先驅(qū)與新貴 兩代USB 3.0芯片性能對(duì)比
泡泡網(wǎng)主板頻道6月24日 USB 3.0從規(guī)范的發(fā)布到實(shí)施的已經(jīng)經(jīng)歷了7、8年的時(shí)間，而具體產(chǎn)品的露面也就是去年年底開(kāi)始。規(guī)范中最重要的環(huán)節(jié)——USB 3.0的控制芯片從第一款量產(chǎn)型芯片開(kāi)始便是NEC一家獨(dú)大，直到Fresco Logic的出現(xiàn)才讓我們聽(tīng)到了不同的聲音。
要說(shuō)這兩種芯片是“兩代”產(chǎn)品多少都有些牽強(qiáng)，但以“先驅(qū)”和“新貴”這兩種稱(chēng)謂來(lái)稱(chēng)呼它們我想還算是比較合適的。今天的測(cè)試就是以這兩種芯片的三種解決方案來(lái)測(cè)試一下到底哪種方案對(duì)于USB 3.0性能發(fā)揮是最好的。
客觀來(lái)講，USB稱(chēng)得上是目前最成功，最有優(yōu)勢(shì)的外設(shè)接口標(biāo)準(zhǔn)，隨著時(shí)代的發(fā)展，外設(shè)產(chǎn)品的升級(jí)，USB接口規(guī)范也需要有相應(yīng)的升級(jí)，于是USB3.0 “SuperSpeed USB”（超高速USB）來(lái)了。相對(duì)于之前的USB2.0，USB3.0最大的優(yōu)勢(shì)就是高帶寬和良好的兼容性了。
USB高速的秘訣——全雙工
線纜實(shí)物
高速秘訣——全雙工
首先在帶寬上，USB 3.0支持全雙工，而不再是USB 2.0時(shí)代的半雙工模式。信號(hào)傳輸模式上仍然采用主機(jī)控制的方式，不過(guò)改為了異步傳輸。新增了5個(gè)觸點(diǎn)，兩條為數(shù)據(jù)輸出，兩條數(shù)據(jù)輸入，采用發(fā)送列表區(qū)段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)包，新的觸點(diǎn)將會(huì)并排在目前4個(gè)觸點(diǎn)的后方。USB 3.0暫定的供電標(biāo)準(zhǔn)為900mA，將支持光纖傳輸，一旦采用光纖其速度更有可能達(dá)到25Gbps。
得益于高帶寬的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)顯示器接口都有可能Wireless USB化
完美兼容性——向下兼容USB 2.0和1.1版本
其次在兼容性上，USB 3.0的設(shè)計(jì)兼容USB 2.0與USB 1.1版本，并采用了三級(jí)多層電源管理技術(shù)，可以為不同設(shè)備提供不同的電源管理方案。Intel的xHCI已經(jīng)可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0采用新的封包路由傳輸技術(shù)，線纜設(shè)計(jì)了8條內(nèi)部線路，除VBus和GND作為電源提供線外，剩余3對(duì)均為數(shù)據(jù)傳輸線路其中保留了D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路，新增了SSRX與SSTX專(zhuān)為新版所設(shè)的線路。
NEC D720200F1芯片
NEC D720200F1芯片的封裝面積為10x10mm，最大耗電量為1W。除了能夠支持USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)外，還可與USB 2.0/1.1/1.0接口兼容，并同樣支持PCI Express和SATA等數(shù)據(jù)傳輸接口。該芯片在去年六月份推出，售價(jià)約15美元。
集成在主板上的NEC D720200F1
NEC解決方案在后來(lái)者出現(xiàn)之前唯一的USB 3.0解決方案，同時(shí)也是目前市場(chǎng)占有率最高的芯片。自2009年9月NEC開(kāi)始量產(chǎn)USB3.0控制芯片起，目前已有300多萬(wàn)顆USB3.0控制芯片使用到各類(lèi)型產(chǎn)品之中，其中主要包括主板、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、PCI Express接口控制卡等。
早在今年年初的美國(guó)CES大展上，F(xiàn)resco Logic這家名不見(jiàn)經(jīng)傳的小公司也推出了USB 3.0芯片的解決方案，成為了業(yè)內(nèi)第二家推出量產(chǎn)型級(jí)別的USB 3.0芯片的公司。
早在今年年初就曝光過(guò)的FL 1000G芯片
Fresco Logic
睿思科技股份有限公司(Fresco Logic Inc.)是全球頂尖技術(shù)的USB 3.0 IC設(shè)計(jì)與解決方案公司，提供高級(jí)傳輸存儲(chǔ)技術(shù)與芯片系統(tǒng)解決方案，整合個(gè)人通訊、計(jì)算機(jī)及移動(dòng)上網(wǎng)裝置之間的高效能傳輸。Fresco Logic的產(chǎn)品使用自家的GoXtream xHCI加速引擎專(zhuān)利技術(shù)，已獲得SuperSpeed USB認(rèn)證徽標(biāo)，保證性能的同時(shí)還支持低功耗模式，并能降低系統(tǒng)整體成本、縮短研發(fā)周期。目前Fresco Logic提供了兩種USB 3.0的芯片解決方案，一種就是目前已知的FL 1000G芯片，而另一種是FL 1009芯片，我們今天主要介紹已經(jīng)量產(chǎn)的FL 1000G芯片。
FL 1000G封裝規(guī)格為L(zhǎng)QFP 100-pin與TFBGA 84 pin，封裝尺寸分別為12x12mm與8x8mm。FL 1000G橋接芯片支持USB 3.0 Rev 1.0規(guī)格并向下兼容USB 2.0及USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)，其PCI Express界面兼容于PCI Express Gen I/Gen II的標(biāo)準(zhǔn)，可與目前市面上主流的芯片組匹配。
FL 1000G與NEC D720200F1有何不同？
產(chǎn)品成本：FL 1000G的成本要比D720200F1便宜很多，據(jù)說(shuō)只有D720200F1的一半左右；
USB接口個(gè)數(shù)：D720200F1可以提供兩個(gè)USB 3.0接口，而FL 1000G只能提供一個(gè)USB 3.0接口，F(xiàn)resco Logic的另一款即將量產(chǎn)的芯片——FL 1009可以提供兩個(gè)；
PCI-E帶寬需求：D720200F1可以完全支持并自由適應(yīng)PCI Express Gen I或Gen II的標(biāo)準(zhǔn)，而FL 1000G則只支持PCI Express Gen I，未來(lái)的FL1009將加入Gen II的支持。
為什么兩種芯片會(huì)出現(xiàn)三種方案呢？
剛剛我們說(shuō)過(guò)了，這兩款芯片對(duì)于PCI-E帶寬的需求其實(shí)是有區(qū)別的，而FL 1000G只支持一代PCI-E接口，而NEC方面我們就需要進(jìn)行PCI-E一代和二代兩種帶寬的測(cè)試，所以就有了兩種芯片三種解決方案的情況發(fā)生。
對(duì)于這三種解決方案，我們通過(guò)如下方面進(jìn)行實(shí)施：
Fresco Logic FL 1000G測(cè)試——華擎P55 Pro/USB3
華擎P55 Pro/USB3
之前我們對(duì)于華擎P55 Pro/USB3這款主板也進(jìn)行了測(cè)試，而有關(guān)非NEC USB 3.0芯片的性能由于時(shí)間關(guān)系并沒(méi)有放入之前的文章當(dāng)中。這次我們使用了這款主板所搭配的平臺(tái)來(lái)驗(yàn)證這顆新貴產(chǎn)品的實(shí)際性能。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測(cè)試——技嘉H55N-USB3
技嘉H55N-USB3
對(duì)于NEC芯片的PCI-E Gen 1的測(cè)試我們的平臺(tái)選用了技嘉剛剛發(fā)布的首款支持USB 3.0的Intel最小主板——技嘉H55N-USB3，這款主板除了在USB 3.0方面提供了支持之外，同時(shí)還支持USB三倍力和On/Off Charge功能，可以為iPhone、iPod Touch以及iPad等蘋(píng)果數(shù)碼設(shè)備快速充電。
這款主板提供了USB 3.0在Gen 1和Gen 2之間切換的功能，也就是說(shuō)在使用獨(dú)立顯卡時(shí)，主板會(huì)讓USB 3.0從H55-PCH提供的PCI-E Gen 1來(lái)進(jìn)行使用，而當(dāng)主板使用的是Clarkdale處理器中內(nèi)建的顯卡時(shí)，主板會(huì)自動(dòng)將處理器所提供的一條x16帶寬的PCI-E 2.0通道切割為兩條x8的通道，讓USB 3.0通過(guò)其中一條進(jìn)行工作。鑒于這種情況，我們使用了獨(dú)立顯卡來(lái)進(jìn)行測(cè)試以保證NEC D720200F1運(yùn)行在Gen 1下。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測(cè)試——技嘉790FXT-UD5P+USB 3.0轉(zhuǎn)接卡
由于目前Intel平臺(tái)在PCI-E帶寬上的混亂情況，有關(guān)NEC D720200F1在PCI-E Gen 2上的測(cè)試我們決定放棄Intel平臺(tái)而轉(zhuǎn)向完全使用PCI-E Gen 2規(guī)格的AMD平臺(tái)上。
技嘉790FXT-UD5P
MSI Star-USB3擴(kuò)展卡
測(cè)試中我們選用了790FX平臺(tái)加上PCI-E接口的USB 3.0擴(kuò)展卡來(lái)進(jìn)行測(cè)試，這樣就保證了USB 3.0是完全運(yùn)行在PCI-E 2.0總線下，而隨后的測(cè)試結(jié)果也證明了我們的觀點(diǎn)。
這里我們需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：雖然我們采用了Intel和AMD兩種平臺(tái)，但由于磁盤(pán)性能對(duì)于高頻處理器在頻率上的波動(dòng)并不敏感，甚至可以說(shuō)幾乎沒(méi)有影響，所以我們才使用了不同平臺(tái)來(lái)進(jìn)行測(cè)試，請(qǐng)大家不要誤會(huì)。
測(cè)試硬盤(pán)及硬盤(pán)：ADATA S599+Century CROSU3 USB 3.0硬盤(pán)盒
威剛S599固態(tài)硬盤(pán)
威剛?cè)鹿虘B(tài)硬盤(pán)產(chǎn)品線S599擁有100GB和200GB兩種容量，此次我們使用的是100GB產(chǎn)品。2.5英寸的S599配備了最新的SandForce SF-1200控制器，采用MLC NAND閃存新品，據(jù)悉最大讀寫(xiě)速度分別為280MB/S和270MB/S。
Century CROSU3硬盤(pán)座
我們通過(guò)Century生產(chǎn)的USB 3.0硬盤(pán)盒來(lái)與主板進(jìn)行連接，這款產(chǎn)品型號(hào)為CROSU3，支持USB3.0接口，輸速率高達(dá)5Gbps。同時(shí)支持全部2.5吋筆記本和3.5吋臺(tái)式機(jī)SATA硬盤(pán)。
為什么要使用固態(tài)硬盤(pán)？
由于目前采用SATA 6Gbps接口的機(jī)械硬盤(pán)速度仍然不是很理想，很難讓USB 3.0在數(shù)據(jù)傳輸上表現(xiàn)出應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)，由此就會(huì)縮小各個(gè)USB 3.0工作模式之間的差距，這樣的測(cè)試成績(jī)會(huì)造成讀者對(duì)于USB 3.0實(shí)際性能上認(rèn)知的阻礙，最后也就代表著我們此次的測(cè)試結(jié)果毫無(wú)意義；而固態(tài)硬盤(pán)雖然目前價(jià)格較高，但由于其性能上的優(yōu)勢(shì)，可以在數(shù)據(jù)上更加明顯的量化出三種不同工作模式之間的差距，可以讓各位更好的理解這些不同工作模式到底瓶頸出現(xiàn)在哪里。
HD Tune Pro：這是一款小巧易用的硬盤(pán)工具軟件，其主要功能有硬盤(pán)傳輸速率檢測(cè)，健康狀態(tài)檢測(cè)，溫度檢測(cè)及磁盤(pán)表面掃描等。另外，還能檢測(cè)出硬盤(pán)的固件版本、序列號(hào)、容量、緩存大小以及當(dāng)前的Ultra DMA模式等。
三種模式測(cè)試對(duì)比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測(cè)試成績(jī)
Fresco Logic FL 1000G測(cè)試成績(jī)
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測(cè)試成績(jī)
測(cè)試的一開(kāi)始“新貴”FL 1000G就打出了一記漂亮的直拳——它與NEC D720200F1 PCI-E Gen1雖然都是工作在PCI-E Gen 1模式下，但平均速度上FL 1000G開(kāi)局就以20MB/s的優(yōu)勢(shì)先下一城；而在PCI-E Gen 2模式下的D720200F1發(fā)揮了ADATA S599應(yīng)有的性能，平均讀取速度已經(jīng)達(dá)到了163.6MB/s。
三種模式測(cè)試對(duì)比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測(cè)試成績(jī)
Fresco Logic FL 1000G測(cè)試成績(jī)
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測(cè)試成績(jī)
寫(xiě)入部分的測(cè)試與剛剛讀取測(cè)試時(shí)的情形保持一致——FL 1000G在寫(xiě)入部分完勝了NEC的Gen 1模式，甚至在最低寫(xiě)入速度時(shí)超過(guò)了NEC Gen 2模式，差一點(diǎn)完成了最低寫(xiě)入、最高寫(xiě)入和平均寫(xiě)入都超過(guò)100MB/s的好成績(jī)。
HD Tach：專(zhuān)門(mén)針對(duì)硬盤(pán)底層性能的測(cè)試軟件。它主要通過(guò)分段拷貝不同容量的數(shù)據(jù)到硬盤(pán)進(jìn)行測(cè)試，可以測(cè)試硬盤(pán)的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率、隨機(jī)存取時(shí)間及突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，它使用的場(chǎng)合并不僅僅只是針對(duì)硬盤(pán)，還可以用于軟驅(qū)、ZIP驅(qū)動(dòng)器測(cè)試。
三種模式測(cè)試對(duì)比
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測(cè)試成績(jī)
Fresco Logic FL 1000G測(cè)試成績(jī)
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測(cè)試成績(jī)
在HD Tach測(cè)試中 FL 1000G表現(xiàn)出了極好的性能，突發(fā)成績(jī)和平均讀取相比NEC D720200F1 Gen 1模式都有不小的幅度提升，而NEC D720200F1 Gen 2模式下平均讀取速度已經(jīng)突破了150MB/s，而突發(fā)讀取更是達(dá)到了180MB/s。
ATTO Disk Benchmark：它是一款簡(jiǎn)單易用的磁盤(pán)傳輸速率檢測(cè)軟件，可以用來(lái)檢測(cè)硬盤(pán)、U盤(pán)、存儲(chǔ)卡及其它可移動(dòng)磁盤(pán)的讀取及寫(xiě)入速率。該軟件使用了不同大小的數(shù)據(jù)測(cè)試包，數(shù)據(jù)包按0.5KB、1.0KB、2.0KB直到8192.0KB進(jìn)行分別讀寫(xiě)測(cè)試，測(cè)試完成后數(shù)據(jù)用柱狀圖的形式表達(dá)出來(lái)。很好的說(shuō)明了文件大小比例不同對(duì)磁盤(pán)速度的影響。
NEC D720200F1 PCI-E Gen 1測(cè)試成績(jī)
Fresco Logic FL 1000G測(cè)試成績(jī)
NEC D720200F1 PCI-E Gen 2測(cè)試成績(jī)
跟之前測(cè)試的情況基本相似，排位還是以NEC D720200F1 Gen 1模式、FL 1000G和NEC D720200F1 Gen 2模式這樣的順序，F(xiàn)L 1000G在測(cè)試中意PCI-E Gen 1的帶寬可以達(dá)到讀取16xMB/s和寫(xiě)入14xMB/s的成績(jī)實(shí)屬不易，而NEC D720200F1在PCI-E Gen 2模式下幾欲突破200MB/s的讀取速度，讓我們看到了在PCI-E 2.0的帶寬下，NEC這顆USB 3.0芯片配合高速固態(tài)硬盤(pán)時(shí)并不會(huì)造成瓶頸。
這兩代USB 3.0芯片在測(cè)試中都有非常不錯(cuò)的表現(xiàn)，而兩者的特點(diǎn)在測(cè)試中也表露無(wú)疑——
Fresco Logic FL 1000G：性價(jià)比猛將
作為“后來(lái)者”的Fresco Logic FL 1000G在測(cè)試中表現(xiàn)十分亮眼，可以說(shuō)是讓NEC D720200F1在同樣都是PCI-E Gen 1模式下完敗于它，以D720200F1一半的價(jià)格就可以實(shí)現(xiàn)甚至是高于它的性能，這也就體現(xiàn)出了FL 1000G這顆芯片極高的性價(jià)比。
NEC D720200F1：需要高帶寬發(fā)揮能力
通過(guò)測(cè)試成績(jī)我們很難無(wú)視PCI-E帶寬給NEC D720200F1所帶來(lái)的影響，各項(xiàng)測(cè)試成績(jī)PCI-E Gen 1模式都比Gen 2模式要低非常多，這也就從另一個(gè)方面向我們表明了一點(diǎn)：以H55/P55南橋直連的NEC USB 3.0解決方案其實(shí)并不是它非常好的的表現(xiàn)，各位能看到的也只是“能用”而已，并非其實(shí)際性能……由此可以進(jìn)而推論：不論是以板載還是擴(kuò)展卡形式存在，NEC這款芯片與AMD芯片組的搭配相比Intel芯片組來(lái)講性能都更加合適。
當(dāng)然，這也和我們本次測(cè)試使用的是高速固態(tài)硬盤(pán)有關(guān)，但最后的結(jié)果是不會(huì)變的——盡管成績(jī)的差距會(huì)小很多，但PCI-E 2.0帶寬的優(yōu)勢(shì)也不會(huì)讓D720200F1在測(cè)試中落后于其他兩種模式的。
上個(gè)月Fresco Logic方面?zhèn)鱽?lái)消息：Fresco Logic即將發(fā)布了其第二款USB 3.0控制器產(chǎn)品——FL 1009。FL 1009基于其自家的GoXtream xHCI加速引擎專(zhuān)利技術(shù)，已獲得SuperSpeed USB認(rèn)證徽標(biāo)，保證性能的同時(shí)還支持低功耗模式，并能降低系統(tǒng)整體成本、縮短研發(fā)周期；在規(guī)格上FL 1009可以提供兩個(gè)USB 3.0接口(向下兼容USB 2.0/1.1/1.0模式)，系統(tǒng)總線從PCI-E 1.0升級(jí)為PCI-E 2.0，這樣即便使用PCI-E x1接口，帶寬也能從250MB/s翻番到500MB/s，正好滿足USB 3.0 5Gbps的理論速度需求。
所以說(shuō)今年下半年將是Fresco Logic和NEC在PCI-E 2.0平臺(tái)上角逐的開(kāi)始，而有傳聞NEC方面也有新的USB 3.0芯片要推出，那時(shí)候它們又會(huì)擦出怎樣的火花呢？■<
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