【綜合簡測】2025年USB4 40Gbs Host主控與Device週邊晶片排列組合效能評比 (圖多)
 

2019年USB-IF正式宣布推出USB4，USB4基於Thunderbolt 3協議，定義
了20 Gbit/s、40 Gbit/s 和 80 Gbit/s 的位元率。USB4 僅針對USB-C
連接器定義，其Type-C 規範了USB-C電纜所有用途的連接器、電纜和
供電功能，部分與USB Power Delivery一起規格。


以下是根據wikipedia.org所整理的資料摘要，若有不齊，有待其它人
補齊。


USB4 1.0版定義了20 Gbit/s和40 Gbit/s連接，與Thunderbolt 3相比，
USB4稍微改變了原始比特率，使其與其他 USB 規範保持一致，其中標
稱比特率與原始比特率相匹配。USB4 還增加了對USB3的支持和對USB2
線的使用，以提高與先前USB 標準的向後兼容性。與Thunderbolt之前
對菊花鏈拓撲的限制相比，USB4還增加了對集線器拓撲的支持。


2022年10月，USB Promoter Group 發布了USB4 2.0版規範，增加了新
的傳輸速度，允許80 Gbit/s 的對稱連接或非對稱連接，在一個方向
上支持 120 Gbit/s。不過USB4 2.0的評比，將在下一評測篇中顯示，
本篇就不贅述。






目前被定義為USB4 Host主控的獨立晶片，依Wikipedia的整理，以Intel
的JHL8540、JHL9450、JHL9580，Apple M1/2、M1-3 Pro、MAX、M4及祥
碩(Asmedia) AASM4242，Intel在Z890平台中透過CPU整合，提供類似USB4
40Gbs傳輸率。AMD平台雖提供CPU整合的架構，欲提供USB4主控的功能，
目前主機板多半仍是透過ASM4242。在USB 3.2 20Gbs還出現的Realtek、
JMicron兩家廠商，目前的規畫似乎不打算推出主控晶片，僅專注於提供
Device端相容晶片。





從上表中，也可以看得出，目前Device端USB4相容晶片，除了Intel外，
只剩Asmedia ASM2464PD/PDX獨大，VIA與Realtek仍只聞樓梯響。
 


以下介紹順序，依晶片型號英文字母順序排列。

Asmedia ASM4242打著正統USB4 Gen3x2 40Gbs的主控名號，官網中提供
了各項基本規格及特徵就不贅述。






目前ASM424在推廣過程中形成兩種方式：獨立子卡或是與主機板整合。
在Intel平台，多以獨立子卡推出，較積極推廣的廠商以ASUS為主，MSI
近期似乎不太推它們自家的USB4卡功能。不過，這種獨立子卡需搭配特
定主機板型號，走的是南橋PCH通道，對於較舊的主機板使用者而言，
欲享受USB4頻寬幾乎要打掉重練，也導致推廣的速度似有慢下來。Intel
Z890晶片組搭配JHL9040R提供USB4 40Gbs傳輸率，儘管ASUS新一代主機
板仍提供ASUS USB4擴充卡的功能，未來是否還會續支援，可能是問號。


本篇測試的ASM4242板卡，是ASUS USB4 PCIe Gen4 Card，整體作工還算
精緻，乍看有點像另一張Thunderbolt 4擴充卡。



如同前面所提到，AMD平台提供的USB4是採CPU整合架構，首見於X870或
X870E晶片組，如下圖。在X870/X870E架構，AMD從北橋拉出一組通道與
ASM4242相連，但是必須透過X870/X870E FCH提供USB 20/10 Gbs的向下
相容性。





本篇測試的X870E主機板是ASUS ProArt X870E-Creator WiFi。


Host端主控簡單介紹完，接下來介紹Device端晶片。


若要說USB4正規軍的設備端晶片，目前應該是Asmedia ASM2464PD/PDX，
基本上NVMe SSD外接盒大概都是採ASM2464PD，其餘USB4週邊應多採
ASM2464PDX或ASM2464PDX加其它橋接晶片，達到串接更多週邊。





















本篇測試的ASM2464PD外接盒是JEYI 佳翼 TB2464 PRO Fan風扇版 USB4外接盒。


USB4 Device端另一陣營，便是Intel Thunderbolt晶片，首見支援USB4
的是Intel JHL7440 Thunderbolt 3晶片，在ASM2464PD未問世前，不少
號稱USB4外接盒的橋接晶片，就是透過代號Titan Ridge的JHL7440達成
支援相容性。不過JHL7440本身屬於Thunderbolt 3世代，不支援其它USB
傳輸率。



本篇測試的JHL7440外接盒是WERO 雷翎 SSD-Magentic Thunderbolt 4
雙模 M.2/NVMe SSD 磁吸外接盒。



2024年下半年，Intel公布了JHL9480新一代Thunderbolt 5 Device端晶
片，相容於USB4 40Gbs傳輸率，雖然它說支援USB 2.0、3.0、3.1與3.2，
目前採用此款晶片的外接盒，幾乎都無法原生支援USB 20/10Gbs，須
搭配第三方橋接晶片，如同當年的JHL7440+JMS583/RTL9210。


本篇測試的JHL9480外接盒是WERO 雷翎 TBT5001及TBT5003 外接盒。



本篇測試，主要是想看到在不同的USB4 Host與Device晶片混合搭配下，
那種排列組合的表現最好？因此，會出現ASM424在支援平台上的不同使
用效果。Thunderbolt系列評測將在日後續推出本系列評測的終篇。


測試環境簡述:

M/B: 上述所提各家主機板
測試碟: Samsung 990 PRO 2TB
USB 3.2 Gen2x2 Host：Axisplus AP-3242 (Asmedia ASM3242)
USB4 40Gbs 外接盒：JEYI 佳翼 TB2464 PRO Fan風扇版 USB4外接盒
JHL7440外接盒：WERO 雷翎 SSD-Magentic Thunderbolt 4 雙模 M.2/NVMe SSD 磁吸外接盒
JHL9480外接盒：WERO 雷翎 TBT5001 (JHL9480 B1 Step) 或 TBT5003 (JHL9480 B2 Step)
OS: Windows 11 Enterprise 24H2 64-bit
Driver: Windows 11 Default 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。


測試係以ASM3242 USB 3.2 Gen2 20Gbs傳輸率為基準，據以比較各家USB4
主控與週邊混用的領先幅度。


(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。
讀取速率以9480 B1搭ASM4242混合的平均表現較佳，ASM4242+ASM2464PD
的組合是以在Z790平台最佳，ASM2464PD與新一代JHL9580主控磨合似乎待
調校；寫入速率全是Asmedia的天下，最後是ASM4242在Z890平台上的平均
寫入速率最快，但是ASM2464PD在JHL8540或是JHL7440搭配ASM4242的平均
寫入速率僅只比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs略快。



Anvils軟體，循序讀取速率以ASM4242+JHL9480 B1無異議地碾壓其它組合，
ASM4242+ASM2464PD僅在Z70平台上表現較好；寫入速率同樣是ASM4242搭
配JHL9480 B1贏過其它人甚多，ASM4242+ASM2464PD的組合也是Z790表現
較佳，意外的是，JHL8540+ASM2464PD的寫入速率多不如USB 3.2 Gen2x2
20Gbs速率。





AS SSD軟體，循序讀取與寫入都是ASM4242+JHL9480 B2組合最快，ASM4242
與ASM2464PD組合則是Z790平台較強。



NetworkDLS DiskMark，平均讀取速率由JHL9040R+ASM2464PD奪冠，平均寫
入速率以ASM4242+JHL9480 B1遙遙領先其它組合。



HDTune軟體，循序讀取速率以ASM4242+JHL9480 B1組合平均最快；寫入速
率則是X870E平台的ASM4242+ASM2464PD平均表現最好。





HDTune額外讀寫測試，循序讀取或寫入多數項目都是ASM4242+JHL9480 B1
組合較快。





HDTune檔案基準測試，設為混合資料型態，因ASM3242有相容性問題，循
序讀取或寫入都是ASM4242+JHL9480 B1組合較佳。





HDTach 8MB小檔或32MB大檔讀取測試，ASM4242+JHL9480 B1組合都是最快。





HDTach-RW 8MB小檔或32MB大檔讀寫測試，平均讀取速率都是ASM4242搭配
JHL9480 B1組合最快；寫入測試就不太一樣，小檔是JHL9040R+ASM2464PD，
大檔還是ASM4242+JHL9480 B1組合最快。





Inhouse DiskBenchmark循序讀取或寫入速率都是ASM4242+JHL9480 B1最快。



Samsung Magician (魔術師軟體)，循序讀取速率以ASM4242+JHL9480 B2最
快；循序寫入速率反倒是ASM4242+JHL9480 B1最快。



Parkdale軟體，Block 64K的循序讀取速率以JHL9040R+ASM2646PD組合最佳，
Z890平台的ASM4242+ASM2464PD次之；循序寫入速率以ASM4242+JHL9480 B1
組合最快。Block 1M的循序讀取或寫入速率都是ASM4242+JHL9480 B1最快。









Q1T1項目

Crystal Diskmark軟體，真實世界混合讀寫模式以ASM4242+JL9480 B1最快。



Q8T1項目

Crystal Diskmark軟體，讀取速率以ASM4242+JHL9480 B2組合表現最佳，前
三名都是Thunderbolt主控+ASM2464PD；寫入速率是ASM4242+JHL9480 B1平均
表現最佳，ASM4242+ASM2464PD組合在X870E平台表現較好些。




Crystal Diskmark軟體，混合讀寫模式以JHL9580+ASM2464PD組合表現最佳、
ASM4242+JHL7440組合表現最弱。



Q32T1項目

Crystal Diskmark軟體，讀取速率以ASM4242+JHL9480 B2組合表現最佳，前
三名都是Thunderbolt主控+ASM2464PD；寫入速率是ASM4242+JHL9480 B1/B2
並列，ASM4242+ASM2464PD在Z890平台上得到第三名。





Crystal Diskmark軟體，混合讀寫模式以JHL9580+ASM2464PD組合表現最佳、
JHL8540+ASM2464PD組合表現最弱。



ezIOmeter軟體，循序讀取及寫入速率以ASM422+JHL9480 B2平均最快。





TxBench軟體，循序讀取速率由ASM4242+JHL9480 B1/B2並列第一，寫入速率
是ASM4242+JHL9480 B1平均表現較佳。






(二)壓縮環境，循序讀寫測試：

ATTO設定為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。

檔案長度在128KB以下的相關讀取測試，ASM4242+JHL9480 B1組合較佔優勢，
但是檔案長度變大時，讀取速率反而是ASM4242+JHL9480 B2較快些；寫入測
試也有同樣的結果，此外，寫入測試可見到JHL9580+ASM2464PD效能低落，
這部分似乎是ASUS Z890平台 PCIe速率分配的架構缺限，之前測試JHL9580
平台時，即發現此問題，仍等待主機板廠商解決。




































(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。
讀取速率以Z790下的ASM4242+2464PD組合平均表現較佳，ASM4242搭JHL8480
B1組合次之ASM4242搭JHL7440最慢；寫入測試X870E(AMS4242)搭ASM2464PD
最快，ASM2464PD在JHL8540下甚至慢於USB 3.2Gen2x2 20Gbs。



HDTune額外讀寫測試，隨機讀取或寫入的多數項目都是以ASM4242+JHL9480
B1較快，ASM4242+JHL9480 B2及JHL8540+ASM2464PD在部分寫入測試輸給了
USB3.2 Gen2x2 20Gbs。





HDTune隨機讀寫測試，讀取或寫入測試的小檔項目以JHL9040R+ASM2464PD較
快，略大容量的1M或隨機讀/寫則是ASM4242+JHL9480 B1較快。





Inhouse Diskbenchmark軟體，隨機讀取速率以ASM4242+JHL9480 B1平均表現
較佳，隨機寫入各平台蠻貼近，僅Z890平台的ASM4242+ASM2464PD組合明顯
偏離其它組合。





Samsung Magician (魔術師軟體)，隨機讀取或寫入速率都以ASM4242+JHL9480
B1最快，ASM4242+JHL9480 B2卻意外的弱於其它組合而墊後。



512B項目

AS SSD軟體裡，讀取及寫入速率都是ASM4242+JHL9408 B1組合最快，X870E
平台ASM4242+ASM2464PD組合的讀取或寫入速率都慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs。



32K讀取測試項目

Anvils軟體讀取測試以ASM4242+JHL9480 B1組合表現最佳，ASM4242搭
ASM2464PD在這項目普遍表現不甚理想。




128K讀取測試項目

Anvils軟體，讀取測試以ASM4242+JHL9480 B1組合表現最佳，ASM4242搭
ASM2464PD組合以Z790平台平均表現較佳。



Q1T1項目

TxBench軟體，讀取或寫入速率都是ASM4242+JHL9480 B1最快。





QD32項目

Parkdale軟體，Block 64K或Block 1M的隨機讀取或寫入速率皆以JHL9040R
搭ASM2464PD組合最快。Block 64K的讀取測試，不少組合慢於USB 3.2 Gen2x2
20Gbs，寫入速率皆看到X870E平台的ASM4242+ASM2464PD慢於USB 3.2 Gen2x2
20Gbs。









若以延遲時間觀察，不論是Block 64K或 Block 1M的讀取延遲時間以JHL9040R
搭ASM2464PD最快，寫入延遲時間則變成ASM4242+JHL9480 B1與其並列。

(四)非壓縮環境，4K相關讀寫測試：

4K Q1T1項目

Anvils軟體，讀取測試ASM4242+JHL9480 B1與JHL9040R+ASM2464PD不分軒輊，
領先其它組合一大截，這結果讓我很意外，打破以前自己印象，同時，
ASM4242+JHL9480 B2的4K讀取速率也偏弱，或許待後續新版韌體更新修正；
寫入測試仍是以ASM4242+JHL9480 B1的組合遙遙領先其它組合，ASM4242搭
JHL9480 B2的組合雖慢，仍快於X870E平台得ASM4242+ASM2464PD的組合，
X870E平台的ASM4242+ASM2464PD的組合甚至慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs。





AS SSD軟體，讀取測試以JHL9040R+ASM2464PD最快，ASM4242+JHL9480 B2
還慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs組合；寫入測試仍以ASM4242+JHL9480 B1
最快，不過X870E平台的ASM4242+ASM2464PD組合反而慢於USB 3.2 Gen2x2
20Gbs。



Crystal Diskmark軟體，讀取測試ASM4242+JHL9480 B1與JHL9080R+ASM2464PD
廝殺捉對，ASM4242+ASM2464PD組合在Z890平台平均表現較好，但是在Z790
平台還慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs；寫入速率再出現ASM4242+JHL9480 B1
獨強，ASM4242+ASM2464PD組合在X870E平台慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs。





Crystal Diskmark軟體，混合讀寫模式以ASM4242+JHL9480 B1組合最快，
X870E平台上的ASM4242+ASM2464PD比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs還慢。



Crystal Diskmark軟體，真實世界混合讀寫模式以ASM4242+JHL9480 B1
組合最快，X870E平台上的ASM4242+ASM2464PD比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs還慢。







HDTune檔案基準測試，設為混合資料型態，因ASM3242有相容性問題，讀
取與寫入測試都是ASM4242+JHL9480 B1組合表現較佳，意外的是X870E平
台的ASM4242+ASM2464PD組合速率慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs。





TxBench軟體，讀取或寫入速率都是JHL9040R+ASM2464PD最快，X870E平台
的ASM4242+ASM2464PD幾乎都慢於USB 3.2 Gwn2x2 20Gbs。





4K QD4項目

Anvils軟體，讀取或寫入測試還是以ASM4242+JHL9480 B1組合表現最好。





4K QD16項目

Anvils軟體，讀取測試仍是ASM4242+JHL9480 B1這組合較強，ASM4242+
ASM2464PD的組合由Z790平台勝出，ASM4242+JHL9480 B2的讀取速率偏慢
幾乎墊底，讓我有點失望；寫入測試還是ASM4242+JHL9480 B1組合勝出，
ASM4242+ASM2464PD組合由X870E平台表現較好。





4K Q32T1項目

ezIOmeter軟體，讀取或寫入速率均見ASM4242+JHL9480 B1組合遙遙領先
其它組合，ASM4242+ASM2464PD組合在X870E平台表現較佳。





HDTune檔案基準測試，設為混合資料型態，因ASM3242有相容性問題，讀
取或寫入測試以ASM4242+JHL9480 B1組合表現最佳，X870E平台的ASM4242
搭配ASM2464PD不論讀取或寫入速率都慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs。





TxBench軟體，讀取或寫入速率都是ASM4242+JHL9480 B1最快，值得留意的
是不少組合的讀取或寫入速率多慢於USB 3.2 Gen2x2 20Gbs，X870平台的
ASM4242+ASM2464PD組合效能明顯低落於其它組別甚多。





4K Q32T16項目

Crystal Diskmark軟體，讀取或寫入測試形成了3個分組，ASM4242+JHL9480
B1是讀取速率最快的，領先第二名將近80%的差距；寫入速率仍是ASM4242+
JHL9480 B1，領先第二名約70%的幅度差距。JHL9580+ASM2464PD組合的讀取
或寫入效能意外低落到最後一名，仍待廠商解決Z890平台的問題。





Crystal Diskmark軟體，混合讀寫模式可見到ASM4242+JHL9480 B1領先其它
組合將近一倍的差距，但JHL9580+ASM2464PD組合的效能卻是最弱。



4K QD64項目

AS SSD軟體裡，讀取及寫入速率都是ASM4242+JHL9480 B1組合最快、X870E
平台的ASM4242+ASM2464PD組合次之。ASM2464PD搭配其它Thunderbolt 4/5
主控的讀取或寫入似有效能不彰的情況。




(五)非壓縮環境，應用軟體整合測試：

AIDA64 Read Test Suite 1MB環境，混合模式的JHL9480 B1在ASM4242上表
現最快，ASM4242在Z790上的效能相對較高，讓人有點失望的是CPU通道直
連的X870E上的ASM4242表現不理想。



AIDA64 Read Test Suite 8MB環境，與上面1MB環境的測試結果很類似。



Anvils軟體，因為ASM4242+JHL9480 B1組合在各測試項目幾乎狂贏其它
組合，不意外的在讀取或寫入分數都是最高分。ASM4242+ASM2464PD組合
的讀取或寫入分數以Z790平台平均較高分。寫入分數比較意外的是新一
代ASM4242+JHL9480 B2或是JHL9580+ASM2464PD的得分竟與JHSL7440搭
ASM2464PD差距不大，似乎是ASM2464PD與部分Thunderbolt主控的相容
性還有待強化。








AS SSD的讀寫分數，ASM4242+JHL9480 B1在各個測試項目幾乎贏過其它
組合，讀/寫及總分都最高分；第二名是X870E平台的ASM4242+ASM2464PD。


AS SSD的Copy Benchmark，似乎沒有一個組合可以取得較多或絕對的優
勢，若真要比較反倒是JHL8540+ASM2464PD平均表現較佳；若由延遲效能
觀察，也是JHL8540+ASM2464PD的延遲時間最短，但是ASM4242+ASM2464PD
在Z790平台的延遲時間似乎過長，也讓人意外。





PCMark 7測試，原始或換算分數都是ASM4242+JHL9480 B1組合最高分。




各細項的差異，直接貼圖比較。





PCMark 8測試，總得分與頻寬都是ASM4242+JHL9480 B1最高。




各細項的差異，直接貼圖比較。





PCMark 10測試，系統碟與資料碟的總分及頻寬都是ASM4242+JHL9480 B1
最高。平均存取時間是ASM4242+JHL9480 B1最快，JHL8540+ASM2464PD最慢。











3DMark測試，總分數與頻寬都是ASM4242+JHL9480 B1最高分，JHL9580+ASM2464PD
比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs慢，效能低落到讓人很意外。






各細項的差異，直接貼圖比較。










(六)壓縮環境，應用軟體整合測試：

AJA 設定影片格式為3840*2160 4K RED HD解析度，編碼為16bit RGB。

讀取測試，前三名都不是ASM4242+ASM2464PD的任一平台組合，顯然原生
USB4組合的讀取速率似乎被卡在3400MB/s以下，要再更快的讀取速率需
要依賴新一代Thunderbolt 4主控才能作到；寫入測試反較為紊亂，最終
還是ASM4242+ASM2464PD在Z790或X870E勢均力敵贏得寶座。






測試至此，作個簡單的測試總表：


以USB 3.2 Gen2x2 20Gb/s為基準，USB4 Host+USB4 Device的九種排列組合
誰會最快呢？


若把所有的測試納入評比，測試過程中一路表現超強的ASM4242+JHL9480 B1
這組合拿到第一名，作到真的比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs快一倍的效能。純血
的USB4組合(ASM4242+ASM2464PD)在Z790平台表現優於其它平台。至於新一代
主控(JHL9580)或Device端(JHL9480 B2)似乎還有很大的調校空間。



移除掉Burst因素後，ASM4242+JHL9480 B1還是維持比USB 3.2 Gen2x2 20Gbs
快一倍的效能。




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。