【綜合簡測】2021上半年USB 3.2 Gen2 10Gb/s Host Bridge主控晶片搭配asmedia ASM2364效能評比 (圖多)

Day_knight

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年初曾作過2020年的USB主控端簡單評測,本篇可以算是補充篇,主
要是補測試Intel Z590及Intel JHL8540的USB效能。說真的,本以為
今年上半年至少會有USB 4.0的相關設備推出,非常失望的是這個規
格在今年下半年能否推出還是個未知數?


因為年初測試是以JMS583為主測週邊,本篇轉以ASM2364為主測週邊,
各位可以先猜猜誰才是2021年上半年與ASM2364搭配的USB 3.2 Gen2
10Gb/s效能王?


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) ASM3142 USB 3.2 Gen2,目前網拍USB擴充
卡或部分主機板中額外擴充仍以此類晶片為主要大宗。先看一下官方規
格資料,晶片的傳輸速率為支援PCIe Gen2x2或PCIe Gen3 x2,輸出接
頭為2埠為主,多數以Type A型態較多,有的是Type A + Type C,也
有少數是以雙埠的Type C。
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本篇推出的測試板卡,仍是老朋友iTHOO PCE2TYC-A31,這是一張試過
算是效能強撼的USB 3.2 Gen2擴充卡,其它家同樣搭載ASM3142晶片
的擴充卡效能還沒有比它強。
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asmedia(祥碩)在2019年推出新一代USB SuperSpeed 20G USB 3.2
20G xHCI主控晶片,命名為ASM3242,不僅2020年其實推的有點辛苦,
除了ASUS、MSI等主機板大廠的高階產品線內建外,能見度不高。到了
2021年上半年雖然市佔率有提升,還是沒有到普及完全取代ASM3142的
現象。ASM3242支援PCIe Gen3 x4的傳輸率,輸出的接頭僅支援單埠。
對供電品質的要求較高,目前市售ASM3242似乎有兩款不同批號,選購
時需留意,早期批號的外接使用問題可能會略多點,本篇不測試20Gb/s
速率,僅測試降級10Gb/s傳輸率的相容性及速度。
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本篇推出的測試板卡,是Axisplus AP-3242,這款搭載新批號的ASM3242
擴充晶片,且附有SATA電源接頭,可以額外供電,且作工較細緻,是目
前試過效能穩定的ASM3242擴充卡。
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AMD X570,這款晶片是2019~2021年討論度頗高的產品,與競爭對手不同
的是,USB 3.2 Gen2 10Gb/s可以選擇維持傳統FCH通道模式。或是選擇
自CPU通道拉出的模式,CPU通道模式需搭配第四代CPU才能發揮。通常只
有高階的主機板,才會作出雙組通道拉出的USB 3.2 Gen2接頭。本篇測試
針對FCH模式進行評測,以便與Z590或其它ASM3x42擴充卡有一致基準。
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本篇推出的測試主機板為ASUS CROSSHARI VIII Hero(WiFi)。
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Intel在今年推出了Z590平台,從Z590的PCH中拉出支援USB 3.2 Gen2,
由於今年初測試過Z490,感覺還可以接受。本篇轉以測試Z590,看看是
否能延續Z490的好印象?
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本篇推出的測試主機板為ASUS Maximus XIII Hero。
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Intel JHL8540晶片,去年公布規格時,讓人有驚豔的感覺,除了強化
JHL7540的規格與效能外,最重要的是它支援USB 4.0。可是實測卻有點
落漆。怎麼說呢?一來目前的USB 3.2 Gen2x2在JHL8540上可以說完全上
不了USB 20Gb/s的速率,僅能降級至USB 3.2 Gen2 10Gb/s的傳輸率用,
再者,目前TB4儲存外接盒若有提供USB複合功能,也只是額外搭載USB
3.2 Gen2 Device晶片,如JSM583或RTL9210,而不是搭載其它可以上到
USB 4的設備端晶片。因此本篇僅能降級測試JHL8540的效能,何時能真
正讓JHL8540 USB傳輸發威?仍是未知數。。。。
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以下是各參賽晶片的代表板卡商或是主機板,做個簡單歸納列表:
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NVidia顯示卡的USB傳輸及AMD TRX40晶片,因預算不夠,仍無法在本
篇中測試,請見諒。考量到圖檔太多,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:(ASM3142、ASM3242、Intel JHL8540)

M/B: ASUS MAXIMUS XIII Hero BIOS 0605
CPU: i7-11700K oc 5.0G
RAM: GSkill DDR4-3000 8G*4
OS SSD: Samsung 980 PRO 1TB
測試碟: Samsung 980 PRO 2TB
USB 3.2 Gen2 外接盒:SilverStone SST-MS12 (ASM2364)
OS: Windows 10 Enterprise 20H2 64-bit
Driver: Windows 10 Default Standard UASP Driver


以下測試分為幾個部分作評比:循序讀寫、4K讀寫、應用軟體整合項目,
這其中又會分為不可壓縮及壓縮環境兩個子項目,這樣合計拆分成幾個
組別,藉此各位可依需要翻閱。


(一)非壓縮環境,循序讀寫測試:

AIDA64 線性讀寫測試,設定檔案容量為8MB。
平均讀取或平均寫入的前三名,分別是ASM3242、ASM3142與JHL8540。
X570 FCH的線性讀寫效能最弱,全數墊底。
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Anvils軟體,循序讀寫以ASM3142平均表現最佳,X570 FCH再度墊底。
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AS SSD軟體,讀取是ASM3142最快,寫入是ASM3142最快,JHL8540發揮其
在寫入獲得第三名。
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Q1T1項目,Crystal Diskmark軟體,讀寫速率還是ASM3142表現最好,
X570 FCH幾乎墊底。
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Q8T1項目,Crystal Diskmark軟體裡,讀取速率是ASM3242最快,寫入
速率反倒是ASM3142小贏,不論是讀或寫,仍是X570 FCH最慢。
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NetworkDLS DiskMark讀寫測試,平均讀取或寫入都是JHL8540最快。
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HDTune循序讀取/寫入測試,平均循序讀取速率以ASM3142最快,平均寫
入速率還是ASM3142最快,延遲時間仍是Z590最慢。
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HDTune檔案基準設為混合資料型態,平均循序讀取測試ASM3142與ASM3242
不分軒至,平均循序寫入速率以ASM3142整體表現較佳,X570 PCH墊後。
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HDTach 8MB小檔或32MB大檔讀取測試,JHL8540發揮其特性,平均都最快。
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HDTach-RW 8MB小檔或32MB大檔讀寫測試,平均讀取速率都是JHL8540最
快,平均寫入的冠軍則有差異。
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Inhouse DiskBenchmark循序讀取速率以ASM3242最快,循序寫入則是
ASM3142最快,X570 FCH不論是讀或寫都是最弱。
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Parkdale循序讀取或寫入仍是ASM3142最快。
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TxBench的循序讀取測試以ASM3242表現最佳,寫入測試是ASM3142表現
最佳,X570 FCH不論是讀取或寫入測試都是墊底。
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(二)壓縮環境,循序讀寫測試:

ATTO在Overlapped I/O,佇列深度4 (QD4)模式讀寫,從64KB、64MB、
256MB、512MB、1GB、2GB、4GB、32GB的檔案容量下,各家表現的曲線
直接貼出,讓各位一目瞭然其性能。

從這些圖中,可以看到X570 FCH在連續讀寫時的不給力,反倒是asmedia
系列晶片的強處與X570 FCH有不小差距。

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(三)非壓縮環境,非循序或非4K讀寫測試:

AIDA64 隨機讀寫測試,設定檔案容量為8MB。
隨機讀取或隨機寫入的平均速率,前三名分別是ASM3142、ASM3242及
JHL8540,X570 FCH再這個項目中還是敬陪末座,與其它主控差異頗大。
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512B項目,AS SSD軟體裡,讀取速率ASM3242最快,寫入速率是ASM3142
最快。
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32K讀取測試項目,Anvils軟體讀取測試以JHL8540平均表現最佳,Z590
表現最弱,與其它人有一段的差距。
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128K讀取測試項目:Anvils軟體讀取測試以ASM3142表現最好,Z590再
度墊底,倒是其它三位選手在4GB以上表現互有領先。
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HDTune額外讀寫測試,讀取或寫入速率幾乎是ASM3142表現最佳。
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HDTune隨機讀寫測試,讀取或寫入速率以ASM3142贏得大多數的項目。
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Inhouse Diskbenchmark測試,隨機讀取/寫入曲線,看倌應可輕鬆自判。
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Parkdale QD32隨機讀取或寫入,以ASM3142表現最好,Z590最弱。若以
延遲時間觀察,還是Z590最慢。
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TxBench的讀取或寫入速率都以ASM3142平均表現最佳,但讀取或寫入的
最弱者卻是不同人。
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(四)非壓縮環境,4K相關讀寫測試:

4K Q1T1項目,Anvils軟體裡,讀取測試以X570 FCH表現最快,Z590落
後別人一大截;寫入測試ASM3142與ASM3242纏鬥很久,最後ASM3242小
勝奪冠,Z590仍是寫入測試最弱者。
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4K Q1T1項目,AS SSD軟體裡,讀取速率以X570 FCH最快,寫入速率是
ASM1142最快。
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4K Q1T1項目,Crystal Diskmark軟體,讀取速率ASM3142依然領先其它
後起之秀,Z590與JHL8540這兩位新秀幾乎慘輸。寫入測試反由ASM3242
領先,但墊底者由JHL8540接手。
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4K Q1T1項目,HDTune檔案基準設為混合資料型態,讀取測試以是以
X570 FCH意外奪冠,Z590表現最弱;寫入速率由ASM3142/3242平手,也
將其它對手遠遠拋在腦後。
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4K Q1T1項目,TxBench讀取或寫入測試,ASM3142表現最快,Z590表現最差。
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4K QD4項目,Anvils軟體的讀取測試還是ASM1142最快,讀取測試還是
Z590最慢;寫入測試還是ASM3142平均表現最好,意外的是JHL8540寫入
表現很差。
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4K QD16項目,Anvils軟體的讀寫測試以ASM3242平均表現最快,JHL8540
讀取速度最慢,有點讓人意外。
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4K Q32T1項目,Crystal Diskmark軟體,讀取速率ASM3142依然領先其
它後起之秀,JHL8540對這完全無能為力而大幅落後。寫入測試反由Z590
平均表現較佳而獲勝,墊底者再度是JHL8540。
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4K Q321T1項目,HDTune檔案基準設為混合資料型態,讀取測試以
ASM3142平均表現較佳;寫入測試是ASM3242表現大獲全勝。
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4K Q32T1項目,TxBench讀取測試,ASM3142以平均較佳,寫入測試則是
ASM3242最快。共通的是不論讀取或寫入JHL8540都是最弱。
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4K Q32T16項目,Crystal Diskmark軟體裡,讀取測試ASM3242以平均
較快打敗ASM1142取得冠軍,ASM3142的曲線有點怪怪的,X570 CPU通
道多數情況下輸給Z390,但X570 FCH則是小贏過Z490;寫入速率仍是
ASM3242平均表現最快,ASM3142的寫入曲線仍怪,不意外的JHL7450
仍是最慢,但X570不論是那個通道表現多輸給Z490。



4K QD64項目,AS SSD軟體裡,讀/寫速率以ASM3242最快。
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(五)非壓縮環境,應用軟體整合測試:

AIDA64 Read Test Suite 1MB環境,ASM3242在多數測試項目均領先,
ASM3242在Buffered Read逆轉獲勝,Access Time項目裡,JHLx540都較
慢,Z590則是所有USB晶片最慢的。
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AIDA64 Read Test Suite 8MB環境,ASM3242完封所測試項目均領先,
Access Time仍是Z590與JHL8540最慢。
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Anvils軟體,讀取分數無懸念是ASM3142奪冠,ASM3242表現次之,Z590
表現真的不如預期。寫入分數是ASM3242完勝,JHL8540的4K相關寫入速
率極差,整體寫入分數大受影響,與其它人差一大截。總分數以ASM3242
最快,ASM3142居次,JHL8540因4K相關讀寫不佳而影響整體分數而墊底。
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AS SSD的Copy Benchmark,ASM3242僅ISO載入速度最快,其餘兩個項目
仍是ASM3142最快。然而若觀察延遲狀態,X570 FCH顯然表現最差,而
ASM3142仍以平均表現的低延遲而較佳。
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AS SSD的讀寫分數比較,因ASM3242在4K-64的讀寫表現大幅領先,因此
壓倒性的贏過其它對手獲勝;相對地,JHL8540因其4K讀寫的弱點而敬
陪末座。
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PCMark 7得分,不論是原始或換算分數都是ASM3242最快,Z590最慢。
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各細項的差異,直接貼圖比較。
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PCMark 8不論是總得分或是頻寬還是ASM3142最高。
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各細項的差異,直接貼圖比較。
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PCMark 10資料碟測試,總得分或是頻寬還是ASM3142最高,平均存取時
間以Z590最慢。
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(六)壓縮環境,應用軟體整合測試:

AJA 設定影片格式為2048*1080 2K-1080解析度,編碼為16bit RGB。

平均讀取速率是ASM3242最快,ASM3142次之,Z590取得第三名,X570
FCH完全被打趴;平均寫入反由ASM3142贏過ASM3242獲得冠軍,JHL8540
取得第三名,所有USB控制晶片只有ASM3142與ASM3242的讀寫速率才會
破1000MB/s。
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測試至此,作個簡單的測試總表:
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假設採用ASM2364外接盒,若以ASM3142為基準,在USB 3.2 Gen2 10Gb/s
的環境下,沒有任何主控晶片可以贏過它,即使是ASM3242。或許可以這
麼說,若ASM2364+任一主控的組合,在2021年的上半年總結,還是以
ASM3142最強,很諷刺吧,舊主控+新週邊橋接晶片要這樣才有最佳效果。
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簡單地說,若使用環境偏向於大檔循序讀寫時,建議不要在X570 FCH主
控上用,整體效能會比其它主控來得慢很多。若是小檔零碎讀寫時,則
不建議在Z590或是JHL8540上使用。ASM3142或是ASM3242相對是個比較
均衡性的主控,不論是大檔或小檔讀寫都倆相宜。


看到上面的圖表結果,其實我自己在想一個問題,是Intel Z590或是
JHL8540對於ASM2364的支援度不好?還是什麼原因造成的。。。但這
已讓原本對Z590或JHL8540的期望落空。只能等續篇USB 3.2 Gen2 x2
再來驗證。。


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。