展到现在目前市场上的方案已经出现了欣欣向荣的局面,由于市场方案繁多我们对目前市售的USB 3.0主控方案作一个全面的分析,主要考核各个芯片方案的性能差距。

USB 3.0

    USB 3.0作为新一代的串行传输标准,速率提升到5Gbps,等效数据带宽为500MB/s,而USB 2.0带宽仅为480Mbs,实际等效数据带宽为60MB/s,提升了近10倍。当然受到一些存储设备的限制,理论速度可能很难实现500MB/s的性能。

    目前市面上的USB 3.0解决方案主要包括AMD A75、ASMedia ASM1042、Etron EJ168A、Fresco Logic FL1009、NEC/Renesas 礑720200以及VIA VLI VL800芯片。其中AMD A75是目前为止首款原生支持USB 3.0的南桥芯片。

原生居然不如桥接 7款USB3.0主控横评

目前只有A75芯片组原生支持四个USB3.0接口

    在系统支持方面目前最新的Windows 7操作系统并不原生支持USB 3.0,下一代的Windows 8系统则首次把USB 3.0列入原生支持,通用串行传输标准有望在Windows 8上真正实现。

    在Windows 8没有正式发布前,你可能会遇到这样的问题,你的主控器可能并不能完全支持市面上所有的USB 3.0设备,这得从USB Attached SCSI Protocol(UASP)协议说起,目前市面上共有2家公司从事UASP的开发,而芯片和设备厂商需要获得授权执照。

USB 3.0

    在测试的过程中也遇到了很多意想不到的问题,更多的是一些USB 3.0标准并不是真正的标准,被应用在主控和桥接之间的SATA设备及USB 3.0总线并在一个水平上。

    另外一个问题是目前市面上的USB 3.0线缆参差不齐,并不是所有的USB 3.0线缆都是对等的,例如你购买一个Micro USB 3.0线缆可能会出现一些连接错误,大多数的时间它只处于USB 2.0的水平,这个时候Windows可能会提示你插在一个USB 3.0端口上会获得更快的速度。另外对于消费者来说找到一个完全符合USB 3.0的线缆也是一件困难的事情。

USB 3.0

    不同厂商的USB 3.0主控在架构设计上往往差异很大,比如PHY物理层,有的每个PHY要负责USB 3.0/2.0两种接口,而有的是每个USB 3.0或者USB 2.0都有自己的PHY。

    然后就是xHCI(扩展主控制器接口)规范的支持,有些早期的仅支持到xHCI 0.96,有些新的则做到了xHCI 1.0。因为Intel不肯全面公开技术文档,两种版本之间的具体差异谁也无法完全了解诶,但是至少,xHCI 1.0增加了对UX状态的支持,可以让不同外设进入多种休眠模式,只是可惜能够实现的外设非常少。

    AMD A75

USB 3.0

    AMD A75是目前唯一首款芯片组原生支持USB 3.0的产品,另外它也是目前仅有的支持四端口USB 3.0的方案,不过AMD并没有提及产品支持的xHCI版本。目前市售的A75芯片组主板正式得益于4个USB 3.0端口,几乎没有主板再去采用第三方USB 3.0芯片去扩展额外的接口。

    ASMedia ASM1042

USB 3.0

USB 3.0

    ASMedia ASM1042是目前主板上用的最多的解决方案,产品通过了USB-IF的认证,由于产品开发的相对较早,所以产品仅支持xHCI 0.96规范,ASMedia ASM1042和另外一款单端口的ASM1041目前被广泛应用在华硕、华擎、映泰、杰微、微星和蓝宝等厂商,另外在一些笔记本上也能常常看到它们的影子。

    Etron EJ168A

USB 3.0

    Etron是台湾第二大的主控厂商,产品同样获得了USB-IF的认证,EJ168A芯片的尺寸大小为14mmx14mm,不过这个尺寸并没有阻碍主板厂商选购它,因此这款主控看起来和ASM1042一样流行。另外EJ168A支持xHCI 1.0规范,作为一款板载芯片,我们没有一张真实的照片,EJ168A这款芯片主要被应用在技嘉和华擎的产品中。

    Fresco Logic FL1009

USB 3.0

USB 3.0

    Fresco Logic是一家美国公司,它也是继NEC之后第二家通过USB-IF认证的主控芯片,它同时也是首款支持xHCI 1.0规范的USB-IF认证芯片,FL1009是一款2端口USB 3.0控制器,其突发速度可以达到400MB/s。目前国产的一些主板上很多都搭载了这一主控方案,另外最近技嘉的一些Mini-ITX上也采用了这一方案。

    NEC/Renesas u720200

USB 3.0

USB 3.0

    NEC u720200是一款最古老的USB 3.0芯片方案,早期的主板和其它设备都无一例外的采用了这一方案,不过随着市场上USB 3.0方案的争相怒放,这一局面才发生了变化,不过由于这一方案的过早推出,所以NEC u720200仅支持xHCI 0.96,另外在后来Renesas收购了NEC Electronics,产品也变成了Renesas u720200,另外收购后的NEC Electronics后来还推出了新的u720201和u720202,相对来说价格更为实惠。

    Renesas u720201

USB 3.0

USB 3.0

    Renesas u720201是一款四端口USB 3.0主控,不过相对于前辈NEC 礑720200,新的方案功耗也更低,并且成本也控制在合理的价位,最主要的是Renesas u720201还兼容xHCI 1.0规范,性能相对于NEC u720200提升非常明显,特别是在写入性能方面,另外突发速度表现也很抢眼。

    VLI VL800

USB 3.0

USB 3.0

    VIA Labs首批USB 3.0主控为VLI VL800,它是一款四端口USB 3.0控制器,并且通过了USB-IF的认证,另外与VLI VL800同期发布的还有一款VLI VL801,不过规格方面只支持2个USB 3.0,同样通过了USB-IF的认证,不过这两款主控都只兼容xHCI 0.96规范,而对于VLI VL800由于4个端口共享一个PCI-Express x1带宽,所以可能会出现传输瓶颈。这也是为什么前段时间Intel打算推出PCI Express x2,搭配产品方面,VLI VL800被使用在索泰和EVGA的主板上面,另外在一些USB 3.0扩展卡上也可以看到它。

    ASRock Xfast USB

USB 3.0

    ASRock Xfast USB并不是一款SUB 3.0控制器,它是一款USB 3.0软件,不过借助它,USB 3.0端口速度可以得到大幅的提升,这也是目前市场上唯一一家推出USB 3.0加速的软件。

    为了测试USB 3.0主控,我们也需要USB 3.0的设备,而为了尽可能满足USB 3.0的带宽需求,我们选择了高速SATA 6Gbps硬盘,通过USB 3.0-SATA 6Gbps转换芯片实现,方案搭载一块Patriot Wildfire 120GB而目前市面上也仅仅只有一款符合要求的芯片--ASMedia ASM1051E,不过USB 3.0转SATA 3Gbps的产品倒是很多。

USB 3.0

    另外两套USB-SATA转接控制器方案为Akitio NT2 U3和VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps转接控制器,其中Akitio NT2 U3内部采用了两块海盗船Force GT 60GB,通过JMicron SATA RAID控制器加ASMedia SATA 3Gbps-USB 3.0转接控制器;而VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps转接控制器,搭配一块海盗船Force GT 60GB SSD。

USB 3.0

    另外在测试平台方面,A75原生集成了USB 3.0,要单独作为一组用来测试,而其它所有的测试都是基于技嘉GA-Z68X-UD3H主板,2个平台系统统一Windows 7 Ultimate SP1 64-bit。

USB 3.0

    因为考虑到CPU与Z68芯片组之间的带宽不是很大,在高负荷测试时可能会出现PCI-Express x1设备之间互相争抢带宽,我们把测试的卡统一连接到与CPU相连的PCI-Express,而显示输出此时就需要Intel Sandy Bridge处理器来提供了。

    不过也出现的一些卡不兼容PCI-Express x16的情况,FL1009在PCI-E x16插槽中无法正常工作,在PCI-Express x8插槽中又不兼容VL701,此时只能放在PCI-Express x1插槽里;NEC扩展卡在PCI-Express x16插槽中也有问题,但在PCI-Express x8插槽中正常,另外顺便加入了它在PCI-Express x1插槽中的数据。

USB 3.0

    另外为了尽量保证驱动的稳定,我们基本都选择最新和最稳定的驱动和固件,不过在Etron方案里面我们却选择了一个Beta版驱动,不过这个驱动已经很接近WHQL驱动。

    另外我们也重复的使用了其中的一写不同版本的固件,以找出最适合的固件,确保兼容性。

    由于选择了三套测试方案,所以所有的测试中都分为三组。

    在ATTO Disk Benchmark测试中,测试块大小按照默认的0.5KB到8196KB,

    在表格中更具每个测试的结果瞄点,然后连接成曲线。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    随机读取方面,AMD A75虽然为原生方案,但是表现却非常一般,读取速度都在210MB/s,其余大多数的方案均在240-250MB/s之间,而华擎的Xfast USB非常抢眼,在32KB大小区块时就已经达到了其余方案的水准了,而随着分块的增大,速度最终稳定在300MB/s,相对其余最高的250MB/s高出了50MB/s左右的速度。

USB 3.0

USB 3.0

    写入方面华擎的Xfast USB更是在2KB分块就达到了稳定,而此时最慢的方案要数古老的NEC u720200,最大速度仅有170MB/s,与ASM 1042等方案相去甚远。

    Akitio NT2 U3方案

USB 3.0

USB 3.0

    在Akitio NT2 U3测试中,各方案表现比较相近,不过AMD A75表现依旧不理想,读写都排在尾部,不过我们也注意到Fresco Logic FL1009安置在x8槽时出现了一些问题,数据传输极不稳定。而且在写入时仅比AMD A75方案要稍微好一些。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

    此方案读取测试中,前两项中表现优秀的ASMedia ASM1042却大失水准,读取速度只有成绩最高的Renesas u720201的一半左右,另外VLI VL800表现也一般,读取速度在160MB/s。

USB 3.0

USB 3.0

    写入方面,都在意料之中,AMD A75依然处于倒是,Renesas u720201和VLI VL800名列前茅。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    在AS SSD项随机读写测试中,AMD A75和古老的NEC u720200依旧排在尾部,写入速度分别只有165.34MB/s和146.68MB/s,而在读取测试中华擎Xfast USB表现一枝独秀,读取速度达到281.46MB/s,稳居首位。

USB 3.0

USB 3.0

    接下来的4K 64线程测试中,Etron EJ168A表现比较出色,写入达到了最高的62.71MB/s,同时读取也获得了最高的22.36MB/s。

    Akitio NT2 U3方案

USB 3.0

USB 3.0

    换用Akitio NT2 U3方案后,随机读写测试中,Renesas u720201表现最为出色,读取和写入速度均获得第一,而AMD A75依旧以138.3MB/s写入和169.01MB/s读取排在倒数。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

    随机读写测试中,ASMedia ASM1042表现继续大失水准,随机写入68.25MB/s和不足100MB/s的读取毫无疑问的排在了榜尾。而自家兄弟的Renesas u720201和NEC u720200则表现不相伯仲,排在榜首。

USB 3.0

USB 3.0

    4K 64线程测试中,Etron EJ168A以微弱的优势排在榜首,仅仅追随的Renesas u720201表现也非常出众,读写速度分别为19.29MB/s和64.28MB/s。AMD A75继续垫底。  

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

USB 3.0

    Crystal DiskMark随机读写中华擎Xfast USB依旧以高达292MB/s的读取速度虎视群雄,另外Renesas u720201和ASMedia ASM1042表现也非常抢眼,排在前列,而AMD A75和NEC u720200继续虎落平阳。

    Akitio NT2 U3方案

USB 3.0

    Akitio NT2 U3方案下Crystal DiskMark随机读写测试中,Renesas u720201读写表现均全面胜出,排在首位,Etron EJ168A表现也非常出色,158.5MB/s的写入也让其位居前列。AMD A75这次也没能表现出与众不同。

    VLI VL701 Corsair ForceGT方案

USB 3.0

    此方案读取测试中,Renesas u720201和NEC u720200继续稳居此项测试的榜首,而ASMedia ASM1042依旧表现糟糕,而AMD A75相对VLI VL800略微好了一点点。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

USB 3.0

    在平均读取中华擎Xfast USB以高度275.7MB/s的读取速度和238.5MB/s的写入速度继续虎视群雄,AMD A75、NEC u720200表现均一般,排在榜尾。

USB 3.0

    最大读取速度方面华擎Xfast USB继续领先,不过ASMedia ASM1042的读取速度几乎和华擎Xfast USB不相上下,写入也达到了232.8MB/s。

USB 3.0

    突发速度表现上,华擎Xfast USB表现不济,其读取比AMD A75还要低出一些,ASMedia ASM1042和Renesas u720201表现不俗,写入都达到了212MB/s左右。

USB 3.0

    CPU占用率方面,除了AMD A75在读写方面均超过了10%意外,其余一些方案聚在3%-5%左右,而尤以VLI VL800,写入仅占2.6%。

    Akitio NT2 U3方案

USB 3.0

    HD Turn Pro平均随机读写测试中,华擎Xfast USB综合表现最佳,AMD A75读写均落后其它方案,排在末位。

USB 3.0

    最大读写速度方面,ASMedia ASM1042、Etron EJ168A和Fresco Logic FL1009表现都比较抢眼,写入均超过了210MB/s,而AMD继续以166.9MB/s的速度保持不变。

USB 3.0

    突发速度个方案表现比较平均,不过AMD A75依旧表现不济。

USB 3.0

    CPU占用率方面,AMD稍微有所好转,读写均降到了10%以下,分别为9.6%和9.4%,而ASMedia ASM1042和VLI VL800表现一样,读写均未超过3%,并列第一位。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

USB 3.0

    平均随机读取测试中,华擎Xfast USB依旧令人意外出现了102MB/s的读取速度,不过写入速度倒是以166.6MB/s排在了首位。Renesas u720201和NEC u720200两兄弟读取均达到了188MB/s,排在前列。

USB 3.0

    最大读写速度方面,华擎Xfast USB依旧只有较低的104.1MB/s。VLI VL800和Renesas u720201都达到了相同的221.1MB/s速度。

USB 3.0

    突发速度方面,ASMedia ASM1042读写均跌破100MB/s大关,而
Etron EJ168A以读写169.4MB/s和169.8MB/s的速度综合成绩最为优秀。

USB 3.0

    CPU占用了,AMD A75依旧没有改变高占用率的局面,其中读取达到了10.2%,ASMedia ASM1042以2.3%(写)和1.3%(读)的成绩和VLI VL800位于一个级别上。

    测试完所有的项目,要做一个全面的总结还是比较困难,几乎没有一个控制器的测试成绩是我们期待的结果,驱动、兼容等问题几乎困扰着所有的这些芯片。

    被寄予厚望的AMD A75,虽然独一无二地做到了原生支持,但配套驱动还比较弱,导致实际性能普遍都是名列榜尾,CPU占用率也居高不下。NEC uD720200依然有着很强的竞争力,新款uD720201更是展示了老牌厂商强劲的实力,只可惜还要等几个月才能批量上市。Etron EJ168A给人的印像也很深刻,尤其是打开了Turbo模式后经常能够取得领先。ASMedia ASM1042偶尔会碰到兼容性问题,但顺利的情况下还是很快的。VLI VL800性能一般而且兼容性交差,甚至和自家的VL701控制器都无法和平共处。睿思FL1009也碰到了一些兼容性困扰,性能也比较平淡,而且目前产品偏少,想普及开来很难。

原生居然不如桥接 7款USB3.0主控横评

蓝色的是USB3.0接口,其它颜色是USB2.0

    整个测试的项目力求简单,以非常方便的区分出产品的差异,然而在最后,依然没有一个典型的赢家,只能说ASMedia、Etron、Renesas在整体表现中相对突出一些。

    另外对AMD的表现也确实不敢恭维,落后的性能还占据着过高的CPU占用率。而测试中兼容性也是非常头疼的事情,两种不同版本的xHCI规范、不同方式的UASP协议驱动及其授权,使得硬件架构的千差万别。

    虽然目前看似市场上USB 3.0普及风风火火,但是各种设备之间的兼容还是有待提高,希望市场尽快统一规范,相信在原生支持USB 3.0的Windows 8推出后这一局面会有所好转。■<

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华擎 A75M-ITX

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