2024年6月6日发(作者:双晗日)
固 nce Te 深度体验
接口大比拼
U S B 3_O王者无愧
口文,图现代计算机评测室
在本杂志的9月刊的移动硬盘专题里。我们对usB2.0与USB3.O进行了详尽的
试。其中.USB3.0卓越的性能表现让我们对其充满期待。但在测试中,我们使用
口是通过PCI—E X 1转接卡间接实现的,并不是主板集为用户提供的方案。按照
范.它的理论数据传输速率可以达到5Gb/s,也就是600MB/s:而PCI—E X 1的理论速率仅有
250MB/s,这会不会对USB3.0接口的性能发挥造成瓶颈呢?对于板载USB3.0的主板,在lntel
还没有在芯片提供直接支持的情况下,各大厂商又是采用怎样的芯片方案?
带着这些问题,我们再次通过主板集成的USB3.0接口与PCI—E转接卡上USB3.0接口进行
性能测试,并把USB Plus接口、FireWire 800接口和SATA3.0接口纳入本次的比较当中。究竟
谁是未来的最具潜力的接口之王?
与SATA接口一样.bL ̄I:ISATA2 0的3 OGb/s
■接口简述
1.SA’l’A
●需要外接独立的电源
3.USB Plus
1撑
由Intel、lBM、Del『、APT、Maxtor
 ̄1]Seagate公司共同提出的硬盘接口规
范。从最初的S A T A 1 0版本
SATA2 0版本发展到了SATA3 0版
本.理论速度分别是150MB/S、
SATA的认证标志
USB Plus是爱国者自主研
发的接口规格。USB Plus是e—
SATA2 0与USB2 0的结合体
这种接口也称为e—S A T A
7 l
L
USB Plus的接口示意图
30OMB/s ̄I]6OOMB/s。SATA3 0的技术特点
●接口带宽提升一倍,可达6Gb/s;
Combo接口。实际上 它就是要使用USB接口的供电来为设备提
供e—SATA接口下的传输速率。技术亮点:
●传输速率可达3Gb/s.实际速率是USB2 O的三倍;
●无须额外的电源,即插即用。
4.USB3.O
●实时性的资源提供优先处理等新的原生指令排序(NCQ
串行指令;
●改进电源管理功能。
2.e—SA’l’A
由Intel、惠普、NEC、NXP半导体以及德州仪器等公司共同开
发制定的标准。技术特点:
e-SATA是SATA接
口在机箱外部的延伸.
传输协议和性能都没有
变化。技术特点
●支持热插拔
●传输速率可达到
笔记本电脑上的e—SATA接口(右
●全双工双向数据传输:
●理论传输速率可达
4 8Gb/s.是目前USB2 0接口的
1O倍.
●提供了强化的电力供给, USB3 0的认证标志
50
深度体验Experience Test
编辑束廷营/美编昊杰平
国
电流可达1 A以上,是USB2 0的2倍多;
●增加了新的电源管理职能.实现自动节能。
5.FireWire 800
3.2Gb/s的s1 600 ̄13S3200模式,试图挑战USB3 ok准。IEEE 1 394
的技术特点.
OFi reWire 800的理论传输速率可达800Mb/s;
●支持外设热插拔
●无须主机对数据
传输进行控制 同时支
持同步和异步两种数据
FireWire 800EplEEE 1 394b.是苹果公
司与TI公司制定的IEEE 1 394接口的版本之
。
IEEE 1 394又称为火线接口。2007
年 IEEE 1 394推广组织1 394 Trade Asso-
ciation在宣布了速率分别可达1.6Gb/s ̄D
FireWire
FireWi re接口LOGO
传输模式。
6针接口的FireWire 800接口示意图(左
主板 在用料和
■测试说明及接口技术分析
1.溯试平台
在本次测试中,我们的主要目的是进行板载USB3 0接口与
PCI-E转接卡USB3 0接口的性能对比 但同时也对SATA2 0.
做工方面都显露
出极致的豪华。
除了3倍铜.
1 2+2 ̄RCPU供电
SATA3 0接口的性能做简单的对比.这也是测试平台中精英
P55H-AK主板的重任。
盏盏矗 囊蠢笔囊窭 朔 裁
处理器tntel Core i5 661
等的强化设计
外,精英P55H-
AK鲜明的特点就
是对SATA3 0接
口与USB3 0接口
精英P55H—AK主板上的SATA3.0接口(黑色
豁^ 菇 莲0 0鬟臻 蓠≈;
埘存
硬盘
主板
显卡
46BDDR3
SATA2 0接口的盒士顿SNVP325一S2/128GB、SATA3 0接口的希捷ST3200064-1AS
精 ̄P55H-AK
NVlDIA GeForce GTX460
操作幕统
演I试接口
Windows 7Ul ̄Jrnate32bitBuild 7600
板载USB20、USB3 0.NEC PCl—E×1转接卡USB3 0.SATA2 0、SATA30
的全面支持,并
提供了3条全速
的PCI-E x 1 6插
FireWire 8O0接 臻器 。M
口的性能.我 片组 篙
们在MacBook 累装 言 嚣33oM
Pro中进行了非 测试接口 FireWire 800
严格煮义E告勺对比测试
槽。
● 希捷
ST3200064 1 AS
精英P55H—AK主板上的USB3.0接口(蓝色
2TBt ̄盘
希 捷
ST3200064 1 AS使用
2.测试项目说明
(1)HD Tune Pro 4.5:传输率(最低、最高和平均值).
平均存取时间,突发读取速率和数据读取时的CPU占用率。
(2)CrystalDiskMark 3 0:连续数据读写速率.51 2K 4K、
4K QD32零散文件的读写速率。
Barracuda 1 2系列单碟
500GB的四碟片封
装,总容量为2TB.
转速为主流的
7200RPM
,
缓存也使
《3)FastCopy 1.99:零散文件读写,使用I 140 4MB的Pro-
gram Files程序文件作为样本i大文件读写.使用4456.4MB的单
一
用了64MB 而接口则
是十分前卫
SATA3.0。
的
视频文件作为样本。
●金士顿
3.参测产品简述
●精英P55H-AK主板
精英P55H-AK是一款整合了 宇宙新四力 3333技术的高端
SNVP325-S2/1 28GB
固态硬盘
金士顿SNVP325-
F_xperience lest ̄度体验
L _j编辑朱廷营/美编昊杰单
¥2/1 28GB是V+系列的产品,与定位高性价比的V系列相比,有
着更加抢眼的性能表现。存储介质是NAND Flash类型,外形2 5
英寸.接口为SATA2 0。
●基于Marvell 88SE91 XX控制芯片的SATA3.0
精英P55H AK主板
上的SATA3 0接口基
于广泛使用的Ma rvel I
●希捷FreeAgent GoFlex移动硬盘
希捷F reeAgent
GoFlex使用了独创的
接口设计.移动硬
盘的主体部分预留
了s A T A+电源接
口.用户可以使用
独立的USB 2.0
USB3.otnFi reWa re
88SE91 XX系列控制芯
片 从架构图中可以
看出.M a r v e I I
88SE91 XX系列控制芯
片基于PCI-E 2.0×1
接口,拥有500MB/s的
理论带宽。
●基于N E C
_广一 昌霉一
MarvelI 88SE91XX系列控制芯片的架构图
800数据线来连接到
D 7 20 200 F1芯片的
USB3.0
而对于USB3.0接
口.精英P55H-AK主
板也是通过N E C
D720200F1控制芯片来
希捷FreeAgent G0FIe×移动硬盘使用 FireWire 800 ̄USB3.0数据线
实现.同样是依靠
PCI-E 2 0 X 1转接到
电脑上。在接下来测试的USB2.0、USB3 0及FireWire 800项目就
是使用希捷FreeAgent GoFlex配备的数据线来进行的。
系统总线.也仅享有
500MB/s的带宽 并未
能满足usB3.0接口
600MB/s的带宽要求。
Marvell 88SE9123的SATA3 0控制芯片
●NEC PCI-E X 1 USB3.0转接卡
NEC PCI-E X 1
USB3 0转接卡的核
心是NEC D720200F1
不过.在目前条件
下,其作为暂时的解
决方案未尝不可
●S A T A 3.0和
这颗控制芯片。该芯
片目前已比较成熟且
已实现量产。转接卡
设有两个USB3 0接
口.并需要独立的
4Pin电源供电.接入主板使用的是PCI-E×1接口。
■ 一T上 . 一
USB3.0带来的总线带
宽问题
在Intel最新一代Core
精英P55H—AK主板上的NECD72O200F1芯片
系列处理器当中,由于架构的变革
主板不再存在北桥芯片.转而被集成到处理器当中。因而.在
Intel的P55芯片组中.有一个容易让人忽略的事情——仅支持最
4.现有SATA3.0及USB3.0的典型芯片方案
作为USB3.0行业标准制定的老大.Intel迟迟还没有在主板芯
片组中加入USB3 0的原生支持.AMD也未能在主板芯片中提供
直接的解决方案。因而.厂商不得不另寻蹊径.通过第三方的
控制芯片为主板加入SATA3 O ̄nUSB3.0接口。
大带宽为250MB/s的PCI-E 1 1标准。这根本无法满足SATA3.0
 ̄I3USB3 0分别高达600MB/s ̄I]5OOMB/s的带宽要求。也就是说.
上述的MarvelI 88SE91 XX芯片与NEC D720200F1芯片不能直接接
入P55芯片组的PCI-E 1 1接口当中使用
特别说明一下.本次测试使用的NEC PCI-E X 1 USB3.0转
接卡使用的也是精英P55H-AK主板上的PCI-E 1.1接口 能使用
的最大带宽只有250MB/s。这会不会成为USB3 0接口的性能瓶
颈.还有待通过下面的测试来验证。
而对于SATA3.O ̄I]USB3 0带来的带宽问题.这款精英P55H-
测试平台中的精英P55H--AK主板集成了两个SATA3.0接口和
两个USB3 0接口。其中.SATA3.0接口是通过Marvell 88SE91XX
控制芯片来实现支持.而USB3 0接口则是通过NEC D720200F1芯
片来实现支持。
52
深度体验I ̄perience Test
编辅束廷营/美编昊杰平
国
AK主板又是怎样解决的呢7反观Core i5系列处理器的架构
就会发现.它不仅整合了内存控制器.也集成了PCI—E
2 O控制器.为SATA3 O ̄nUSB3 0 山不转水转”的解决
途径。
在Core i5处理器的内部,其集成了16 ̄.PCI—E通道,
并可以拆分成8x+8x的模式.其中8条划分给显卡,另8条
则可以为SATA3 O ̄DUSB3 0提供充足的带宽。但是这样的
分配会削弱主流显卡PCI-E×16接13下的带宽供给。
考虑P55芯片组的8条PCI-E 1.1通道,这里似乎还有可
精英P55H—AK主板上的
PL×PEX8608桥接芯片
PEX861 3芯片的桥接示意图
供挖掘的余地。实际上,这8条PCI—E 1.1通道对于大多数
人来说都是空闲的。因此,充分利用这几条空闲的通道便
可以为SATA3 0与USB3 0提供近乎完美的方案。
在对精英P55H—AK主板的拆解中,我们也发现,该主
板使用的正是如此的解决办法一一借助于一颗PLX
PEX8608桥接芯片 把4条PCI-E 1 1通道桥接成8条 分别
为SATA3 0与USB3 0提供足够的带宽。
一测试一:SATA2。0是否已成为目前存储设备的瓶
颈?
为了便于比较SATA2 O与SATA3.O之间的性能,我们使用希捷
ST32000641AS分别接入测试平台的SATA2 O¥1:ISATA3.0接口.使用
HD Tune Pro 4 5 ̄[]Crystal Disk Mark 3.ok件进行性能测试。同时.
为了探讨SATA2.O接口的速度上限以及对[: ̄SATA2 O与USB3.02.间
“QDI琏^
的性能差距.我们把金士顿SNVP325一¥2/1 28GB固态硬盘接入到
SATA2 0接口中进行测试,作为参照组。
从HD Tune Pro的测试成绩来看.SATA3 O并没有给机械硬盘带
.I【∞”_
来明显的性能提升;甚至是,在CPU占用率、存取时间上.
SATA3 O接!Zl的成绩不升反降 较SATA2 0接口有一定的差距。间
接的芯片方案与不完善的驱动都有可能致使机械硬盘在测试中出现
劣势。
00MBIs lO.OMB/s 20OMI}/s
_SATA3 0+I ■髓 IIs^ ^2.0+ lII吐 -SATA2.0+I
对 ̄[:;Crystal Disk Mark 3 0的测试结果,希捷ST32000641 AS在
SATA2 O和SATA3 0接口的两次测试成绩基本持平。而连接
SATA2 O接口的金士顿sNVP325一s2/1 28GB固态硬盘反倒在测试结
果中占尽了风头。
这也就表明,目前仍处于非常主流的机械硬盘还未能充分利用
SATA2 0接口的全部带宽。可以说. ̄BSATA3 ot ̄口用在传统的机
械硬盘上几乎毫无作用。从金士顿SNVP325一S2/1 28GB固态硬盘的
豇卫
星z 旺j
测试成绩来看.SATA2 O接口有可能成为它的性能瓶颈。可以肯定
的是.固态硬盘主控芯片必将进一步完善.速度也必将超越
SATA2.O接口的300MB/s。因而.更高带宽的SATA3.O接口几乎是
专为固态硬盘准备的。
00MB/s
_
500MS/s
 ̄SATA&.0+机■旺
zOO0MB/s ,350 0MB,s 2oo0MBIs
mSATA20*t,Mlllll IS,*',CA201
IExpeF|ence lest深度体验
L!! 编辑朱廷营/羹编吴杰平
●测试=:外部接口谁胜谁负?
在外部接口方面.我们使用希捷FreeAgent GoFlex移动硬盘通过
USB2 0接口.板载USB3 0接口、PCI-E X 1转接卡的USB3 0接口与
Fi reWi re 800接口进行测试。而为了更清晰地反映出这些接口的极限
带宽,我们使用数据线把金士顿sNVP325一s2/1 28GB固态硬盘连接
嗣蠢
到这四种接口,进行同样的项目测试.作为附加的接口性能参照。
●HD Tune Pro测试:板载USB3.0更优,USB2.O与Fire-
Wire 800完败
在HD Tune Pro这个测试项目中,USB2 0接口在传输速率与CPU
占用都大幅落后于其他接口;Fi reWire 800接口性能虽然大幅超越
USB2 0接口,但却根本无法匹敌USB3.0接口。
0 2O 4o ∞ 8O 100 12O
-USB2.O+ 魂瞳_Ft ̄Wlte¥00+Ir,INil_Pa・EUSB3.O+m u ̄ ̄mUSB3.O ̄M
而在PCI-E X 1转接的USB3.0与板载USB3 0的对比中可以看到.
后者在带宽上更具有优势。虽然 PCI-E USB3 0+固态硬盘“的组
c,u占In‘*)
合最高速度仅为11 6.4MB/s.远未达 ̄lJ250MB/s的理论带宽,但与
板载的USB3 0接口对比.可以判定NEC这款USB3 0转接卡使用的
PCI-E×1接口已经限制了USB3 0的性能。不过,板载USB3.0接口测
得的最大传输速率也仅为1 66 6MB/s.是USB3 0接口最大理论速率
500MB/s的1/3.还远落后于USB2 0实际速率/理论速率=35MB/s 4-
●晌(m●)
●●●一2.2
60MB/s=0 58的比值。
把“板载USB3 O+固态硬盘 的组合与上面 SATA2 0+固态硬
。一 …■皇■■簟■■—■■ 监 _一 札.
-USB2.O m_FlreWIre8OO+■毒融●PC]-EUSB3.O+llll ̄Ut ur ̄USB3.O m
盘”的组合相比.从测试结果可以得知,此次USB3 0实测速率大幅
落后与理论速率的原因不在于固态硬盘的性能,而是移动硬盘的控
制芯片或者主板USB3.0控制芯片。不过,以普通机械移动硬盘在
USB3 0接口下能达 ̄lJ65MB/s平均速率、85MB/s最高速率的
成绩来看 USB3 0的优势已经非常明显了。
●Crystal Disk Mark 3.0测试:USB3.0大文件读写速率冒尖
在普通机械硬盘上.FireWire 800、PCI—E转接卡USB3 0和板载USB3 0接口的性能相差不大。在固态硬
盘上,板载USB3.0接口以0 5倍左右的速率优势超越PCI—E转接卡的USB3.O接口.再次证明PCI—E X 1转接卡
的性能瓶颈:另外.Fi reWire 800接口的表现仍I91落后于USB3 0接口。
41(qDI2_f^
“妒■列啊
sl2KI鲰
日[I]
0 0M8/s 0 3MB/s 06MB/s 09MS/s 1 2Mo/S l 5MB/s 1 8MB肛 0 0MB/s is 0MB/s 300MB/s 45.0M8/s 60OMB/s 75 0Ms/s 900MB/s
_USE2 O+善妯啦_FlreWire 800+R4W岫-PCI・EUSB3.o+S ̄mt-横越USB3.o+ul ̄曩量 -USB2.O+弗动驰_FireWlre 800+ ̄ill-PCI-EUSB3.O+移动魄-饭奠USB3.O+移曲眦
54
深度体验I ̄perience Test
编辑朱廷营/美编吴杰平
固
∞ ^
“∞●
ⅢE
E]
0OMs/s 100Ms/s
0 0MB/s 30OM8/s 60OMB/S 90OMB/s 120OMB/s 150.OMB/S 180OMSls 210OMS/s
-USB2.o ̄l-FlrieWire800+■赢啦_PC]・EUSI53.o mmmt
-USB2.o+l-Fk ̄Wire8OO*ll ̄lB1_Pa-EUS83.o*lMBI sliM ̄Jsn.o+m
QFastCopy拷贝测试:USB3.0堪比内部SATA2.0接口
在FastCopy拷贝测试环节.Fi reWire 800相对USB2 O接口只保持着接近一倍的性能优势。PCI-E×1转接
卡的USB3 0接口始终是比不上板载的USB3 ok口。总体上而言.无论接入的是机械硬盘还是固态硬盘,
USB3 O作为~个外设接口,都能够提供足够大的带宽,甚至可以与SATA2 0接口相提并论。
OOMB/S 100MS/s 20OMS/s 30.OMB/s 4O.OMB/¥50OM8/s 60OMO/=700MBIs 80.OMS/s 900MBI¥
O,OMB/¥ 20 OMB/s 40OMS/s 60.OMa/s 80OMB/ ̄ IO0.OMB/s 120.OM ̄s 3.40OMB/S
_USB2.O+善动啦-FireWire soo ̄i iPa・EUSB3.O+善鞠■量_硼u¥B3.O+鲫tt iUSB2.o+IBr4Blt-FtreWimBoo+■毒—●-Pa-Eus盼.O+嘲t●螺tl,sB3.O+■毫曲
■写在最后:憧憬未来,USB3.0王者无愧
随着高质量视音频内容的大量使用 频繁的数据交换对电脑
USB2 0至今还没有功成身退,很重要的原因就是USB3 0接
口来得太慢,而不能把责任归咎于USB3 0接口外设的缺乏上。
事实上 USB3 O标准的制定早在2008年就已经完成,但由于缺
的输入输出接口有了新的要求。在主机内部,数据交换的瓶颈
出现在机械硬盘身上,SATA2 O接口可供发挥的空间仍旧很大。
对于SATA3 O接口.它是专为固态硬盘而生的,使用在机械硬盘
乏上游厂商在主板芯片上的支持,USB3.0的接口及外设产品始
终没有走向普及化的应用。
在具备更高带宽及更高级电源管理的基础上,USB3 0为移
动设备提供了十分方便快捷的数据交换条件.能够提供非常接
近于内部接口下的数据交换能力 集高速与便携于一身.无疑
是未来最具潜力的外部接口。高标准的USB3 0为更为广泛的应
用提供了可能,从高清晰摄像头、DisplayLink USB显示扩展技术
的相关产品,到蓝光光驱、移动硬盘、高速闪存设备.无论是
上根本就不能发挥任何的作用。因而.固态硬盘主流应用之时
才是SATA3.0接口大放光彩的时候
在外部接口方面,动辄数十GB甚至上百GB的传输任务对于
USB2 O接口来说早已是吃不消的。在处理器、显卡芯片技术频
繁更新 硬盘容量不断翻倍的今天,已有7年历史的USB2 0至今
仍旧占据着主流的应用。USB2.O颓势尽显.其传输速率过慢和
接口供电的不完善也早已被众人所诟骂。
供电能力还是数据带宽都得到了严格的保障。到时候.可以直
接启动操作系统的USB3 0超越SATA3 0也不是没有可能。砬玛
2024年6月6日发(作者:双晗日)
固 nce Te 深度体验
接口大比拼
U S B 3_O王者无愧
口文,图现代计算机评测室
在本杂志的9月刊的移动硬盘专题里。我们对usB2.0与USB3.O进行了详尽的
试。其中.USB3.0卓越的性能表现让我们对其充满期待。但在测试中,我们使用
口是通过PCI—E X 1转接卡间接实现的,并不是主板集为用户提供的方案。按照
范.它的理论数据传输速率可以达到5Gb/s,也就是600MB/s:而PCI—E X 1的理论速率仅有
250MB/s,这会不会对USB3.0接口的性能发挥造成瓶颈呢?对于板载USB3.0的主板,在lntel
还没有在芯片提供直接支持的情况下,各大厂商又是采用怎样的芯片方案?
带着这些问题,我们再次通过主板集成的USB3.0接口与PCI—E转接卡上USB3.0接口进行
性能测试,并把USB Plus接口、FireWire 800接口和SATA3.0接口纳入本次的比较当中。究竟
谁是未来的最具潜力的接口之王?
与SATA接口一样.bL ̄I:ISATA2 0的3 OGb/s
■接口简述
1.SA’l’A
●需要外接独立的电源
3.USB Plus
1撑
由Intel、lBM、Del『、APT、Maxtor
 ̄1]Seagate公司共同提出的硬盘接口规
范。从最初的S A T A 1 0版本
SATA2 0版本发展到了SATA3 0版
本.理论速度分别是150MB/S、
SATA的认证标志
USB Plus是爱国者自主研
发的接口规格。USB Plus是e—
SATA2 0与USB2 0的结合体
这种接口也称为e—S A T A
7 l
L
USB Plus的接口示意图
30OMB/s ̄I]6OOMB/s。SATA3 0的技术特点
●接口带宽提升一倍,可达6Gb/s;
Combo接口。实际上 它就是要使用USB接口的供电来为设备提
供e—SATA接口下的传输速率。技术亮点:
●传输速率可达3Gb/s.实际速率是USB2 O的三倍;
●无须额外的电源,即插即用。
4.USB3.O
●实时性的资源提供优先处理等新的原生指令排序(NCQ
串行指令;
●改进电源管理功能。
2.e—SA’l’A
由Intel、惠普、NEC、NXP半导体以及德州仪器等公司共同开
发制定的标准。技术特点:
e-SATA是SATA接
口在机箱外部的延伸.
传输协议和性能都没有
变化。技术特点
●支持热插拔
●传输速率可达到
笔记本电脑上的e—SATA接口(右
●全双工双向数据传输:
●理论传输速率可达
4 8Gb/s.是目前USB2 0接口的
1O倍.
●提供了强化的电力供给, USB3 0的认证标志
50
深度体验Experience Test
编辑束廷营/美编昊杰平
国
电流可达1 A以上,是USB2 0的2倍多;
●增加了新的电源管理职能.实现自动节能。
5.FireWire 800
3.2Gb/s的s1 600 ̄13S3200模式,试图挑战USB3 ok准。IEEE 1 394
的技术特点.
OFi reWire 800的理论传输速率可达800Mb/s;
●支持外设热插拔
●无须主机对数据
传输进行控制 同时支
持同步和异步两种数据
FireWire 800EplEEE 1 394b.是苹果公
司与TI公司制定的IEEE 1 394接口的版本之
。
IEEE 1 394又称为火线接口。2007
年 IEEE 1 394推广组织1 394 Trade Asso-
ciation在宣布了速率分别可达1.6Gb/s ̄D
FireWire
FireWi re接口LOGO
传输模式。
6针接口的FireWire 800接口示意图(左
主板 在用料和
■测试说明及接口技术分析
1.溯试平台
在本次测试中,我们的主要目的是进行板载USB3 0接口与
PCI-E转接卡USB3 0接口的性能对比 但同时也对SATA2 0.
做工方面都显露
出极致的豪华。
除了3倍铜.
1 2+2 ̄RCPU供电
SATA3 0接口的性能做简单的对比.这也是测试平台中精英
P55H-AK主板的重任。
盏盏矗 囊蠢笔囊窭 朔 裁
处理器tntel Core i5 661
等的强化设计
外,精英P55H-
AK鲜明的特点就
是对SATA3 0接
口与USB3 0接口
精英P55H—AK主板上的SATA3.0接口(黑色
豁^ 菇 莲0 0鬟臻 蓠≈;
埘存
硬盘
主板
显卡
46BDDR3
SATA2 0接口的盒士顿SNVP325一S2/128GB、SATA3 0接口的希捷ST3200064-1AS
精 ̄P55H-AK
NVlDIA GeForce GTX460
操作幕统
演I试接口
Windows 7Ul ̄Jrnate32bitBuild 7600
板载USB20、USB3 0.NEC PCl—E×1转接卡USB3 0.SATA2 0、SATA30
的全面支持,并
提供了3条全速
的PCI-E x 1 6插
FireWire 8O0接 臻器 。M
口的性能.我 片组 篙
们在MacBook 累装 言 嚣33oM
Pro中进行了非 测试接口 FireWire 800
严格煮义E告勺对比测试
槽。
● 希捷
ST3200064 1 AS
精英P55H—AK主板上的USB3.0接口(蓝色
2TBt ̄盘
希 捷
ST3200064 1 AS使用
2.测试项目说明
(1)HD Tune Pro 4.5:传输率(最低、最高和平均值).
平均存取时间,突发读取速率和数据读取时的CPU占用率。
(2)CrystalDiskMark 3 0:连续数据读写速率.51 2K 4K、
4K QD32零散文件的读写速率。
Barracuda 1 2系列单碟
500GB的四碟片封
装,总容量为2TB.
转速为主流的
7200RPM
,
缓存也使
《3)FastCopy 1.99:零散文件读写,使用I 140 4MB的Pro-
gram Files程序文件作为样本i大文件读写.使用4456.4MB的单
一
用了64MB 而接口则
是十分前卫
SATA3.0。
的
视频文件作为样本。
●金士顿
3.参测产品简述
●精英P55H-AK主板
精英P55H-AK是一款整合了 宇宙新四力 3333技术的高端
SNVP325-S2/1 28GB
固态硬盘
金士顿SNVP325-
F_xperience lest ̄度体验
L _j编辑朱廷营/美编昊杰单
¥2/1 28GB是V+系列的产品,与定位高性价比的V系列相比,有
着更加抢眼的性能表现。存储介质是NAND Flash类型,外形2 5
英寸.接口为SATA2 0。
●基于Marvell 88SE91 XX控制芯片的SATA3.0
精英P55H AK主板
上的SATA3 0接口基
于广泛使用的Ma rvel I
●希捷FreeAgent GoFlex移动硬盘
希捷F reeAgent
GoFlex使用了独创的
接口设计.移动硬
盘的主体部分预留
了s A T A+电源接
口.用户可以使用
独立的USB 2.0
USB3.otnFi reWa re
88SE91 XX系列控制芯
片 从架构图中可以
看出.M a r v e I I
88SE91 XX系列控制芯
片基于PCI-E 2.0×1
接口,拥有500MB/s的
理论带宽。
●基于N E C
_广一 昌霉一
MarvelI 88SE91XX系列控制芯片的架构图
800数据线来连接到
D 7 20 200 F1芯片的
USB3.0
而对于USB3.0接
口.精英P55H-AK主
板也是通过N E C
D720200F1控制芯片来
希捷FreeAgent G0FIe×移动硬盘使用 FireWire 800 ̄USB3.0数据线
实现.同样是依靠
PCI-E 2 0 X 1转接到
电脑上。在接下来测试的USB2.0、USB3 0及FireWire 800项目就
是使用希捷FreeAgent GoFlex配备的数据线来进行的。
系统总线.也仅享有
500MB/s的带宽 并未
能满足usB3.0接口
600MB/s的带宽要求。
Marvell 88SE9123的SATA3 0控制芯片
●NEC PCI-E X 1 USB3.0转接卡
NEC PCI-E X 1
USB3 0转接卡的核
心是NEC D720200F1
不过.在目前条件
下,其作为暂时的解
决方案未尝不可
●S A T A 3.0和
这颗控制芯片。该芯
片目前已比较成熟且
已实现量产。转接卡
设有两个USB3 0接
口.并需要独立的
4Pin电源供电.接入主板使用的是PCI-E×1接口。
■ 一T上 . 一
USB3.0带来的总线带
宽问题
在Intel最新一代Core
精英P55H—AK主板上的NECD72O200F1芯片
系列处理器当中,由于架构的变革
主板不再存在北桥芯片.转而被集成到处理器当中。因而.在
Intel的P55芯片组中.有一个容易让人忽略的事情——仅支持最
4.现有SATA3.0及USB3.0的典型芯片方案
作为USB3.0行业标准制定的老大.Intel迟迟还没有在主板芯
片组中加入USB3 0的原生支持.AMD也未能在主板芯片中提供
直接的解决方案。因而.厂商不得不另寻蹊径.通过第三方的
控制芯片为主板加入SATA3 O ̄nUSB3.0接口。
大带宽为250MB/s的PCI-E 1 1标准。这根本无法满足SATA3.0
 ̄I3USB3 0分别高达600MB/s ̄I]5OOMB/s的带宽要求。也就是说.
上述的MarvelI 88SE91 XX芯片与NEC D720200F1芯片不能直接接
入P55芯片组的PCI-E 1 1接口当中使用
特别说明一下.本次测试使用的NEC PCI-E X 1 USB3.0转
接卡使用的也是精英P55H-AK主板上的PCI-E 1.1接口 能使用
的最大带宽只有250MB/s。这会不会成为USB3 0接口的性能瓶
颈.还有待通过下面的测试来验证。
而对于SATA3.O ̄I]USB3 0带来的带宽问题.这款精英P55H-
测试平台中的精英P55H--AK主板集成了两个SATA3.0接口和
两个USB3 0接口。其中.SATA3.0接口是通过Marvell 88SE91XX
控制芯片来实现支持.而USB3 0接口则是通过NEC D720200F1芯
片来实现支持。
52
深度体验I ̄perience Test
编辅束廷营/美编昊杰平
国
AK主板又是怎样解决的呢7反观Core i5系列处理器的架构
就会发现.它不仅整合了内存控制器.也集成了PCI—E
2 O控制器.为SATA3 O ̄nUSB3 0 山不转水转”的解决
途径。
在Core i5处理器的内部,其集成了16 ̄.PCI—E通道,
并可以拆分成8x+8x的模式.其中8条划分给显卡,另8条
则可以为SATA3 O ̄DUSB3 0提供充足的带宽。但是这样的
分配会削弱主流显卡PCI-E×16接13下的带宽供给。
考虑P55芯片组的8条PCI-E 1.1通道,这里似乎还有可
精英P55H—AK主板上的
PL×PEX8608桥接芯片
PEX861 3芯片的桥接示意图
供挖掘的余地。实际上,这8条PCI—E 1.1通道对于大多数
人来说都是空闲的。因此,充分利用这几条空闲的通道便
可以为SATA3 0与USB3 0提供近乎完美的方案。
在对精英P55H—AK主板的拆解中,我们也发现,该主
板使用的正是如此的解决办法一一借助于一颗PLX
PEX8608桥接芯片 把4条PCI-E 1 1通道桥接成8条 分别
为SATA3 0与USB3 0提供足够的带宽。
一测试一:SATA2。0是否已成为目前存储设备的瓶
颈?
为了便于比较SATA2 O与SATA3.O之间的性能,我们使用希捷
ST32000641AS分别接入测试平台的SATA2 O¥1:ISATA3.0接口.使用
HD Tune Pro 4 5 ̄[]Crystal Disk Mark 3.ok件进行性能测试。同时.
为了探讨SATA2.O接口的速度上限以及对[: ̄SATA2 O与USB3.02.间
“QDI琏^
的性能差距.我们把金士顿SNVP325一¥2/1 28GB固态硬盘接入到
SATA2 0接口中进行测试,作为参照组。
从HD Tune Pro的测试成绩来看.SATA3 O并没有给机械硬盘带
.I【∞”_
来明显的性能提升;甚至是,在CPU占用率、存取时间上.
SATA3 O接!Zl的成绩不升反降 较SATA2 0接口有一定的差距。间
接的芯片方案与不完善的驱动都有可能致使机械硬盘在测试中出现
劣势。
00MBIs lO.OMB/s 20OMI}/s
_SATA3 0+I ■髓 IIs^ ^2.0+ lII吐 -SATA2.0+I
对 ̄[:;Crystal Disk Mark 3 0的测试结果,希捷ST32000641 AS在
SATA2 O和SATA3 0接口的两次测试成绩基本持平。而连接
SATA2 O接口的金士顿sNVP325一s2/1 28GB固态硬盘反倒在测试结
果中占尽了风头。
这也就表明,目前仍处于非常主流的机械硬盘还未能充分利用
SATA2 0接口的全部带宽。可以说. ̄BSATA3 ot ̄口用在传统的机
械硬盘上几乎毫无作用。从金士顿SNVP325一S2/1 28GB固态硬盘的
豇卫
星z 旺j
测试成绩来看.SATA2 O接口有可能成为它的性能瓶颈。可以肯定
的是.固态硬盘主控芯片必将进一步完善.速度也必将超越
SATA2.O接口的300MB/s。因而.更高带宽的SATA3.O接口几乎是
专为固态硬盘准备的。
00MB/s
_
500MS/s
 ̄SATA&.0+机■旺
zOO0MB/s ,350 0MB,s 2oo0MBIs
mSATA20*t,Mlllll IS,*',CA201
IExpeF|ence lest深度体验
L!! 编辑朱廷营/羹编吴杰平
●测试=:外部接口谁胜谁负?
在外部接口方面.我们使用希捷FreeAgent GoFlex移动硬盘通过
USB2 0接口.板载USB3 0接口、PCI-E X 1转接卡的USB3 0接口与
Fi reWi re 800接口进行测试。而为了更清晰地反映出这些接口的极限
带宽,我们使用数据线把金士顿sNVP325一s2/1 28GB固态硬盘连接
嗣蠢
到这四种接口,进行同样的项目测试.作为附加的接口性能参照。
●HD Tune Pro测试:板载USB3.0更优,USB2.O与Fire-
Wire 800完败
在HD Tune Pro这个测试项目中,USB2 0接口在传输速率与CPU
占用都大幅落后于其他接口;Fi reWire 800接口性能虽然大幅超越
USB2 0接口,但却根本无法匹敌USB3.0接口。
0 2O 4o ∞ 8O 100 12O
-USB2.O+ 魂瞳_Ft ̄Wlte¥00+Ir,INil_Pa・EUSB3.O+m u ̄ ̄mUSB3.O ̄M
而在PCI-E X 1转接的USB3.0与板载USB3 0的对比中可以看到.
后者在带宽上更具有优势。虽然 PCI-E USB3 0+固态硬盘“的组
c,u占In‘*)
合最高速度仅为11 6.4MB/s.远未达 ̄lJ250MB/s的理论带宽,但与
板载的USB3 0接口对比.可以判定NEC这款USB3 0转接卡使用的
PCI-E×1接口已经限制了USB3 0的性能。不过,板载USB3.0接口测
得的最大传输速率也仅为1 66 6MB/s.是USB3 0接口最大理论速率
500MB/s的1/3.还远落后于USB2 0实际速率/理论速率=35MB/s 4-
●晌(m●)
●●●一2.2
60MB/s=0 58的比值。
把“板载USB3 O+固态硬盘 的组合与上面 SATA2 0+固态硬
。一 …■皇■■簟■■—■■ 监 _一 札.
-USB2.O m_FlreWIre8OO+■毒融●PC]-EUSB3.O+llll ̄Ut ur ̄USB3.O m
盘”的组合相比.从测试结果可以得知,此次USB3 0实测速率大幅
落后与理论速率的原因不在于固态硬盘的性能,而是移动硬盘的控
制芯片或者主板USB3.0控制芯片。不过,以普通机械移动硬盘在
USB3 0接口下能达 ̄lJ65MB/s平均速率、85MB/s最高速率的
成绩来看 USB3 0的优势已经非常明显了。
●Crystal Disk Mark 3.0测试:USB3.0大文件读写速率冒尖
在普通机械硬盘上.FireWire 800、PCI—E转接卡USB3 0和板载USB3 0接口的性能相差不大。在固态硬
盘上,板载USB3.0接口以0 5倍左右的速率优势超越PCI—E转接卡的USB3.O接口.再次证明PCI—E X 1转接卡
的性能瓶颈:另外.Fi reWire 800接口的表现仍I91落后于USB3 0接口。
41(qDI2_f^
“妒■列啊
sl2KI鲰
日[I]
0 0M8/s 0 3MB/s 06MB/s 09MS/s 1 2Mo/S l 5MB/s 1 8MB肛 0 0MB/s is 0MB/s 300MB/s 45.0M8/s 60OMB/s 75 0Ms/s 900MB/s
_USE2 O+善妯啦_FlreWire 800+R4W岫-PCI・EUSB3.o+S ̄mt-横越USB3.o+ul ̄曩量 -USB2.O+弗动驰_FireWlre 800+ ̄ill-PCI-EUSB3.O+移动魄-饭奠USB3.O+移曲眦
54
深度体验I ̄perience Test
编辑朱廷营/美编吴杰平
固
∞ ^
“∞●
ⅢE
E]
0OMs/s 100Ms/s
0 0MB/s 30OM8/s 60OMB/S 90OMB/s 120OMB/s 150.OMB/S 180OMSls 210OMS/s
-USB2.o ̄l-FlrieWire800+■赢啦_PC]・EUSI53.o mmmt
-USB2.o+l-Fk ̄Wire8OO*ll ̄lB1_Pa-EUS83.o*lMBI sliM ̄Jsn.o+m
QFastCopy拷贝测试:USB3.0堪比内部SATA2.0接口
在FastCopy拷贝测试环节.Fi reWire 800相对USB2 O接口只保持着接近一倍的性能优势。PCI-E×1转接
卡的USB3 0接口始终是比不上板载的USB3 ok口。总体上而言.无论接入的是机械硬盘还是固态硬盘,
USB3 O作为~个外设接口,都能够提供足够大的带宽,甚至可以与SATA2 0接口相提并论。
OOMB/S 100MS/s 20OMS/s 30.OMB/s 4O.OMB/¥50OM8/s 60OMO/=700MBIs 80.OMS/s 900MBI¥
O,OMB/¥ 20 OMB/s 40OMS/s 60.OMa/s 80OMB/ ̄ IO0.OMB/s 120.OM ̄s 3.40OMB/S
_USB2.O+善动啦-FireWire soo ̄i iPa・EUSB3.O+善鞠■量_硼u¥B3.O+鲫tt iUSB2.o+IBr4Blt-FtreWimBoo+■毒—●-Pa-Eus盼.O+嘲t●螺tl,sB3.O+■毫曲
■写在最后:憧憬未来,USB3.0王者无愧
随着高质量视音频内容的大量使用 频繁的数据交换对电脑
USB2 0至今还没有功成身退,很重要的原因就是USB3 0接
口来得太慢,而不能把责任归咎于USB3 0接口外设的缺乏上。
事实上 USB3 O标准的制定早在2008年就已经完成,但由于缺
的输入输出接口有了新的要求。在主机内部,数据交换的瓶颈
出现在机械硬盘身上,SATA2 O接口可供发挥的空间仍旧很大。
对于SATA3 O接口.它是专为固态硬盘而生的,使用在机械硬盘
乏上游厂商在主板芯片上的支持,USB3.0的接口及外设产品始
终没有走向普及化的应用。
在具备更高带宽及更高级电源管理的基础上,USB3 0为移
动设备提供了十分方便快捷的数据交换条件.能够提供非常接
近于内部接口下的数据交换能力 集高速与便携于一身.无疑
是未来最具潜力的外部接口。高标准的USB3 0为更为广泛的应
用提供了可能,从高清晰摄像头、DisplayLink USB显示扩展技术
的相关产品,到蓝光光驱、移动硬盘、高速闪存设备.无论是
上根本就不能发挥任何的作用。因而.固态硬盘主流应用之时
才是SATA3.0接口大放光彩的时候
在外部接口方面,动辄数十GB甚至上百GB的传输任务对于
USB2 O接口来说早已是吃不消的。在处理器、显卡芯片技术频
繁更新 硬盘容量不断翻倍的今天,已有7年历史的USB2 0至今
仍旧占据着主流的应用。USB2.O颓势尽显.其传输速率过慢和
接口供电的不完善也早已被众人所诟骂。
供电能力还是数据带宽都得到了严格的保障。到时候.可以直
接启动操作系统的USB3 0超越SATA3 0也不是没有可能。砬玛