USB 3.2 Gen 2×2 介面在 2019 年底進入商品化階段，近期相關應用產品數量又再增加了些，挺進 20Gbps 世代的氛圍逐漸濃厚。本篇除了介紹 Seagate 和 Western Digital 兩家的外接固態硬碟產品，體驗 20Gbps 傳輸速率所帶來威力，也將提及你所該留意的兩個要點。
話說 USB 3.2 Gen 2×2 傳輸速率達 20Gbps，較 USB 3.2 Gen 2 那 10Gbps 速率多一倍，是充分運用 USB Type-C 所擁有 2 組高速資料傳輸通道，來實現 20Gbps 傳輸速率。想構成應用環境，需要相對應規格的控制器與橋接器，目前可見解決方案都來自 ASMedia，至於線材基本上是可沿用 USB 3.2 Gen 2 規格製品（得留意市售品良莠不齊、長度建議不超過 1M）。
* Thunderbolt 3 資料通道傳輸速率僅 22Gbps，理論頻寬約等於 2707MB/s。
ASMedia 於 Computex 2019 展出 USB 3.2 Gen 2×2 相關產品，隨後推出控制器有 ASM3242 與 ASM3241 兩款，差異在於系統匯流排介面為 PCIe 3.0 x4 和 PCIe 3.0 x2 之分。而同步推出的首款裝置用橋接器 ASM2364，為 USB 3.2 Gen 2×2 轉 PCIe 3.0 x4 NVMe 介面規格，主要是針對外接儲存應用所開發。
● ASMedia ASM3242 控制器。
● ASMedia ASM2364 橋接器。
如同以往，關鍵的控制器獲得主機板廠商採用，最能勾引起使用者的興趣。ASUS 去年底推出 ROG Rampage VI Extreme Encore（Intel X299 晶片組）等 HEDT 主機板，首開先例導入 ASMedia 解決方案，到了近期的 Intel 第 10 代 Core 系列主流性能桌上型平台，ASUS 連同 MSI 等幾家更擴大導入，另外如 GIGABYTE 則選擇推出擴充介面卡。
● 左 ASUS ROG Maximus XII Extreme、右 MSI MEG Z490 Ace 同樣採用 Intel Z490 晶片組。
● USB 3.2 Gen 2×2 介面一律採用 USB Type-C 連接器。
東風起自然還需要最佳配角，所能購買到的周邊裝置最佳代表組，莫過於 Seagate 和 Western Digital 所推出外接固態硬碟，皆已經相繼開賣不等時間。藉這水到渠成機會，借來 Seagate FireCuda Gaming SSD 和 Western Digital WD Black P50 Game Drive 兩款產品 1TB 容量版本，運上手上支援這新式介面的主機板，進行性能測試體驗與相關兩三事探討。以下先行產品簡介～
Seagate FireCuda Gaming SSD
FireCuda Gaming SSD 標示尺寸 104.4 x 52.5 x 10mm，個頭明顯比 WD Black P50 Game Drive 小一些，除了外觀線條也更簡單、俐落，金屬外殼還使用皮革漆提升觸感。風格相對細緻之餘，Seagate 另外藉由加入可自訂的 RGB 燈光功能，使得電競、遊戲感更加濃厚，確實很能吸引到目光。
由於 USB 3.2 Gen 2×2 橋接器支援 PCIe 3.0 x4 NVMe 介面，自然而然是搭載自家 FireCuda 系列固態硬碟，猜想應為 FireCuda 510 SSD 這款產品，頂多只是更改了名稱。可選容量有 500GB、1TB、2TB 等 3 種，出廠預設採用 NTFS 檔案系統格式化，並且預載 Start Here 前導程式軟體。
Start Here 作用是引導進行產品註冊，而後能自由決定，是否安裝 Toolkit 等工具軟體。Toolkit 可用來設定燈效，允許調節亮度、開 / 關、選擇色彩，惟預設只有閃爍、呼吸、頻譜等 3 種發光模式（另可自訂）。而 Sync Plus 資料備份 / 同步功能，是針對特定或自訂檔案目錄來進行，並不支援系統映像備份。
市場參考價格：
500GB $5,990
1TB $8,490
2TB $15,490
Western Digital WD Black P50 Game Drive
WD Black 家族產品都是針對遊戲玩家最佳化設計，所以採用全金屬材質構成外殼的 WD Black P50 Game Drive，外觀線條看來較為粗曠、帶有工業風，體整上堅固性與輔助散熱也兼具。規格標示尺寸 118 x 62 x 14mm，它的塊頭稍微偏向中、大，能承受衝擊又耐用看來是 Western Digital 首要考量。
WD Black P50 Game Drive 會是裝配哪款固態硬碟，工具軟體判讀顯示為 WD Black SN750E，應該是由 WD Black SN750 換個名稱而來。產品提供 500GB、1TB、2TB 容量選擇，出廠預設採用 exFAT 檔案系統格式化，跨平台相容 Windows、Mac OS、PlayStation、Xbox One 環境，惟並未預載也沒有任何附加軟體提供下載。
市場參考價格：
500GB $5,590
1TB $8,790
2TB $15,490
基準性能測試 & PCIe 頻寬須知
寫在測試之前，USB 20Gbps 傳輸速率固然看似美好，還得留意應用在主機板上產生的差異。這類控制器得透過 PCIe 匯流排連接至主機板的晶片組，ASM3242 雖說是 PCIe 3.0 x4（即 32Gbps）規格，然而配置在 Comet Lake-S 這類主流性能平台，實務上可能只會分配到 2 條 PCIe 3.0 通道（即 16Gbps）。
●ASM3242 應用於主流性能平台主機板實例：僅分配得 2 條 PCIe 3.0 通道，也就是只有設計規格的一半。
在此條件下，ASM3242 聯外頻寬和 PCIe 3.0 x2 規格的 ASM3241 無異，即便 USB 端毫無疑問仍以 20Gbps 速率連結、傳輸資料，資料吞吐終究會受限於 20Gbps vs. 16Gbps 這樣的落差。由於速度折損率大約 20%，經廠商確認實際最高傳輸速度只能達到 1,600MB/s 上下，可別以為是儲存裝置廠商誇大宣稱 2,000MB/s。
● ASM3242 獨立介面卡：依照設計規格取用 4 條 PCIe 3.0 通道。
其一範例為 ASUS ROG Maximus XII Extreme，線路配置只給予 2 條 PCIe 通道，因此實際速度表現和選用 ASM3241 的 MSI MEG Z490 Ace / MPG Z490 Gaming Carbon WIFI 相當。不過既然題目的出發點，是選擇以 Comet Lake-S 來組建測試平台，因此仍以使用 ROG Maximus XII Extreme 所測得數據當代表組。
● ASUS ROG Maximus XII Extreme。
● GIGABYTE GC-USB 3.2 GEN2X2。
測試平台
- 處理器：Intel Core i9-10900K
- 主機板：ASUS ROG Maximus XII Extreme
- 記憶體：Klevv Cras X RGB DDR4-3466（8GB x 2 Kit）
- 系統碟：Plextor M8PeG 512GB
- 資料碟：Western Digital WD Black SN750 1TB
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit
另外也找來採用 ASM3242 控制器的獨立介面卡，所得數據供大家參考比較，可藉此驗證前述的介面頻寬論述。回歸到主題部分，Seagate 與 Western Digital 這兩款產品雖說橋接器一樣，速度發揮除了受到 USB 20Gbps 這道屏障限制，也由於所裝配的固態硬碟模組不同，所以整體看來互有勝出之處。
同時也可看出 PCIe 頻寬對主控制器的影響，在 ROG Maximus XII Extreme 主機板上最佳速度只到 1,7xxMB 左右，但連接至頻寬充足的獨立介面卡可達 2,0xxMB/s 之譜。比較特別的地方在 PCMark 10 儲存測試，FireCuda Gaming SSD 設定、調校明顯較佳，因此得以樂勝 WD Black P50 Game Drive。
檔案傳輸測試 & 潛在問題
那麼真實檔案傳輸表現是又如何呢？以約等 9.9GB 容量的單一影片檔案為例，在基礎平台 ROG Maximus XII Extreme 寫入速度約可達 1,4xxMB/s，換用獨立介面卡可提高到 1,7xxMB/s。相較於 USB 3.2 Gen 2 介面產品，一般約 8xx～9xxMB/s 不等速度而言，Seagate 與 Western Digital 這兩款產品的效益相當明確。
單一大檔容易呈現出最佳速度，不過試想這類型產品的潛在消費族群，除了廠商所設定熱血遊戲玩家這標的，專業工作者應該同樣會感到興趣。所以另外也試驗了相機 RAW 檔案傳輸，至於像是錄影片段之類應用，前面單一檔案應該足以作為參考範例，而最後當然也少不了遊戲目錄、零散檔案傳輸試驗。
在遊戲等傳輸試驗過程中，遭遇到一些不明問題，容易發生錯誤、裝置動輒異常離線等現象。經過反覆試驗、更換主機板 / 裝置、向主機板廠回報，最後在主機板廠與 ASMedia 協助之下，總算釐清了問題點。ASMedia 表示，早在前幾個月就有接獲類似案例通報，經內部加緊進行測試、除錯之後，陸續做出一連串改善計畫。
● 傳輸檔案可能遭遇錯誤、裝置斷線示意。
ASMedia 指出，內部測試超過 10 萬筆資料，只有 3 筆左右發生類似問題，因此認為這機率算是很低。經過研究分析，該問題是資料封包、控制訊號識別錯誤所導致，而且只會發生在 20Gbps 連線速率下。由於 ASM3242、ASM3241、ASM2364 的積體電路設計基礎相同，因此普遍有這個潛在問題，而發生機率是和使用行為有所關聯。
● 以 Windows 檔案總管為例，當出現傳輸速度掉至 0，通常代表晶片是有潛在問題的舊版本。
● 以 FastCopy 為例，可以看到 I/O 裝置錯誤這樣的訊息。
ASMedia 衡量各種解決方式之後，選擇釋出修正版韌體、生產修正版產品，先前已經提供給客戶進行測試、驗證。其修正版韌體部分，是針對早先生產的控制器與橋接器產品發布，屬於應急的解決方案。因為實務上仍然會出現問題，ASMedia 做法是當裝置斷線後重新連線時，將連線速率降至 10Gbps 來因應。
因此像是使用 Windows 檔案總管來傳輸檔案，一旦遇到像上面圖例的錯誤狀況，只要按下重試(R)應該還是可以順利完成傳輸作業。不過還得留意，當電腦重新開機之後會回復預設值，仍然以 20Gbps 速率來連線。另外像使用 FastCopy 這類工具軟體，實際情況可能會稍有差異，由於變數略多所以這部分暫且不細說。
● 發生錯誤後重新連線，修正版韌體自動降速至 10Gbps 速率，傳輸速度將受到限制。
● 相同檔案、複製模式，以 20Gbps 傳輸速率運作的表現。
向廠商確認得知，如 ASUS ROG Maximus XII Extreme、ROG Strix B460-I 主機板，以及 GIGABYTE GC-USB 3.2 GEN2X2 介面卡等產品，市售版本都正好趕上換用新版控制器來生產。至於 MSI 情況雖然大致上相同，但牽扯到生產批次這個變數，只能照本宣科說，後來出廠的貨也都換用新料件進行生產。
而橋接器部分 ASMedia 指出，更換進度得視各家廠商的產品去庫存速度、生產計劃而定，市場上流通的貨品可能都是舊版橋接器。Seagate 方面針對這個潛在問題，在官網發布訊息、提供應變方案，並為 Seagate Toolkit 加入相容性模式（Compatibility Mode）選項，其作用是將連線速率強制降至 10Gbps，以減少使用者的困擾。
Seagate 官方參考資訊：Seagate FireCuda Gaming SSD 忽然連線中斷或出現 I/O 錯誤
● △ 指已經更新修正版韌體，仍有潛在問題，惟發生機率難以量化。
由於當下處於新、舊版本晶片交替時間點，得留意混搭依然會遭遇問題，這是控制器所獲得 PCIe 頻寬影響性之外，你也應該關注的一點。雖然說 ASMedia 即時做出補救，更不計成本的投產新版晶片，也難掩發生機率其實不算低這點。畢竟測試所使用檔案範本，是通俗的遊戲目錄（如 Steam、Uplay 平台），以及裝置驅動程式等。
總之在 ASMedia 與 ASUS 協助之下，真實檔案傳輸試驗並未就此打住，以下就換用雙方所提供新的樣品來進行，也可藉此驗證前述問題是否依然可能發生。以下列舉 4 款遊戲、零散檔案的傳輸表現讓大家參考，For Honor 遊戲目錄內多為大型檔案，很合理達到 1,360MB/s 或以上速度，零散檔案情況相反因而傳輸速度合理的較慢。
● Ashes of the Singularity Escalation：9,295 個檔案、總和約 22.6GB。 F1 2019：17,769 個檔案、總和約 39.9GB。 For Honor：355 個檔案、總和約 57GB。 Tom Clancy’s The Division 2：2,496 個檔案、總和約 67.3GB。零散檔案：11,751 個檔案、總和約 10.3GB。
（編按：ROG Maximus XII Extreme 媒體樣品是採用舊板控制器生產，所以 ASUS 更換成市售版以利於進行測試。而 ASMedia 所提供新版橋接器樣品，不諱言是以 WD Black P50 Game Drive 改裝而來 ）
Thunderbolt 3 相比經濟又實惠
這篇文章的主角 FireCuda Gaming SSD 與 WD Black P50 Game Drive，在一般運用看來會是 WD Black P50 Game Drive 稍占上風，如果想玩 Windows To Go 之類應用，那麼 FireCuda Gaming SSD 應該會更理想。前面並未提及運作溫度，WD Black P50 Game Drive 概略觀察到 61°C 左右，和 FireCuda Gaming SSD 的差異可能大約只有 5°C 。
先前在網路爬文看到有人提起，搶鮮入手產品卻在傳輸檔案時出現問題，直覺上認為是裝置過熱而導致斷線。個人以為這機率應該不大，畢竟固態硬碟本身有過熱保護機制，應當能承受 70°C 或以上的運作溫度。當超過臨界點一般是會降速保護，而非放任它發生運作異常、斷線、熱當等現象，所以推測關鍵很可能是 ASMedia 解決方案那個潛在問題。
總和來說，USB 3.2 Gen 2×2 是具有相當吸引力，它能讓外接固態硬碟的存取速度未遜色於 Thunderbolt 3 多少，購置擁有花費卻相對低廉了許多。此外 Thunderbolt 4 與 USB4 這兩個新規範，也都將 USB 3.2 Gen 2×2 納入支援行列之中，所以它並不會只是曇花一現，心動嗎？
