先驅(qū)與新貴 兩代USB 3.0芯片性能對比
泡泡網(wǎng)主板頻道6月24日 USB 3.0從規(guī)范的發(fā)布到實施的已經(jīng)經(jīng)歷了7、8年的時間，而具體產(chǎn)品的露面也就是去年年底開始。規(guī)范中最重要的環(huán)節(jié)——USB 3.0的控制芯片從第一款量產(chǎn)型芯片開始便是NEC一家獨大，直到Fresco Logic的出現(xiàn)才讓我們聽到了不同的聲音。
要說這兩種芯片是“兩代”產(chǎn)品多少都有些牽強，但以“先驅(qū)”和“新貴”這兩種稱謂來稱呼它們我想還算是比較合適的。今天的測試就是以這兩種芯片的三種解決方案來測試一下到底哪種方案對于USB 3.0性能發(fā)揮是最好的。
客觀來講，USB稱得上是目前最成功，最有優(yōu)勢的外設(shè)接口標(biāo)準，隨著時代的發(fā)展，外設(shè)產(chǎn)品的升級，USB接口規(guī)范也需要有相應(yīng)的升級，于是USB3.0 “SuperSpeed USB”（超高速USB）來了。相對于之前的USB2.0，USB3.0最大的優(yōu)勢就是高帶寬和良好的兼容性了。
USB高速的秘訣——全雙工
線纜實物
高速秘訣——全雙工
首先在帶寬上，USB 3.0支持全雙工，而不再是USB 2.0時代的半雙工模式。信號傳輸模式上仍然采用主機控制的方式，不過改為了異步傳輸。新增了5個觸點，兩條為數(shù)據(jù)輸出，兩條數(shù)據(jù)輸入，采用發(fā)送列表區(qū)段來進行數(shù)據(jù)發(fā)包，新的觸點將會并排在目前4個觸點的后方。USB 3.0暫定的供電標(biāo)準為900mA，將支持光纖傳輸，一旦采用光纖其速度更有可能達到25Gbps。
得益于高帶寬的優(yōu)勢，未來顯示器接口都有可能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的設(shè)計兼容USB 2.0與USB 1.1版本，并采用了三級多層電源管理技術(shù)，可以為不同設(shè)備提供不同的電源管理方案。Intel的xHCI已經(jīng)可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0采用新的封包路由傳輸技術(shù)，線纜設(shè)計了8條內(nèi)部線路，除VBus和GND作為電源提供線外，剩余3對均為數(shù)據(jù)傳輸線路其中保留了D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路，新增了SSRX與SSTX專為新版所設(shè)的線路。
NEC D720200F1芯片
NEC D720200F1芯片的封裝面積為10x10mm，最大耗電量為1W。除了能夠支持USB 3.0標(biāo)準外，還可與USB 2.0/1.1/1.0接口兼容，并同樣支持PCI Express和SATA等數(shù)據(jù)傳輸接口。該芯片在去年六月份推出，售價約15美元。
集成在主板上的NEC D720200F1
NEC解決方案在后來者出現(xiàn)之前唯一的USB 3.0解決方案，同時也是目前市場占有率最高的芯片。自2009年9月NEC開始量產(chǎn)USB3.0控制芯片起，目前已有300多萬顆USB3.0控制芯片使用到各類型產(chǎn)品之中，其中主要包括主板、移動計算機、PCI Express接口控制卡等。
早在今年年初的美國CES大展上，F(xiàn)resco Logic這家名不見經(jīng)傳的小公司也推出了USB 3.0芯片的解決方案，成為了業(yè)內(nèi)第二家推出量產(chǎn)型級別的USB 3.0芯片的公司。
早在今年年初就曝光過的FL 1000G芯片
Fresco Logic
睿思科技股份有限公司(Fresco Logic Inc.)是全球頂尖技術(shù)的USB 3.0 IC設(shè)計與解決方案公司，提供高級傳輸存儲技術(shù)與芯片系統(tǒng)解決方案，整合個人通訊、計算機及移動上網(wǎng)裝置之間的高效能傳輸。Fresco Logic的產(chǎn)品使用自家的GoXtream xHCI加速引擎專利技術(shù)，已獲得SuperSpeed USB認證徽標(biāo)，保證性能的同時還支持低功耗模式，并能降低系統(tǒng)整體成本、縮短研發(fā)周期。目前Fresco Logic提供了兩種USB 3.0的芯片解決方案，一種就是目前已知的FL 1000G芯片，而另一種是FL 1009芯片，我們今天主要介紹已經(jīng)量產(chǎn)的FL 1000G芯片。
FL 1000G封裝規(guī)格為LQFP 100-pin與TFBGA 84 pin，封裝尺寸分別為12x12mm與8x8mm。FL 1000G橋接芯片支持USB 3.0 Rev 1.0規(guī)格并向下兼容USB 2.0及USB 1.1標(biāo)準，其PCI Express界面兼容于PCI Express Gen I/Gen II的標(biāo)準，可與目前市面上主流的芯片組匹配。
FL 1000G與NEC D720200F1有何不同？
產(chǎn)品成本：FL 1000G的成本要比D720200F1便宜很多，據(jù)說只有D720200F1的一半左右；
USB接口個數(shù)：D720200F1可以提供兩個USB 3.0接口，而FL 1000G只能提供一個USB 3.0接口，F(xiàn)resco Logic的另一款即將量產(chǎn)的芯片——FL 1009可以提供兩個；
PCI-E帶寬需求：D720200F1可以完全支持并自由適應(yīng)PCI Express Gen I或Gen II的標(biāo)準，而FL 1000G則只支持PCI Express Gen I，未來的FL1009將加入Gen II的支持。
為什么兩種芯片會出現(xiàn)三種方案呢？
剛剛我們說過了，這兩款芯片對于PCI-E帶寬的需求其實是有區(qū)別的，而FL 1000G只支持一代PCI-E接口，而NEC方面我們就需要進行PCI-E一代和二代兩種帶寬的測試，所以就有了兩種芯片三種解決方案的情況發(fā)生。
對于這三種解決方案，我們通過如下方面進行實施：
Fresco Logic FL 1000G測試——華擎P55 Pro/USB3
華擎P55 Pro/USB3
之前我們對于華擎P55 Pro/USB3這款主板也進行了測試，而有關(guān)非NEC USB 3.0芯片的性能由于時間關(guān)系并沒有放入之前的文章當(dāng)中。這次我們使用了這款主板所搭配的平臺來驗證這顆新貴產(chǎn)品的實際性能。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測試——技嘉H55N-USB3
技嘉H55N-USB3
對于NEC芯片的PCI-E Gen 1的測試我們的平臺選用了技嘉剛剛發(fā)布的首款支持USB 3.0的Intel最小主板——技嘉H55N-USB3，這款主板除了在USB 3.0方面提供了支持之外，同時還支持USB三倍力和On/Off Charge功能，可以為iPhone、iPod Touch以及iPad等蘋果數(shù)碼設(shè)備快速充電。
這款主板提供了USB 3.0在Gen 1和Gen 2之間切換的功能，也就是說在使用獨立顯卡時，主板會讓USB 3.0從H55-PCH提供的PCI-E Gen 1來進行使用，而當(dāng)主板使用的是Clarkdale處理器中內(nèi)建的顯卡時，主板會自動將處理器所提供的一條x16帶寬的PCI-E 2.0通道切割為兩條x8的通道，讓USB 3.0通過其中一條進行工作。鑒于這種情況，我們使用了獨立顯卡來進行測試以保證NEC D720200F1運行在Gen 1下。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測試——技嘉790FXT-UD5P+USB 3.0轉(zhuǎn)接卡
由于目前Intel平臺在PCI-E帶寬上的混亂情況，有關(guān)NEC D720200F1在PCI-E Gen 2上的測試我們決定放棄Intel平臺而轉(zhuǎn)向完全使用PCI-E Gen 2規(guī)格的AMD平臺上。
技嘉790FXT-UD5P
MSI Star-USB3擴展卡
測試中我們選用了790FX平臺加上PCI-E接口的USB 3.0擴展卡來進行測試，這樣就保證了USB 3.0是完全運行在PCI-E 2.0總線下，而隨后的測試結(jié)果也證明了我們的觀點。
這里我們需要強調(diào)一點：雖然我們采用了Intel和AMD兩種平臺，但由于磁盤性能對于高頻處理器在頻率上的波動并不敏感，甚至可以說幾乎沒有影響，所以我們才使用了不同平臺來進行測試，請大家不要誤會。
測試硬盤及硬盤：ADATA S599+Century CROSU3 USB 3.0硬盤盒
威剛S599固態(tài)硬盤
威剛?cè)鹿虘B(tài)硬盤產(chǎn)品線S599擁有100GB和200GB兩種容量，此次我們使用的是100GB產(chǎn)品。2.5英寸的S599配備了最新的SandForce SF-1200控制器，采用MLC NAND閃存新品，據(jù)悉最大讀寫速度分別為280MB/S和270MB/S。
Century CROSU3硬盤座
我們通過Century生產(chǎn)的USB 3.0硬盤盒來與主板進行連接，這款產(chǎn)品型號為CROSU3，支持USB3.0接口，輸速率高達5Gbps。同時支持全部2.5吋筆記本和3.5吋臺式機SATA硬盤。
為什么要使用固態(tài)硬盤？
由于目前采用SATA 6Gbps接口的機械硬盤速度仍然不是很理想，很難讓USB 3.0在數(shù)據(jù)傳輸上表現(xiàn)出應(yīng)有的優(yōu)勢，由此就會縮小各個USB 3.0工作模式之間的差距，這樣的測試成績會造成讀者對于USB 3.0實際性能上認知的阻礙，最后也就代表著我們此次的測試結(jié)果毫無意義；而固態(tài)硬盤雖然目前價格較高，但由于其性能上的優(yōu)勢，可以在數(shù)據(jù)上更加明顯的量化出三種不同工作模式之間的差距，可以讓各位更好的理解這些不同工作模式到底瓶頸出現(xiàn)在哪里。
HD Tune Pro：這是一款小巧易用的硬盤工具軟件，其主要功能有硬盤傳輸速率檢測，健康狀態(tài)檢測，溫度檢測及磁盤表面掃描等。另外，還能檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小以及當(dāng)前的Ultra DMA模式等。
三種模式測試對比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測試成績
Fresco Logic FL 1000G測試成績
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測試成績
測試的一開始“新貴”FL 1000G就打出了一記漂亮的直拳——它與NEC D720200F1 PCI-E Gen1雖然都是工作在PCI-E Gen 1模式下，但平均速度上FL 1000G開局就以20MB/s的優(yōu)勢先下一城；而在PCI-E Gen 2模式下的D720200F1發(fā)揮了ADATA S599應(yīng)有的性能，平均讀取速度已經(jīng)達到了163.6MB/s。
三種模式測試對比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測試成績
Fresco Logic FL 1000G測試成績
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測試成績
寫入部分的測試與剛剛讀取測試時的情形保持一致——FL 1000G在寫入部分完勝了NEC的Gen 1模式，甚至在最低寫入速度時超過了NEC Gen 2模式，差一點完成了最低寫入、最高寫入和平均寫入都超過100MB/s的好成績。
HD Tach：專門針對硬盤底層性能的測試軟件。它主要通過分段拷貝不同容量的數(shù)據(jù)到硬盤進行測試，可以測試硬盤的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率、隨機存取時間及突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，它使用的場合并不僅僅只是針對硬盤，還可以用于軟驅(qū)、ZIP驅(qū)動器測試。
三種模式測試對比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測試成績
Fresco Logic FL 1000G測試成績
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測試成績
在HD Tach測試中 FL 1000G表現(xiàn)出了極好的性能，突發(fā)成績和平均讀取相比NEC D720200F1 Gen 1模式都有不小的幅度提升，而NEC D720200F1 Gen 2模式下平均讀取速度已經(jīng)突破了150MB/s，而突發(fā)讀取更是達到了180MB/s。
ATTO Disk Benchmark：它是一款簡單易用的磁盤傳輸速率檢測軟件，可以用來檢測硬盤、U盤、存儲卡及其它可移動磁盤的讀取及寫入速率。該軟件使用了不同大小的數(shù)據(jù)測試包，數(shù)據(jù)包按0.5KB、1.0KB、2.0KB直到8192.0KB進行分別讀寫測試，測試完成后數(shù)據(jù)用柱狀圖的形式表達出來。很好的說明了文件大小比例不同對磁盤速度的影響。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測試成績
Fresco Logic FL 1000G測試成績
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測試成績
跟之前測試的情況基本相似，排位還是以NEC D720200F1 Gen 1模式、FL 1000G和NEC D720200F1 Gen 2模式這樣的順序，F(xiàn)L 1000G在測試中意PCI-E Gen 1的帶寬可以達到讀取16xMB/s和寫入14xMB/s的成績實屬不易，而NEC D720200F1在PCI-E Gen 2模式下幾欲突破200MB/s的讀取速度，讓我們看到了在PCI-E 2.0的帶寬下，NEC這顆USB 3.0芯片配合高速固態(tài)硬盤時并不會造成瓶頸。
這兩代USB 3.0芯片在測試中都有非常不錯的表現(xiàn)，而兩者的特點在測試中也表露無疑——
Fresco Logic FL 1000G：性價比猛將
作為“后來者”的Fresco Logic FL 1000G在測試中表現(xiàn)十分亮眼，可以說是讓NEC D720200F1在同樣都是PCI-E Gen 1模式下完敗于它，以D720200F1一半的價格就可以實現(xiàn)甚至是高于它的性能，這也就體現(xiàn)出了FL 1000G這顆芯片極高的性價比。
NEC D720200F1：需要高帶寬發(fā)揮能力
通過測試成績我們很難無視PCI-E帶寬給NEC D720200F1所帶來的影響，各項測試成績PCI-E Gen 1模式都比Gen 2模式要低非常多，這也就從另一個方面向我們表明了一點：以H55/P55南橋直連的NEC USB 3.0解決方案其實并不是它非常好的的表現(xiàn)，各位能看到的也只是“能用”而已，并非其實際性能……由此可以進而推論：不論是以板載還是擴展卡形式存在，NEC這款芯片與AMD芯片組的搭配相比Intel芯片組來講性能都更加合適。
當(dāng)然，這也和我們本次測試使用的是高速固態(tài)硬盤有關(guān)，但最后的結(jié)果是不會變的——盡管成績的差距會小很多，但PCI-E 2.0帶寬的優(yōu)勢也不會讓D720200F1在測試中落后于其他兩種模式的。
上個月Fresco Logic方面?zhèn)鱽硐ⅲ篎resco Logic即將發(fā)布了其第二款USB 3.0控制器產(chǎn)品——FL 1009。FL 1009基于其自家的GoXtream xHCI加速引擎專利技術(shù)，已獲得SuperSpeed USB認證徽標(biāo)，保證性能的同時還支持低功耗模式，并能降低系統(tǒng)整體成本、縮短研發(fā)周期；在規(guī)格上FL 1009可以提供兩個USB 3.0接口(向下兼容USB 2.0/1.1/1.0模式)，系統(tǒng)總線從PCI-E 1.0升級為PCI-E 2.0，這樣即便使用PCI-E x1接口，帶寬也能從250MB/s翻番到500MB/s，正好滿足USB 3.0 5Gbps的理論速度需求。
所以說今年下半年將是Fresco Logic和NEC在PCI-E 2.0平臺上角逐的開始，而有傳聞NEC方面也有新的USB 3.0芯片要推出，那時候它們又會擦出怎樣的火花呢？■<
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