【綜合簡測】2019年USB 3.1 Gen2 Host Bridge 主控晶片效能大亂評 (圖多,不喜勿入)

Day_knight

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2019年應該是USB 3.1 Gen2 10Gb/s主控晶片發展最快的一年,除了
長青樹asmedia USB 3.1 Gen2擴充晶片外,陸續加入Intel、AMD等主
機板晶片內建,讓這個市場感覺有點話題,時值年末,順勢作個無聊
的PK亂鬥,讓各位了解一下,誰才是2019年的USB 3.1 Gen2效能王?
各位也可以先自行猜一下,最後再看答案。


以下介紹順序,依晶片型號英文字母順序排列。


先登場的是asmedia 祥碩 ASM1142 USB 3.1 Gen2,先看一下官方規格
資料。這是一款歷史最長的產品,首見主機板廠外加晶片,隨後大量的
擴充卡上市,一度是市場主流。
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接著是它的後繼之輩,ASM3142 USB 3.1 Gen2,目前仍以主機板廠搭載
的擴充晶片,多數是以前置Type C接頭布局,少數採後端插槽為主,與
2019年初或2018年相比,使用密度有降低。外接擴充卡少見,有高價品
也有低價品,產品傳輸率穩定性不一。
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再來是Intel JHL7540晶片,這是Intel第二代Thunderbolt 3產品,常見
內建於Intel X299平台。JHL7x40分為三級制,最高階的就是JHL7540,
整合了DisplayPort 1.4 和可選 USB-C 支援能力。


之後是AMD X570,這款晶片應該是下半年討論度頗高的產品,與競爭對
手不同的是,USB 3.1 Gen2 10Gb/s可以選擇自CPU通道拉出,或是維持
傳統FCH通道模式。通常只有高階的主機板,才會作出雙組通道拉出的
USB 3.1 Gen2接頭。本篇測試有針對兩種模式進行評測,讓各位看出其
傳輸率的差異。
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最後是Intel Z390平台,USB 3.1 Gen2是走PCH通道設計。
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以下是各參賽晶片的代表板卡商或是主機板,做個簡單列表:
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本篇仍有兩個USB 3.1 Gen2 10Gb/s主控未能納入,一個是NVidia,另一
個就是AMD TRX40晶片,因預算不夠,無法測試,請見諒。考量到圖檔
太多,只好將所有資料輸入Excel再後製比較圖,若有傷眼或不好看者請
自行跳過。


測試環境簡述:

M/B: ASUS Prime X299-Deluxe II BIOS 0802
CPU: Intel i9-7900X
RAM: GSkill DDR4-3000 8GB*4 CL15
OS SSD: Samsung 970 Pro Plus 512GB
測試碟: Samsung 970 EVO Plus 2TB
USB 3.1 Gen2 外接盒:Vantec NST-205C3-SG 105 (JMS583)
OS: Windows 10 Enterprise 1909 64-bit
Driver: Windows 10 Default Standard UASP Driver


AIDA64 Read Test Suite,設定檔案容量為1MB及8MB測試。
在1MB檔案時,ASM3142平均表現最快;大檔8MB測試時,仍是ASM3142
表現最快。
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AIDA64 線性讀寫測試,設定檔案容量為8MB。
平均讀寫速率最快是ASM3142,第二名則是Z390及JHL7540在讀寫各有所長。
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AIDA64 隨機讀寫測試,設定檔案容量為8MB。
平均隨機讀寫速率最快的是ASM3142,第二名則是Z390及JHL7540在讀寫各有所長。
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AJA 設定影片格式為2048*1556 2K-1080解析度,編碼為16bit RGB,從
256MB~64GB全測一輪。
讀取方面,前三名分別是ASM3142、Z390及JHL7540;寫入方面仍是ASM3142
最快,但JHL7540略快於Z390。
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Anvil's Storage Utilities設為或Compress 100% (Incompressible模式),
測試皆勾選Write-Thru選項去測試,從1GB~32GB全測一輪。

循序讀取速率是ASM3142最快,Z390居次;寫入仍是ASM3142最快,JHL7540
居次,Z390第三名。
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4K讀取上,多數時間X570 CPU通道較快,但Intel的JHL7540及Z390表現
較為落後;4K寫入仍是ASM3142最快,X570 CPU通道速率僅微高於AS1142,
JHL7540則是墊底。
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4K QD4讀取方面,AMD多執行緒的效能展現出來,意外的ASM1142與ASM3142
竟快可與X570 CPU通道並駕其驅,Z390表現比預期差;寫入方面ASM3142
還是贏過X570 CPU通道,JHL7540看來不適合4K小檔讀寫。
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4K QD16讀取方面,幾乎完全是asmedia的天下,Z390此時在讀取才稍有進
步取得第三名;寫入方面仍是asmedia相互對搏呈五五波,X570 CPU通道比
asmedia系列晶片還慢些。
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32K讀取速率是X570 CPU通道最快,128K讀取速率ASM3142些微贏過X570。
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ASM3142在讀寫分數都是最快,取得絕對優勢而獲冠,X570 CPU通道寫入
雖快於ASM3142及Z390,但最後仍是ASM1142居次、X570 CPU通道第三名。
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AS SSD分別設定檔案大小為1GB,並測試Copy 及Compress Benchmark。

循序讀寫速率最快均是ASM3142,Z390及JHL7540在讀寫速率相互較勁。
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4K讀寫,X570 CPU通道與ASM3142各有所長,JHL7540的4K讀寫仍弱,Z390
的4K寫入比4K讀取速率好太多。
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4K-64Thrd讀寫速率都是X570 CPU通道最快,Z390緊追在後,JHL7540的
讀寫仍弱,ASM3142的讀取速率比寫入速率慢。
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512Byte讀寫,X570 FCH通道逆勢急追,很可惜最後仍功敗;JHL7540則
是慘不忍賭,效能遠低於其它主控晶片,也顯示它不支援512Byte格式
的樣子。
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讀取及寫入分數都是X570 CPU通道最高分而或獲得最高總分,X570 FCH
通道居次,ASM3142取得第三名。
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Copy Benchmark 測試:
多數測試都是JHL7540最快,ASM3142些微落後。不過,不太能接受的是
X570不論是CPU通道或是FCH通道的存取時間都比人久。
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ATTO Diskbenchmark設定檔案長度為64K、64MB、256MB、512MB、1GB、
2GB、4GB及32GB,測試模式設定為Overlapped I/O,佇列深度4 (QD4)
與Neither模式進行測試。直接看圖就可以清楚看出各主控在什麼環境下
的運作速率。

Overlapped I/O,佇列深度4 (QD4)讀取模式
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Neither讀取模式。
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Overlapped I/O,佇列深度4 (QD4)寫入模式
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Neither寫入模式。
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CrystalDisk v7.0.0採Default,測試64MiB、512MiB、1GiB、2GiB、4GiB、
8GiB、16GiB及32GiB。

Seq Q8T1循序讀取及寫入速率以ASM3142最快。
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Seq Q1T1循序讀取及寫入速率以ASM3142最快。
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RND4K Q32T16讀取及寫入速率都以X570 CPU通道平均表現最好。
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RND4K Q1T1讀取速率以X570 FCH通道平均表現最好,寫入則是ASM3142最快。
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NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K,檔案容量為2.5G測試結果。
平均讀寫速率最快的前兩名分別是X570 CPU通道及FCH通到,第三名ASM3142。
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HDTune v5.7設定檔案容量為8MB,各測試選項結果值如下圖。

循序讀寫測試:讀取及寫入速率都以ASM3142最快。
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隨機讀寫測試項目
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額外讀寫測試項目
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File Benchmark選項以Block Size 512MB檔案長度為基準,設定50MB、
500MB、2000MB及4000MB,並分別測試資料型態為Mixed。
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HD-Tach 讀取效能測試,針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。

8mb(Quick Zone):以X570 CPU通道平均最快,FCH通道次之,ASM3142居第三。
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32mb(Long Zone):以X570 CPU通道平均最快,FCH通道次之,ASM3142居第三。
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HD-Tach RW 讀寫效能測試,分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。
8mb(Quick Zone):平均讀寫取速率2以X570 CPU通道平均最快,FCH通道
次之,ASM3142居第三。
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32mb(Long Zone):平均讀寫取速率2以X570 CPU通道平均最快,FCH通道
次之,ASM3142居第三。
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InHouse DiskBenchMark測試
循序讀寫測試
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隨機讀寫測試
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Parkdale v2.99設定Block Size 64K或1MB,把檔案大小從250MB~10000MB全測過一輪。
循序讀取及寫入速率差異較大些。
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隨機QD32讀取速率以X570 CPU通道最快,寫入則是ASM3142最快。
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PCMark 7測試:總得分以X570 CPU通道最高分,原始得分為ASM3142最高分。
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PCMark 8測試:總分數及頻寬都以ASM3142最高。
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TxBench設定檔案長度64MB、512MB、4GB及32GB,測試隨機資料的結果。
循序讀取及寫入都以ASM3142最快。
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512K隨機讀取及寫入都以ASM3142最快。
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4K QD1讀取速率由ASM1142奪冠,連ASM3142離它都有一段距離,X570系列
普遍表現不佳;寫入則是X570 CPU通道逆轉勝,ASM3142也逆轉ASM1142。
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4K QD16讀取速率由X570 CPU通道獲勝;寫入仍是X570 CPU通道最快。
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測試至此,作個簡單的測試總表,大家再猜一次誰最快?
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您猜對了嗎?


最後作個小結論,在競爭激烈的2019年,X570的出現,的確改變了主機板
內建晶片以往的生態,向來都是Intel桌上型電腦晶片的USB傳輸速率快於
其它廠商的局面,在2019年被徹底打破,Z390不但輸給同走類似PCH通道的
X570 FCH通道速率,也輸給X570 CPU通道。而Thunderbolt 3在USB 3.1
Type-C的環境下,僅只有循序讀寫表現較令人可接受,隨機讀寫相對完全
走樣。

至於asmedia而言,ASM3142若真的主機板廠商或是擴充卡廠商作得好,幾乎
在2019年無對手可言,至於TRX40是否會贏過ASM3142?說真的,我也不知道,
應該也沒機會再試囉,下一次的系列評比應該就等USB 3.2 Gen2x2成熟點再
來發個評比文。


以上不專業之簡單測試到此結束,下台一鞠躬,一切的批評希望廠商能見諒,
本文不作筆戰用,若有指教歡迎大家一起來討論。
 
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