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巫佚
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加入日期: Nov 2001
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【綜合簡測】2020年USB 3.2 Gen2 10Gb/s Host Bridge主控晶片效能評比 (圖多,不喜勿入)

從USB主控首次問世以來,歷經了USB1.0/2.0/3.0/3.1/3.2多個世代,
主要的溝通媒介都是透過所謂的南橋(PCH)或FCH與主機溝通。AMD在
X570首度提出在CPU內部通道中支援USB裝置直通,以提高效能。2020
年已過,USB週邊長進不多,除了asmedia ASM3242開始於零售端市場
有明顯鋪貨,基本上就是那樣了。在等待新一代USB 4.0 20Gb/s世代
來臨前,順便作個2020 USB 3.2 Gen2 10Gb/s的平行評測,各位可以
先猜猜誰才是年度效能王?


以下介紹順序,依晶片型號英文字母順序排列。


先登場的是asmedia(祥碩) ASM1142 USB 3.2 Gen2,先看一下官方規
格資料。這是一款歷史最久的產品,也是第一款USB3.2 Gen2 10Gb/s
的擴充晶片,首見主機板廠外加晶片內建於主機板,隨後大量的擴充
卡上市,目前在通路市場或網拍中仍有不少擴充卡仍是基於此晶片。
此款晶片的傳輸速率為支援PCIe Gen2x2或PCIe Gen3x1。



接著是它的後繼之輩,曾短暫出現了一款名稱為ASM2142的擴充晶片,
只有少數主機板或板卡廠搭載,隨後再推出省電版的ASM3142 USB 3.2
Gen2擴充晶片,成為2020年主機板廠搭載的擴充晶片的主流。至於擴
充板卡廠則較為稀少。USB接頭型式多數是以後置或前置Type C接頭居
多,僅少數維持Type A接頭,與前輩不同的是這回它僅支援PCIe Gen3x2
的匯流傳輸率。



asmedia(祥碩)在2019年推出新一代USB SuperSpeed 20G USB 3.2
20G HCI主控晶片,命名為ASM3242,在2020年其實推的有點辛苦,除
了ASUS、MSI等主機板大廠的高階產品線內建外,能見度不高。擴充板
卡廠商直到2020下半年才開始有幾家買得到。ASM3242支援PCIe Gen3
x4的傳輸率,對於供電品質的要求較高,目前市售ASM3242似乎有兩款
不同批號,選購時需留意,早期批號的外接使用問題可能會略多點。
本篇不測試20Gb/s速率,僅測試降級10Gb/s傳輸率的相容性及速度。



再來是Intel JHL7540晶片,這是Intel第二代Thunderbolt 3產品,除
了主機板廠內建外,目前擴充板卡可以買到的品牌仍以主機板額外提
供的子卡為主。JHL7x40分為三級制,最高階的就是JHL7540,整合了
DisplayPort 1.4 和可選 USB-C 支援能力,資料傳輸率為22Gb/s,原
本測試前就已聽說Intel發布了JHL8540的規格,很可惜暫時買不到。



AMD X570,這款晶片應該是2019~2020年討論度頗高的產品,與競爭對
手不同的是,USB 3.2 Gen2 10Gb/s可以選擇維持傳統FCH通道模式。
或是選擇自CPU通道拉出的模式,但CPU通道模式需搭配第四代CPU才能
發揮。通常只有高階的主機板,才會作出雙組通道拉出的USB 3.2 Gen2
接頭。本篇測試有針對兩種模式進行評測,讓各位看出其傳輸率的差異。



Intel平台中,USB 3.2 Gen2始終都是走PCH通道設計,不論是Z390或是
Z490平台都一樣。但是主機板廠在設計時多有蹊蹺,有的設計是串連到
USB 3.0 Hub控制晶片,有的是只限少數接頭才支援原生Zx90的傳輸率,
若要使用時,需特別留意,不然可能使用時被降速或是使用到擴充晶片
的傳輸都還不知道。





以下是各參賽晶片的代表板卡商或是主機板,做個簡單列表:



NVidia顯示卡的USB傳輸及AMD TRX40晶片,因預算不夠,仍無法在本
篇中測試,請見諒。考量到圖檔太多,將所有資料輸入Excel再後製比
較圖,若有傷眼或不好看者請自行跳過。


測試環境簡述ASM3142、ASM3242、Intel JHL7540)

M/B: ASUS Prime X299-Deluxe II BIOS 0802
CPU: i9-7900X oc 4.5G
RAM: GSkill DDR4-3000 8G*4
SSD: Samsung 970 EVO Plus 2TB
USB 3.2 Gen2 外接盒:Vantec NST-207C3-RGB (JMS583)
OS: Windows 10 Enterprise 1909 64-bit
Driver: Windows 10 Default Standard 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,這樣合計拆分為八個
測試組別測試圖表中原則上ASM1142不會顯示,只有在幾個特殊項目才會
露臉,顯示老兵不死仍能力抗群雄的一面,大家可以看仔細。


(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。
線性讀取平均速率以ASM3242些微領先,AS3142僅小輸取得第二名,Z390
則是取得第三名;循序寫入就是考驗各家主控傳輸穩定的能力。ASM3242
是唯一超過1000MB/s而獲冠,ASM3142些微之差,倒是JHL7540雖同屬於
20GB/s規格,降級使用速率還不如ASM3142,僅拿到第三名。X570晶片在
這裡的表現讓人有點失望,特別是FCH通道拉出的速率都是墊底。



AS SSD裡,讀取或寫入速率都是ASM3142最快,JHL7540與Z390晶片在讀
寫速率分有領先。



Q1T1項目,在Crystal Diskmark軟體,讀取速率以ASM3242小贏ASM3142,
意外的是Z490竟然輸給ASM1142成為墊後者;寫入速率是ASM3142小贏了
ASM3242,X570 CPU通道小贏Z490卻輸給了Z390。





Q8T1項目,Crystal Diskmark軟體裡,讀取速率是ASM3142平均最快,
X570的兩組通道表現是最差的;寫入速率是ASM3142表現較穩定而獲
勝,X570兩組通道的表現仍是最差。





NetworkDLS DiskMark讀寫測試,平均讀取X570 CPU通道最快;寫入速
率X570 CPU通道以些微差距險勝Z490而摘下冠軍。



HDTune循序讀取/寫入測試,平均循序讀取速率以Z490最最快,平均寫
入速率則是ASM3142最快。





HDTune檔案基準設為混合資料型態,平均循序讀取測試ASM3242與ASM3142
不分軒至,X570表現入如預期;平均循序寫入速率以ASM3142整體表現
較佳,X570 PCH墊後。





HDTach 8MB小檔或32MB大檔讀取測試,以X570 CPU通道平均最快。





HDTach-RW 8MB小檔或32MB大檔讀寫測試,平均讀取或寫入速率最快是
X570 CPU通道。





Inhouse DiskBenchmark循序讀取速率以ASM3242最快,循序寫入則是
ASM3142最快,X570不論是CPU或FCH通道在讀寫上都是最弱。



Parkdale循序讀取,在Block 64K設定,X570分別取得前兩名,Z390跟
Z490表現最弱。Block 1M設定反道是ASM3242/3142明顯壓過X570各通道
的表現,Z490還是最弱;寫入測試在Block 64K時,Z490一掃讀取測試
被壓著打反倒變成平均表限最好,Block 1M則是ASM3142最佳,X570 FCH
表現最差。





TxBench的循序讀取測試以ASM3242表現最佳,Z390也有搶到第三名,倒
是X570表現相對偏弱;寫入測試則是ASM3142表現最佳,JHL7540意外爭
氣拿到第三名,X570寫入測試仍是墊底。





(二)壓縮環境,循序讀寫測試:

Anvils軟體裡,循序讀取以ASM3142平均表現最佳小贏ASM3242,Z490
落後於Z390一大截而墊底;平均寫入還是ASM3142最快,第二名仍是
ASM3242,表現最差的是X570 FCH,X570 CPU通道未因優勢而有表現。





ATTO在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。ASM1142受限於PCIe Gen3x1的匯
流排速率,僅能在小檔稍微領先,大檔傳輸速率多不超900MB/s。


































(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。
隨機讀取平均速率以ASM3242些微領先,AS3142僅小輸取得第二名,Z390
則是取得第三名;隨機寫入仍是考驗各家主控傳輸穩定的能力。ASM3242
是唯一超過1000MB/s而獲冠,ASM3142些微之差,倒是JHL7540雖同屬於
20GB/s規格,降級使用速率還不如ASM3142,僅拿到第三名。X570晶片在
這裡的表現讓人有點失望,特別是FCH通道拉出的速率都是墊底。



512B項目,AS SSD軟體裡,讀取速率ASM1142最快,前三名都是asmedia
系列晶片;寫入速率是X570 CPU通道以微幅差距贏過ASM1142而奪冠。



HDTune額外讀寫測試,讀取速率X570 CPU通道與Z490表現不相上下,循
序讀取速率則是X570 CPU或PCH通道表現較佳;寫入速率則是X570 CPU
通道在多數測試項目取得領先。





HDTune隨機讀寫測試,讀取速率各項目X570 CPU通道以些微差距險勝了
Z490而獲得冠軍;寫入速率在小檔格式是ASM3242較快,但大檔或是隨
機寫入反由X570 CPU通道或Z490表現較好。





Inhouse Diskbenchmark測試,隨機讀取各有所長,ASM3142/3242在小
檔格式表現不佳,但大檔又展現其強處;隨機寫入則可以看到X570的
弱點,在多數的測試中均處於落後狀態。





Parkdale QD32隨機讀取,小檔格式以ASM1142平均表現最快,大檔格式
反由X570 CPU通道表現最好,不論是大小檔格式Z490都是表現最差;隨
機寫入測試不論是大小檔,ASM1142與第二名以超過約24%的差距輕鬆取
得冠軍,JHL7540表現真的很差。





Q1T1項目,TxBench的讀取速率以ASM3242平均表現最佳,X570 CPU通道
僅能強到第三名,Z490表現有點慘不忍賭;寫入速率則是ASM3242/3142
各有所長,Z490在寫入測試仍然墊底。





(四)壓縮環境,非循序或非4K讀寫測試:

32K讀取測試項目,在Anvils軟體裡讀取測試是X570 CPU通道最快,
X570 FCH通道在小檔表現不差,但是大檔的傳輸率狂掉,Zx90系列多數
表現偏弱。



128K讀取測試項目:在Anvils軟體讀取測試平均是X570 CPU通道最快,
X570 FCH除了大檔會掉速外,平均也輸給ASM3242/3142,Z390在這個測
試項目裡表現最差。
     
      
舊 2021-01-02, 06:12 PM #1
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