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巫佚
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加入日期: Nov 2001
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【綜合簡測】2023年上半年SATA III 6Gb/s主控晶片效能差異大亂評 (圖多)

三年前作了篇類似這類的評測,當時JMicron新控制晶片效能讓人有
進步感觸,歷經三年時光,主機板廠商也已更新了世代,其它廠商也
推出新的控制晶片,因此,再度誕生這篇測試的念頭。也因為只能抽
空測試及撰文,才能慢慢地推出這篇。


受測的主控晶片,按生產廠商英文字第一字母依序登場,如附圖:


三年前已測過AMD X570平台,當時測完的效能評比其時讓我有點不滿
意,這次會再將它拿出來測試,主要是想知道新一代AMD平台在SATA
儲存設備的效能進步幅度。X570平台上的SATA 6Gb/s控制週邊都是透
過X570 FCH與CPU溝通,沒有像有的主機板會直接提供USB週邊可能與
CPU串連的設計。



AMD X670/X670E平台是AMD新一代AM5平台,與X570類似的是X670與
CPU溝通的頻寬仍維持在PCIe 4.0x4。同樣地AM5平台上的SATA架構
據傳仍是由asmedia(祥碩)操刀協助設計,跟當年X570平台一樣的設
計概念。



asmedia(祥碩)這間公司,算是見證整個產業起伏而唯一茁壯的公司,
直到目前還有陸續推出新的儲存週邊相關高速傳輸控制晶片。

asmedia ASM1061是該公司的奠基石之一,首次發表於2010年12月。
是的,你沒看錯,這款晶片是問市超過十年的常青樹晶片,目前網拍
仍有不少SATA擴充卡是搭載這款晶片,甚至於連最新的Z790主機板額
外擴充的SATA儲存晶片仍可見到它的身影。這是款PCIe Gen2x1規格
晶片,最高傳輸率只到5Gb/s,即使目前最大容量的22TB單顆硬碟內
部傳輸率仍然餵不飽它,但是若接SATA SSD就會發現到這個架構上的
缺陷,就是SATA SSD傳輸率明顯受限。隨後該公司發表了另一款基於
PCIe Gen2x2的ASM1062晶片且支援RAID功能,但普及性或流通量可
能仍不及於ASM1061。



2018年進入PCIe 3.0世代,asmedia遲至2019年第一季一口氣推出
數款PCIe Gen3世代的PCIe轉SATA擴充晶片,拉近了之前ASM1061效
能贏不了其它同類擴充晶片的差距。

asmedia ASM1064是款基於PCIe Gen3x1的基本款擴充晶片,儘管單
線程最高傳輸率可支援達到8Gb/s,雖然是X1匯流排架構,受惠於PCIe
3.0協定,可串接的SATA儲存週邊擴充到四組。到了2021年時才可於
網購市場中見到較多採用ASM1064晶片的擴充卡。



asmedia ASM1166是祥碩PCIe 3.0世代SATA擴充晶片的殺手級晶片,
提供單線或雙線的PCIe傳輸,每條單線最高傳輸率同樣可達到8Gb/s,
因為採取的是PCIe Gen3x2匯流排,可串接SATA儲存週邊最高可達到
六組。目前市售搭載這款功能晶片的擴充卡,在網路市場能買到品牌
還是相對有限。



以下將asmedia各類型SATA擴充晶片發展沿革及功能差異,作最後簡述。





在PCIe 3.0初發展的那個年代,還有一家台廠JMicron(智微)推出了一
款效能及擴充性讓人印象深刻的擴充晶片。2018年中JMicron產品發表
會中推出數款USB/SATA高速傳輸晶片,其中一款就是JMS585。JMS585
採取PCIe Gen3x2匯流排,最高可支援五組SATA儲存週邊。與asmedia
同質性產品不同的是,它還支援傳統IDE模式。很可惜的是後來JMicron
後來引進中國的資金入股後,就未再推出其它讓人驚豔的擴充晶片,甚
至於連它的USB 20Gb/s擴充晶片JMS586U/586A調校的都落後於祥碩產
品,自此落後愈來愈遠,甚是可惜。



Intel Z590平台是Intel系列平台中,首次支援PCIe Gen4x4 SSD,處
理器與晶片組之間的連結管道仍然是 DMI 3.0,也等同於PCIe 3.0。
DMI 3.0x8的傳輸率大約是7.86GB/s,貼近於是DMI 4.0x4 (7.88GB/s),
然而在SATA儲存週邊傳輸率仍是PCIe 3.0,最大支援六組SATA週邊。



Intel Z790平台是2022年推出新一代支援Gen4x4 SSD平台的主機板,
處理器與晶片組之間的連結管道提升至 DMI 3.0,也等同於PCIe 4.0。
DMI 4.0 x8的傳輸率高達15.76GB/s,因此支援SATA儲存週邊達八組。
是否能在加大頻寬的架構中提高傳輸效能,將讓我們拭目以待。



簡單的說故事結束,網路上一定有高手講得比我更好,若各位有興趣的
不妨可參閱其它人關於各平台的相關說明。


最後作個本篇測試中SATA控制晶片規格的簡單比較列表。



測試環境簡述:

各平台對應的主機板直接表列如下
M/B: ASUS Z790 Hero BIOS 0904, ASUS CROSSHAIR VIII Hero (Wifi), ASUS ProArt X670E-CREATOR WIFI
CPU: i7-13700K O.C. P-Core oc 5.6G, E-Core 4.4G, AMD Ryzen 5 3600x, Ryzen 5 7600X
RAM: G.SKILL Trident Z5 RGB DDR5-6400 16Gx2
OS SSD: Samsung 990 PRO 2TB PCIe 4.0x4 NVMe SSD
SATA SSD: Crucial MX500 500G
SATA Adapter: JMB585、ASM1064、ASM1166皆接在Z790 Gen4插槽
OS: Windows 11 Enterprise 22H2 64-bit
Driver: Intel Optane Memory and Storage Management 19.0.1037.0 & AMD Chipset v5.02.19.221


以下測試分為幾個部分評比:循序讀寫、4K讀寫、應用軟體整合項目,
其中又會分為不可壓縮及壓縮環境兩個子項目,這樣合計拆分為八個測
試組別,第九個組別係考慮某些軟體提供混合環境。由於測試檔案圖檔
太多,均採Excel圖表整理。


(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。
線性讀取測試,以往Intel引以為傲的項目皆全軍負沒,平均讀取速率的
前三名分別是ASM1166、ASM1024及X670;線性寫入速率仍可以發現Intel
優點亦已消失,平均寫入速率前三名分別是ASM1166;JMB585及ASM1064。


Anvils軟體裡,循序讀取以ASM1166平均表現最佳獲得冠軍,第二名是
X670,第三名是ASM1064;循序寫入還是ASM1166平均表現最佳,X670為
次之,第三名仍是ASM1064。





AS SSD裡,1GB或10GB容量的循序讀取測試前三名都是ASM1166、X670及
ASM1064;循序寫入測試的前三名分別是X670、JMB585及ASM1064。



ATTO設定測試型態為Random模式,將64KB、64MB、256MB、512MB、1GB、
2GB、4GB、32GB的檔案容量各家的讀/寫曲線直接貼出,讓各位一目瞭然。


































NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K進行測試,平均讀取速率或寫
入速率都是JMB585最快,ASM1166次之,第三名則有不同,讀取是X670,
寫入是Z790。



HDTune循序讀取/寫入測試,平均讀取測試是X670險勝ASM1166而奪冠,
第三名為Z790;平均寫入測試速率前四名差距不大,最後是X670最,
JMB585次之,Z790還是只搶到第三名。





HDTune額外讀寫測試,分離出的循序讀寫隨機項目。讀取測試以JMB585
平均表現較好,Z590明顯落後,但是Burst Rate反倒是Z590最快;寫入
測試以ASM1166平均表現較佳,Burst Rate項目是ASM1064最高。





HDTach 8MB小檔或32MB大檔讀取測試平均速率都是JMB585最快。





HDTach-RW 8MB小檔/32MM大檔測試,不論是小檔或大檔的平均讀取速
率都是JMB585最快,Z790緊追在後,第三名是X570;寫入測試顯示小
檔的平均寫入速率是JMB585最快,大檔平均寫入反倒是Z790最快,X570
仍然都是第三名。





Inhouse DiskBenchmark循序讀取跟寫入速率最快都是X670。



Parkdale (Block 64K)的模式,循序讀取速率以JMB585平均表現最佳,
X670與ASM1166並列第二,Z590在某些測試中還慢於ASM1061;循序寫入
速率仍以JMB585最快,ASM1166及Z790分居第二、第三名,X570寫入速率
最慢。





Parkdale (Block 1M)的模式,循序讀取速率以JMB585最快;循序寫入
速率轉為ASM1166平均表現較佳,JMB585與X670並列第二,X570寫入速
率仍是最慢。





Q8T1項目

Crystal Diskmark軟體裡,讀取測試前三名依序是ASM1166、ASM1064及
X670;寫入測試的前三名轉為依序是ASM1166、X670及ASM1064。





Q32T1測試項目

Crystal Diskmark的128K Q32T1讀取測試因JMB585平均表現較佳獲得冠
軍,Z590與ASM1166並列第二名;寫入測試前兩名分別是ASM1166及X670,
第三名由JMB585與ASM1064並列。





ezIOmeter的平均循序讀取或寫入速率都是是X670最快,ASM1064亞軍,
ASM1166第三名。





TxBench循序讀取測試以ASM1064平均表現較獲得第一,ASM1166第二名;
寫入速率以X670平均表現最佳,ASM1064及ASM1166並列第二名。






(二)壓縮環境,循序讀寫測試:

Anvils循序讀取速率是ASM1166平均表現最快,ASM1064贏過X670取得
第二名,X670飲狠得到第三名;循序寫入速率是X670平均表現最佳獲
得冠軍,ASM1166獲得第二名,ASM1064拿到第三名。





ATTO設定測試型態在00000000模式,從64KB、64MB、256MB、512MB、1GB、
2GB、4GB、32GB的檔案容量,各家的讀/寫曲線直接貼出可以一目瞭然。


































HDTune檔案基準-循序讀寫測試。讀取測試以ASM1166平均表現最好;
寫入測試仍是ASM1166平均表現最好,X670與ASM1064並列第二。





Q8T1項目

Crystal Diskmark裡讀取或寫入測試都以ASM1166表現最快,ASM1064
及X670分居二、三名。





Q32T1測試項目

Crystal Diskmark的128K Q32T1讀取測試以JMB585平均表現最好,第
二名是ASM1166,第三名是Z590;寫入測試前三名依序是ASM1166、X670
及JMB585,X570寫入速率落後別人一大截。





TxBench循序讀取測試是ASM1166與ASM1064並列第一,X670僅得到第三
名;循序寫入測試或許是ASM1064僥倖獲德第一名,可以看到各家主控大
檔寫入的掉速問題挺明顯。






(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。隨機讀取平均速率前三名
依序是X670、ASM1064及ASM1166;隨機寫入平均速率前三名依序是
ASM1166、ASM1064及X670,Z790比起Z590有改善,仍然不敵X670。




HDTune額外讀寫測試,分離出的隨機讀寫項目。讀取都是Z790平均表現
最佳,寫入測試則是ASM1166平均表現最佳。





HDTune隨機讀寫測試,小檔讀取測試是ASM1166平均表現最快,整體表現
是ASM1166並列第一;寫入測試幾乎全數項目都是Z790贏走。





Inhouse Diskbenchmark隨機測試,不囉嗦直接看圖。





512B項目

AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB及10GB兩組。讀取或寫入測試的前三名
都是由Z790、ASM1166及JMB585玩大風吹。



32K讀取測試項目

Anviil裡,ASM1166平均表現較佳且穩定獲得第一,ASM1064表現較不穩定
獲得第二,JMB585為第三名。



128K讀取測試項目

Anviil裡,ASM1166平均表現較佳且穩定獲得第一,ASM1064表現較不穩定
獲得第二,X670為第三名。



Q1T1測試項目

TxBench的隨機讀取測試以JMB585平均表現較佳,Z590多數測試慢於ASM1061
而墊底;寫入測試仍是JMB585最快,ASM1166次之,Z790第三名,Z590寫入
速率表現還是不如人意。





QD32測試項目

Parkdale (Block 64K)模式,讀取速率以JMB585最快,ASM1166次之,
X670第三名,意外的是Z590與X570讀取速率多慢於ASM1061,Z590墊底;
寫入速率仍是JMB585最快,ASM1166次之,Z790第三名,X570及Z590寫
入速率慢於ASM1061。若以延遲率觀察,讀取測試JMB585的延遲都最短,
Z570的延遲算是比較久的;寫入測試裡JMB585及ASM1166表現都一樣快,
X570及Z50都偏慢,ASM1064在大檔寫入延遲最慢。









Parkdale (Block 1M)模式,讀取速率仍是JMB585最快,ASM1166及X670
分居第二、第三名。1000MB大檔讀取速率發現很多主控降速比ASM1061還
嚴重,Z590與X570的讀取速率多數低於ASM1061;寫入速率仍以JMB585表
現最好,ASM1166次之,Z790取得第三名。X570及Z590寫入速率都慢於
ASM1061。若以延遲率觀察,讀取測試中的JMB585延遲最低,寫入測試是
JMB585與ASM1166的延遲都是最低。










(四)壓縮環境,非循序或非4K讀寫測試:

32K讀取測試項目

Anvils軟體裡ASM1064與ASM1166纏鬥激烈而並列第一,JMB585只能獲
得第三名,Z579表現意外差,僅贏過ASM1061。



128K讀取測試項目

Anvils軟體裡ASM1064與ASM1166仍並列第一,第三名還是JMB585,
讓人更吃驚的是Z590在某些項目還輸給ASM1061一大截。



Q1T1測試項目

TxBench裡,隨機讀取速率是JMB585最快,Z590多數讀取,寫入速率還
是JMB585最快,ASM1166及Z790分居第二、第三名,Z590仍有一項目低
於ASM1061。


     
      
舊 2023-07-09, 10:55 PM #1
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