原生居然不如橋接 7款USB3.0主控橫評(píng)
泡泡網(wǎng)主板頻道8月31日 USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)三年，從最初NEC的首款USB 3.0芯片問世，發(fā)展到現(xiàn)在目前市場(chǎng)上的方案已經(jīng)出現(xiàn)了欣欣向榮的局面，由于市場(chǎng)方案繁多我們對(duì)目前市售的USB 3.0主控方案作一個(gè)全面的分析，主要考核各個(gè)芯片方案的性能差距。
USB 3.0作為新一代的串行傳輸標(biāo)準(zhǔn)，速率提升到5Gbps，等效數(shù)據(jù)帶寬為500MB/s，而USB 2.0帶寬僅為480Mbs，實(shí)際等效數(shù)據(jù)帶寬為60MB/s，提升了近10倍。當(dāng)然受到一些存儲(chǔ)設(shè)備的限制，理論速度可能很難實(shí)現(xiàn)500MB/s的性能。
目前市面上的USB 3.0解決方案主要包括AMD A75、ASMedia ASM1042、Etron EJ168A、Fresco Logic FL1009、NEC/Renesas 礑720200以及VIA VLI VL800芯片。其中AMD A75是目前為止首款原生支持USB 3.0的南橋芯片。
目前只有A75芯片組原生支持四個(gè)USB3.0接口
在系統(tǒng)支持方面目前最新的Windows 7操作系統(tǒng)并不原生支持USB 3.0，下一代的Windows 8系統(tǒng)則首次把USB 3.0列入原生支持，通用串行傳輸標(biāo)準(zhǔn)有望在Windows 8上真正實(shí)現(xiàn)。
在Windows 8沒有正式發(fā)布前，你可能會(huì)遇到這樣的問題，你的主控器可能并不能完全支持市面上所有的USB 3.0設(shè)備，這得從USB Attached SCSI Protocol(UASP)協(xié)議說起，目前市面上共有2家公司從事UASP的開發(fā)，而芯片和設(shè)備廠商需要獲得授權(quán)執(zhí)照。
在測(cè)試的過程中也遇到了很多意想不到的問題，更多的是一些USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)并不是真正的標(biāo)準(zhǔn)，被應(yīng)用在主控和橋接之間的SATA設(shè)備及USB 3.0總線并在一個(gè)水平上。
另外一個(gè)問題是目前市面上的USB 3.0線纜參差不齊，并不是所有的USB 3.0線纜都是對(duì)等的，例如你購買一個(gè)Micro USB 3.0線纜可能會(huì)出現(xiàn)一些連接錯(cuò)誤，大多數(shù)的時(shí)間它只處于USB 2.0的水平，這個(gè)時(shí)候Windows可能會(huì)提示你插在一個(gè)USB 3.0端口上會(huì)獲得更快的速度。另外對(duì)于消費(fèi)者來說找到一個(gè)完全符合USB 3.0的線纜也是一件困難的事情。
不同廠商的USB 3.0主控在架構(gòu)設(shè)計(jì)上往往差異很大，比如PHY物理層，有的每個(gè)PHY要負(fù)責(zé)USB 3.0/2.0兩種接口，而有的是每個(gè)USB 3.0或者USB 2.0都有自己的PHY。
然后就是xHCI(擴(kuò)展主控制器接口)規(guī)范的支持，有些早期的僅支持到xHCI 0.96，有些新的則做到了xHCI 1.0。因?yàn)镮ntel不肯全面公開技術(shù)文檔，兩種版本之間的具體差異誰也無法完全了解誒，但是至少，xHCI 1.0增加了對(duì)UX狀態(tài)的支持，可以讓不同外設(shè)進(jìn)入多種休眠模式，只是可惜能夠?qū)崿F(xiàn)的外設(shè)非常少。
AMD A75
AMD A75是目前唯一首款芯片組原生支持USB 3.0的產(chǎn)品，另外它也是目前僅有的支持四端口USB 3.0的方案，不過AMD并沒有提及產(chǎn)品支持的xHCI版本。目前市售的A75芯片組主板正式得益于4個(gè)USB 3.0端口，幾乎沒有主板再去采用第三方USB 3.0芯片去擴(kuò)展額外的接口。
ASMedia ASM1042
ASMedia ASM1042是目前主板上用的最多的解決方案，產(chǎn)品通過了USB-IF的認(rèn)證，由于產(chǎn)品開發(fā)的相對(duì)較早，所以產(chǎn)品僅支持xHCI 0.96規(guī)范，ASMedia ASM1042和另外一款單端口的ASM1041目前被廣泛應(yīng)用在華碩、華擎、映泰、杰微、微星和藍(lán)寶等廠商，另外在一些筆記本上也能常常看到它們的影子。
Etron EJ168A
Etron是臺(tái)灣第二大的主控廠商，產(chǎn)品同樣獲得了USB-IF的認(rèn)證，EJ168A芯片的尺寸大小為14mmx14mm，不過這個(gè)尺寸并沒有阻礙主板廠商選購它，因此這款主控看起來和ASM1042一樣流行。另外EJ168A支持xHCI 1.0規(guī)范，作為一款板載芯片，我們沒有一張真實(shí)的照片，EJ168A這款芯片主要被應(yīng)用在技嘉和華擎的產(chǎn)品中。
Fresco Logic FL1009
Fresco Logic是一家美國(guó)公司，它也是繼NEC之后第二家通過USB-IF認(rèn)證的主控芯片，它同時(shí)也是首款支持xHCI 1.0規(guī)范的USB-IF認(rèn)證芯片，F(xiàn)L1009是一款2端口USB 3.0控制器，其突發(fā)速度可以達(dá)到400MB/s。目前國(guó)產(chǎn)的一些主板上很多都搭載了這一主控方案，另外最近技嘉的一些Mini-ITX上也采用了這一方案。
NEC/Renesas u720200
NEC u720200是一款最古老的USB 3.0芯片方案，早期的主板和其它設(shè)備都無一例外的采用了這一方案，不過隨著市場(chǎng)上USB 3.0方案的爭(zhēng)相怒放，這一局面才發(fā)生了變化，不過由于這一方案的過早推出，所以NEC u720200僅支持xHCI 0.96，另外在后來Renesas收購了NEC Electronics，產(chǎn)品也變成了Renesas u720200，另外收購后的NEC Electronics后來還推出了新的u720201和u720202，相對(duì)來說價(jià)格更為實(shí)惠。
Renesas u720201
Renesas u720201是一款四端口USB 3.0主控，不過相對(duì)于前輩NEC 礑720200，新的方案功耗也更低，并且成本也控制在合理的價(jià)位，最主要的是Renesas u720201還兼容xHCI 1.0規(guī)范，性能相對(duì)于NEC u720200提升非常明顯，特別是在寫入性能方面，另外突發(fā)速度表現(xiàn)也很搶眼。
VLI VL800
VIA Labs首批USB 3.0主控為VLI VL800，它是一款四端口USB 3.0控制器，并且通過了USB-IF的認(rèn)證，另外與VLI VL800同期發(fā)布的還有一款VLI VL801，不過規(guī)格方面只支持2個(gè)USB 3.0，同樣通過了USB-IF的認(rèn)證，不過這兩款主控都只兼容xHCI 0.96規(guī)范，而對(duì)于VLI VL800由于4個(gè)端口共享一個(gè)PCI-Express x1帶寬，所以可能會(huì)出現(xiàn)傳輸瓶頸。這也是為什么前段時(shí)間Intel打算推出PCI Express x2，搭配產(chǎn)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擴(kuò)展卡上也可以看到它。
ASRock Xfast USB
ASRock Xfast USB并不是一款SUB 3.0控制器，它是一款USB 3.0軟件，不過借助它，USB 3.0端口速度可以得到大幅的提升，這也是目前市場(chǎng)上唯一一家推出USB 3.0加速的軟件。
為了測(cè)試USB 3.0主控，我們也需要USB 3.0的設(shè)備，而為了盡可能滿足USB 3.0的帶寬需求，我們選擇了高速SATA 6Gbps硬盤，通過USB 3.0-SATA 6Gbps轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)，方案搭載一塊Patriot Wildfire 120GB而目前市面上也僅僅只有一款符合要求的芯片--ASMedia ASM1051E，不過USB 3.0轉(zhuǎn)SATA 3Gbps的產(chǎn)品倒是很多。
另外兩套USB-SATA轉(zhuǎn)接控制器方案為Akitio NT2 U3和VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps轉(zhuǎn)接控制器，其中Akitio NT2 U3內(nèi)部采用了兩塊海盜船F(xiàn)orce GT 60GB，通過JMicron SATA RAID控制器加ASMedia SATA 3Gbps-USB 3.0轉(zhuǎn)接控制器；而VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps轉(zhuǎn)接控制器，搭配一塊海盜船F(xiàn)orce GT 60GB SSD。
另外在測(cè)試平臺(tái)方面，A75原生集成了USB 3.0，要單獨(dú)作為一組用來測(cè)試，而其它所有的測(cè)試都是基于技嘉GA-Z68X-UD3H主板，2個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)統(tǒng)一Windows 7 Ultimate SP1 64-bit。
因?yàn)榭紤]到CPU與Z68芯片組之間的帶寬不是很大，在高負(fù)荷測(cè)試時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)PCI-Express x1設(shè)備之間互相爭(zhēng)搶帶寬，我們把測(cè)試的卡統(tǒng)一連接到與CPU相連的PCI-Express，而顯示輸出此時(shí)就需要Intel Sandy Bridge處理器來提供了。
不過也出現(xiàn)的一些卡不兼容PCI-Express x16的情況，F(xiàn)L1009在PCI-E x16插槽中無法正常工作，在PCI-Express x8插槽中又不兼容VL701，此時(shí)只能放在PCI-Express x1插槽里；NEC擴(kuò)展卡在PCI-Express x16插槽中也有問題，但在PCI-Express x8插槽中正常，另外順便加入了它在PCI-Express x1插槽中的數(shù)據(jù)。
另外為了盡量保證驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定，我們基本都選擇最新和最穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)和固件，不過在Etron方案里面我們卻選擇了一個(gè)Beta版驅(qū)動(dòng)，不過這個(gè)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)很接近WHQL驅(qū)動(dòng)。
另外我們也重復(fù)的使用了其中的一寫不同版本的固件，以找出最適合的固件，確保兼容性。
由于選擇了三套測(cè)試方案，所以所有的測(cè)試中都分為三組。
在ATTO Disk Benchmark測(cè)試中，測(cè)試塊大小按照默認(rèn)的0.5KB到8196KB，
在表格中更具每個(gè)測(cè)試的結(jié)果瞄點(diǎn)，然后連接成曲線。
ASM1051E Patriot Wildfire方案
隨機(jī)讀取方面，AMD A75雖然為原生方案，但是表現(xiàn)卻非常一般，讀取速度都在210MB/s，其余大多數(shù)的方案均在240-250MB/s之間，而華擎的Xfast USB非常搶眼，在32KB大小區(qū)塊時(shí)就已經(jīng)達(dá)到了其余方案的水準(zhǔn)了，而隨著分塊的增大，速度最終穩(wěn)定在300MB/s，相對(duì)其余最高的250MB/s高出了50MB/s左右的速度。
寫入方面華擎的Xfast USB更是在2KB分塊就達(dá)到了穩(wěn)定，而此時(shí)最慢的方案要數(shù)古老的NEC u720200，最大速度僅有170MB/s，與ASM 1042等方案相去甚遠(yuǎn)。
Akitio NT2 U3方案
在Akitio NT2 U3測(cè)試中，各方案表現(xiàn)比較相近，不過AMD A75表現(xiàn)依舊不理想，讀寫都排在尾部，不過我們也注意到Fresco Logic FL1009安置在x8槽時(shí)出現(xiàn)了一些問題，數(shù)據(jù)傳輸極不穩(wěn)定。而且在寫入時(shí)僅比AMD A75方案要稍微好一些。
VLI VL701 Corsair Force GT方案
此方案讀取測(cè)試中，前兩項(xiàng)中表現(xiàn)優(yōu)秀的ASMedia ASM1042卻大失水準(zhǔn)，讀取速度只有成績(jī)最高的Renesas u720201的一半左右，另外VLI VL800表現(xiàn)也一般，讀取速度在160MB/s。
寫入方面，都在意料之中,AMD A75依然處于倒是，Renesas u720201和VLI VL800名列前茅。
ASM1051E Patriot Wildfire方案
在AS SSD項(xiàng)隨機(jī)讀寫測(cè)試中，AMD A75和古老的NEC u720200依舊排在尾部，寫入速度分別只有165.34MB/s和146.68MB/s，而在讀取測(cè)試中華擎Xfast USB表現(xiàn)一枝獨(dú)秀，讀取速度達(dá)到281.46MB/s，穩(wěn)居首位。
接下來的4K 64線程測(cè)試中，Etron EJ168A表現(xiàn)比較出色，寫入達(dá)到了最高的62.71MB/s，同時(shí)讀取也獲得了最高的22.36MB/s。
Akitio NT2 U3方案
換用Akitio NT2 U3方案后，隨機(jī)讀寫測(cè)試中，Renesas u720201表現(xiàn)最為出色，讀取和寫入速度均獲得第一，而AMD A75依舊以138.3MB/s寫入和169.01MB/s讀取排在倒數(shù)。
VLI VL701 Corsair Force GT方案
隨機(jī)讀寫測(cè)試中，ASMedia ASM1042表現(xiàn)繼續(xù)大失水準(zhǔn)，隨機(jī)寫入68.25MB/s和不足100MB/s的讀取毫無疑問的排在了榜尾。而自家兄弟的Renesas u720201和NEC u720200則表現(xiàn)不相伯仲，排在榜首。
4K 64線程測(cè)試中，Etron EJ168A以微弱的優(yōu)勢(shì)排在榜首，僅僅追隨的Renesas u720201表現(xiàn)也非常出眾，讀寫速度分別為19.29MB/s和64.28MB/s。AMD A75繼續(xù)墊底。
ASM1051E Patriot Wildfire方案
Crystal DiskMark隨機(jī)讀寫中華擎Xfast USB依舊以高達(dá)292MB/s的讀取速度虎視群雄，另外Renesas u720201和ASMedia ASM1042表現(xiàn)也非常搶眼，排在前列，而AMD A75和NEC u720200繼續(xù)虎落平陽。
Akitio NT2 U3方案
Akitio NT2 U3方案下Crystal DiskMark隨機(jī)讀寫測(cè)試中，Renesas u720201讀寫表現(xiàn)均全面勝出，排在首位，Etron EJ168A表現(xiàn)也非常出色，158.5MB/s的寫入也讓其位居前列。AMD A75這次也沒能表現(xiàn)出與眾不同。
VLI VL701 Corsair ForceGT方案
此方案讀取測(cè)試中，Renesas u720201和NEC u720200繼續(xù)穩(wěn)居此項(xiàng)測(cè)試的榜首，而ASMedia ASM1042依舊表現(xiàn)糟糕，而AMD A75相對(duì)VLI VL800略微好了一點(diǎn)點(diǎn)。
ASM1051E Patriot Wildfire方案
在平均讀取中華擎Xfast USB以高度275.7MB/s的讀取速度和238.5MB/s的寫入速度繼續(xù)虎視群雄，AMD A75、NEC u720200表現(xiàn)均一般，排在榜尾。
最大讀取速度方面華擎Xfast USB繼續(xù)領(lǐng)先，不過ASMedia ASM1042的讀取速度幾乎和華擎Xfast USB不相上下，寫入也達(dá)到了232.8MB/s。
突發(fā)速度表現(xiàn)上，華擎Xfast USB表現(xiàn)不濟(jì)，其讀取比AMD A75還要低出一些，ASMedia ASM1042和Renesas u720201表現(xiàn)不俗，寫入都達(dá)到了212MB/s左右。
CPU占用率方面，除了AMD A75在讀寫方面均超過了10%意外，其余一些方案聚在3%-5%左右，而尤以VLI VL800，寫入僅占2.6%。
Akitio NT2 U3方案
HD Turn Pro平均隨機(jī)讀寫測(cè)試中，華擎Xfast USB綜合表現(xiàn)非常好的，AMD A75讀寫均落后其它方案，排在末位。
最大讀寫速度方面，ASMedia ASM1042、Etron EJ168A和Fresco Logic FL1009表現(xiàn)都比較搶眼，寫入均超過了210MB/s，而AMD繼續(xù)以166.9MB/s的速度保持不變。
突發(fā)速度個(gè)方案表現(xiàn)比較平均，不過AMD A75依舊表現(xiàn)不濟(jì)。
CPU占用率方面，AMD稍微有所好轉(zhuǎn)，讀寫均降到了10%以下，分別為9.6%和9.4%，而ASMedia ASM1042和VLI VL800表現(xiàn)一樣，讀寫均未超過3%，并列第一位。
VLI VL701 Corsair Force GT方案
平均隨機(jī)讀取測(cè)試中，華擎Xfast USB依舊令人意外出現(xiàn)了102MB/s的讀取速度，不過寫入速度倒是以166.6MB/s排在了首位。Renesas u720201和NEC u720200兩兄弟讀取均達(dá)到了188MB/s，排在前列。
最大讀寫速度方面，華擎Xfast USB依舊只有較低的104.1MB/s。VLI VL800和Renesas u720201都達(dá)到了相同的221.1MB/s速度。
突發(fā)速度方面，ASMedia ASM1042讀寫均跌破100MB/s大關(guān)，而
Etron EJ168A以讀寫169.4MB/s和169.8MB/s的速度綜合成績(jī)最為優(yōu)秀。
CPU占用了，AMD A75依舊沒有改變高占用率的局面，其中讀取達(dá)到了10.2%，ASMedia ASM1042以2.3%（寫）和1.3%（讀）的成績(jī)和VLI VL800位于一個(gè)級(jí)別上。
測(cè)試完所有的項(xiàng)目，要做一個(gè)全面的總結(jié)還是比較困難，幾乎沒有一個(gè)控制器的測(cè)試成績(jī)是我們期待的結(jié)果，驅(qū)動(dòng)、兼容等問題幾乎困擾著所有的這些芯片。
被寄予厚望的AMD A75，雖然少有地做到了原生支持，但配套驅(qū)動(dòng)還比較弱，導(dǎo)致實(shí)際性能普遍都是名列榜尾，CPU占用率也居高不下。NEC uD720200依然有著很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，新款uD720201更是展示了老牌廠商強(qiáng)勁的實(shí)力，只可惜還要等幾個(gè)月才能批量上市。Etron EJ168A給人的印像也很深刻，尤其是打開了Turbo模式后經(jīng)常能夠取得領(lǐng)先。ASMedia ASM1042偶爾會(huì)碰到兼容性問題，但順利的情況下還是很快的。VLI VL800性能一般而且兼容性交差，甚至和自家的VL701控制器都無法和平共處。睿思FL1009也碰到了一些兼容性困擾，性能也比較平淡，而且目前產(chǎn)品偏少，想普及開來很難。
藍(lán)色的是USB3.0接口，其它顏色是USB2.0
整個(gè)測(cè)試的項(xiàng)目力求簡(jiǎn)單，以非常方便的區(qū)分出產(chǎn)品的差異，然而在最后，依然沒有一個(gè)典型的贏家，只能說ASMedia、Etron、Renesas在整體表現(xiàn)中相對(duì)突出一些。
另外對(duì)AMD的表現(xiàn)也確實(shí)不敢恭維，落后的性能還占據(jù)著過高的CPU占用率。而測(cè)試中兼容性也是非常頭疼的事情，兩種不同版本的xHCI規(guī)范、不同方式的UASP協(xié)議驅(qū)動(dòng)及其授權(quán)，使得硬件架構(gòu)的千差萬別。
雖然目前看似市場(chǎng)上USB 3.0普及風(fēng)風(fēng)火火，但是各種設(shè)備之間的兼容還是有待提高，希望市場(chǎng)盡快統(tǒng)一規(guī)范，相信在原生支持USB 3.0的Windows 8推出后這一局面會(huì)有所好轉(zhuǎn)?！?
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