【簡測】2016上半年 USB 3.1 Gen1 控制晶片評比-終篇 (圖多,不喜勿入)

Day_knight

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2012年中曾作過類似測試文,當時是以HDD為基準。今年突然想趁
著MLC SATA SSD的普及年代,搭配新一代的PC平台,來試試歷經
數年的努力,最新的USB UASP環境下各家晶片的實際效能。今年
五、六月已陸續貼出幾篇簡測文,本篇則以較完整的數據,搭配
Intel系列晶片作比較。AMD USB 3.0晶片就不在在本篇測試範圍
內,USB 3.1 Gen2評比將在另篇文章發出。


受測的第三方USB 3.1 Gen1 (USB 3.0)控制晶片,依控制晶片廠
英文名稱排序。


首先登場的是asmedia(祥碩) ASM1042,符合xHCI 0.96規範,在
2012那個年代幾乎內建於多數國產廠商主機板,尤其以ASUS或華
擎居多。2015年下半能仍有不少廠商內建此晶片,作為USB 3.0
Port擴充使用。附圖為網站抓取,若有不妥隨時會移除此圖檔。
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由於ASM1042僅支援xHCI 0.96規範,漸漸地被其它對手趕上,
asmedia旋即改版推出支援xHCI 1.0規範的ASM1042A。或許是太多
的舊款ASM1042晶片庫存待消化,ASM1042A在2015年第一季底以後
才開始於部分主機板少量地內建,作為第三方擴充使用,也有部
分USB產品也納入此款晶片作為USB 3.0 Hub使用。
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本篇受測的擴充卡為銀ITHOO asmedia ASM1042A USB 3.0卡。
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鈺創(Etron)推出新的USB 3.0 xHCI 1.0規範晶片,型號為EJ198H,
較少主機板採用,即使國內三大主機板廠商最愛用Etron USB 3.0
晶片的那家,提供解決方案的型號仍是前一代的產品(EJ168)。

先看一下EJ198H的規格:
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本篇受測的擴充卡為銀欣 SilverStone SST-ECU01 USB 3.0卡。
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Fresco Logic,美商睿思科技研發,在USB 3.0初問世的那個年代,
也蠻少推出對應的USB 3.0 Host/Device晶片,很可惜在臺灣的市
場推展不起來。近年Fresco Logic在其官網將USB 3.0 Host Controller
晶片一分為三:FL1100LX (1 port)、FL1100SX (2-port)及FL1100EX
(4-port),臺灣境內能找到的仍是舊款4 Ports FL1100晶片產品,
無緣測試新款的FL1100EX晶片,FL1100為該公司第一款支援xHCI
1.0規範的晶片。
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本篇受測的擴充卡為登昌恆Uptech UTB245 USB 3.0卡。
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Renesas/NEC是第一家推出USB 3.0擴充晶片,當時的代表作為符合
xHCI 0.96規範的µPD720200A系列,本篇不作該晶片測試。µPD720200
並未符合xHCI 1.0規範,Renesas於2011下半年推出µPD720201/µPD720202,
目前臺灣境內不管是網路商店或是店家賣的USB 3.0擴充卡,幾乎多
是搭載此款µPD720201/µPD720202晶片,已到過度氾濫的程度。
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本篇測試的擴充卡為AKE µPD720201 USB 3.0擴充卡,附圖為網站
抓取,若有不妥隨時會移除此圖檔。
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Ti TUSB7340,美商德儀研發,未符合xHCI 1.0規範,僅達xHCI 0.96。
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本篇測試的擴充卡為shentek USB 3.1 Gen1擴充卡。
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VIA VL805,台灣威鋒電子研發,推出第一款USB 3.0控制晶片為
VL800,僅達xHCI 0.96規範,效能也不見得突出。VIA Lab順勢推
出新款的USB 3.0晶片,分別為VL805(4 Ports)/VL806(2 Ports)
兩款晶片,以對應xHCI 1.0規範的USB 3.0規格。
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本篇測試的擴充卡為網購不知名VL805 USB 3.0擴充卡。
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Intel USB 3.0擴充晶片,首見於Intel Z77晶片組,當時一度讓市
場掀起了USB 3.0週邊升級熱。隨後的Intel桌上型晶片組都納入了
USB 3.0擴充功能,本篇以最新的Z170納入測試,以下為Z170 USB
3.0的簡述。
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本篇測試的主機板為ASUS Z170 Deluxe。
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Intel C600系列晶片組,在X79年代未加入USB 3.0功能,遲至C602
晶片組(X99)才見到USB 3.0擴充功能,以下為X99 USB 3.0的簡述。
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本篇測試的主機板為ASUS X99-E WS/USB 3.1。
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簡單介紹結束囉,上機去。


測試環境簡述:

M/B: ASUS X99-E WS/USB 3.1 BIOS 0602
CPU: i7-5930K oc 4.5G
RAM: G.Skil DDR4-3000 CL15-16-16 4Gx4
OS SSD: Fujitsu FSX-240GB SLC SSD 接在H710P上
測試碟: Samsung 850 Pro 256G MLC SSD
測試碟外接盒: Akitio Neutrino U3.1 USB 3.1 Gen2(Type-C)
USB 3.0 Driver: Windows 10內建 UASP Drivers
USB 3.1 線: Qooker酷可 USB 3.1 Gen 2 Type C轉Type A 1M長
OS: Windows 10 Enterprise x64


AIDA64 Read Test Suite,設定Block Size 1MB及8MB作為測試基
準。Z170完封所有的對手,X99些微差距落後。ASM1042A在Block
1M時讀取速率贏VL805,在Block 8M時讀取速率反倒輸給VL805。
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AIDA64線性讀寫測試,設定Block Size 8MB作為測試基準。
Z170平均讀取速率贏過X99,平均寫入速率則是X99獲勝。儘管VL805
的平均線性讀取速率最快,平均寫入速率以FL1100最快。
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ASM1042讀寫曲線:
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ASM1042A讀寫曲線:
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EJ198H讀寫曲線:
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FL1100讀寫曲線:
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µPD720201讀寫曲線:
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Ti TUSB7340讀寫曲線:
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VL805讀寫曲線:
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Intel Z170讀寫曲線:
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Intel X99讀寫曲線:
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AJA 設定2048*1556 10-bit RGB從128MB~16GB全測一輪。

讀取曲線很明顯分為三群,Intel系以Z170讀取速率較快,xHCI 1.0
系列晶片以ASM1042A較快,EJ198H竟落到xHCI 0.96的級距,還輸給
ASM1042。寫入速率FL1100相對穩定的表現而獲勝,Intel系列晶片
組寫入起伏挺大的。
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Anvil's Storage Utility設為Compression 100%環境,把容量值
從1GB~32GB式全測試一輪,並強制設為Write Through模式進行寫
入測試。

循序讀取速率以Z170奪冠,VL805也小幅領先ASM1042A;循序寫入
測試除了FL1100、µPD720201、VL805外,多呈明顯地波動,以X99
平均表現較佳。
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4K讀取速率以EJ198H平均比現較佳,Z170還輸給ASM1042,X99也輸
給µPD720201;4K寫入測試,很明顯的分為三群,領先群以FL1100
表現最快,也贏過了Z170,X99輸給Ti TUSB7340,EJ198H輸給了
ASM1042均跌破眼鏡。
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4KQD4的讀取速率以ASM1042A最快並贏過Z170及X99,寫入除了VL805、
µPD720201及FL1100較穩定,AM1042A、Z170及X99波動幅度較大。
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4KQD16的讀取速率以ASM1042A最快,Z170或X99還輸給µPD720201;
寫入速率除了ASM1042及EJ1985H較平順,其它晶片寫入曲線均呈起
伏,以VL805平均較佳。
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32K讀取速率均由ASM1042A奪冠,128K讀取速率由Z170領先。
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觀察分數,讀取分數以ASM1042A平均較高分並贏過Z170,EJ198H明
顯地落後;寫入分數以µPD720201平均分數較高,EJ198H仍輸給了
ASM1042,總得分數以ASM1042A平均最高分。
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AS SSD設定檔案容量為1GB,同時測試Copy Benchmark及Compression
Benchmark。

循序讀取速率以Z170最快,循序寫入則是FL1100最快。
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4K/4K-64Thrd讀寫測試:4K讀取以EJ198H最快、4K寫入是FL1100最
快;4K-64 Thrd讀取速率以ASM1042A最快,4K-64 Thrd寫入速率則
是VL805最快。
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512B讀寫測試:讀取速率以ASM1042A最快,寫入速率則是Z170最快。
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ASM1042A讀取分數最高,FL1100的寫入分數最高,整體總分仍為
ASM1042A最快。
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ISO檔及Game選項的傳輸測試:ISO讀取速率以ASM1042A最快、程式
讀取及遊戲載入速率以FL1100最快。
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Compression Benchmark測試圖檔直接貼出。

ASM1042
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ASM1042A
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EJ198H
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FL1100
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µPD720201
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Ti TUSB7340
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VIA VL805
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Intel Z170
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Intel X99
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ATTO Diskbenchmark v2.47將封包值設定為512Byte到8KB,針對檔
案長度64K、64MB、256M、512MB、1GB、2GB,分別測試Neither及
Overlapped I/O模式。

檔案長度64K,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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檔案長度64M,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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檔案長度256M,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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檔案長度512M,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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檔案長度1G,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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檔案長度2G,各模式的讀寫曲線圖如下:

Neither模式
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Overlapped I/O模式
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以封包值8KB為基準,比較各模式的讀寫速率:

Neither,Z170的讀取速率最快,ASM1042A小贏VL805;寫入速率
仍是Z170最快,ASM1042A平均速率快於FL1100。
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Overlapped I/O,Z170的讀取速率最快,ASM1042A小贏VL805;寫
入速率仍是Z170最快,ASM1042A平均速率快於FL1100。
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Crystal DiskMark v5.1.2,容量值選50MiB、500MiB、1GiB、4GiB、
8GiB及32GiB等六組,測試Default資料型態。

循序讀寫讀取曲線分兩大類,Intel系列最快,xHCI 1.0的讀取速率
以ASM1042A最快;寫入速率以FL1100較穩定,Intel系劣及ASM1042A
晶片會出現速率陡降的情況。
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Seq Q32T1,讀取曲線也分三類,Intel系列最快,xHCI 1.0的讀取
速率以VL805最快,EJ198H讀取速率輸給xHCI 0.96;寫入速率也以
Intel系列較快,xHCI 1.0以ASM1042A最快。
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4K讀取速率以EJ198H最快,Z170輸給ASM1042A,X99只贏VL805,其它
的幾乎都輸;寫入速率以Z170遙遙領先,EJ198H最慢。
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4K Q32T1讀取速率以ASM1042A最快,Z170及X99在領先群裡只贏過
FL1100,寫入速率雖然ASM1042A平均較快,VL805的穩定性較佳。
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NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K,檔案容量為2.5G。
平均讀取速率以ASM1042A最快,平均寫入以X99最快。
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HDTune v5.6設定檔案容量為8MB,各測試選項結果。

循序測試

循序讀取速率以Z170較快,循序寫入速率以X99最快,Z170反而最慢。
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額外讀寫測試 (Extra Test-Read/Write)

隨機搜尋及4K隨機搜尋讀取速率均以FL1100遙遙領先最快,隨機搜
尋及4K隨機搜尋寫入速率以Z170最快。
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隨機讀寫測試 (Random Access-Read/Write)

隨機讀取或4K隨機讀取是Intel系列晶片的天下,ASM1042A緊追在後。
隨機寫入以FL1100最快,4K隨機寫入以Z170較快。
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File Benchmark測試:以Block Size 512MB檔案長度為基準,設定
50MB、500MB、2000MB及4000MB,測試資料型態為Mixed及Zero。

循序測試:Mixed或Zero型態以X99讀取速率最快,寫入速率以FL1100
平均較快。
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4 KB Random Single:Mixed型態裡ASM1042A與EJ198H不相上下,寫
入速率以FL1100最快,Z170、X99表現也不佳;Zero型態裡ASM1042A
讀取速率先盛後衰,寫入速率以FL1100最快。
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4 KB Random Multi 32:Mixed或Zero型態以µPD720201平均讀取速
率最快,寫入速率平均以VL805較快,Intel系列晶片表現不甚理想。
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HD-Tach 讀取效能測試,分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。

平均讀寫速率以ASM1042A最快。
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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。

平均讀取速率以ASM1042A最快,寫入速率以Z170最快。
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InHouse DiskBenchmark效能測試:

循序讀寫測試。
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隨機讀寫測試。
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Parkdale v2.96分別選取Block Size 64KB及1MB為基準,把檔案大小
從250MB到4000MB全測過一輪。

循序讀取速率在Block 64K以ASM1042A平均表現較快,惟在Block 1M
時,Intel系列晶片大獲全勝並由X99奪冠。循序寫入速率在Block
64K以X99平均表現較快,Block 1M反倒是FL1100平均較快。
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Random QD32的讀取速率以EJ198H平均表現最佳,寫入速率以FL1100
平均表現。
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PCMark 7 Secondary Storage測試。

標準總分以FL1100最高分5294,原始得分還是FL1100最高4999。
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把所有測試軟體的項目,作個簡表,並作個簡單結論。
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若以ASM1042為基準,ASM1042A的表現還贏過Z170或X99。
若以xHCI 0.96級距來看,Ti TUSB7340還贏過ASM1042約33%。
若以xHCI 1.0級距來看,EJ198H在多數項目數據不佳,X99與
µPD720201不相上下,還小輸給FL1100,僅靠Z170讓Intel系列
晶片保住USB 3.1 Gen1速率面子。


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
 
▌延伸閱讀