【簡測】2016上半年 USB 3.1 Gen1 控制晶片評比-終篇 (圖多，不喜勿入)

2012年中曾作過類似測試文，當時是以HDD為基準。今年突然想趁
著MLC SATA SSD的普及年代，搭配新一代的PC平台，來試試歷經
數年的努力，最新的USB UASP環境下各家晶片的實際效能。今年
五、六月已陸續貼出幾篇簡測文，本篇則以較完整的數據，搭配
Intel系列晶片作比較。AMD USB 3.0晶片就不在在本篇測試範圍
內，USB 3.1 Gen2評比將在另篇文章發出。


受測的第三方USB 3.1 Gen1 (USB 3.0)控制晶片，依控制晶片廠
英文名稱排序。


首先登場的是asmedia(祥碩) ASM1042，符合xHCI 0.96規範，在
2012那個年代幾乎內建於多數國產廠商主機板，尤其以ASUS或華
擎居多。2015年下半能仍有不少廠商內建此晶片，作為USB 3.0
Port擴充使用。附圖為網站抓取，若有不妥隨時會移除此圖檔。



由於ASM1042僅支援xHCI 0.96規範，漸漸地被其它對手趕上，
asmedia旋即改版推出支援xHCI 1.0規範的ASM1042A。或許是太多
的舊款ASM1042晶片庫存待消化，ASM1042A在2015年第一季底以後
才開始於部分主機板少量地內建，作為第三方擴充使用，也有部
分USB產品也納入此款晶片作為USB 3.0 Hub使用。


本篇受測的擴充卡為銀ITHOO asmedia ASM1042A USB 3.0卡。



鈺創(Etron)推出新的USB 3.0 xHCI 1.0規範晶片，型號為EJ198H，
較少主機板採用，即使國內三大主機板廠商最愛用Etron USB 3.0
晶片的那家，提供解決方案的型號仍是前一代的產品(EJ168)。

先看一下EJ198H的規格：



本篇受測的擴充卡為銀欣 SilverStone SST-ECU01 USB 3.0卡。



Fresco Logic，美商睿思科技研發，在USB 3.0初問世的那個年代，
也蠻少推出對應的USB 3.0 Host/Device晶片，很可惜在臺灣的市
場推展不起來。近年Fresco Logic在其官網將USB 3.0 Host Controller
晶片一分為三:FL1100LX (1 port)、FL1100SX (2-port)及FL1100EX
(4-port)，臺灣境內能找到的仍是舊款4 Ports FL1100晶片產品，
無緣測試新款的FL1100EX晶片，FL1100為該公司第一款支援xHCI
1.0規範的晶片。


本篇受測的擴充卡為登昌恆Uptech UTB245 USB 3.0卡。



Renesas/NEC是第一家推出USB 3.0擴充晶片，當時的代表作為符合
xHCI 0.96規範的µPD720200A系列，本篇不作該晶片測試。µPD720200
並未符合xHCI 1.0規範，Renesas於2011下半年推出µPD720201/µPD720202，
目前臺灣境內不管是網路商店或是店家賣的USB 3.0擴充卡，幾乎多
是搭載此款µPD720201/µPD720202晶片，已到過度氾濫的程度。


本篇測試的擴充卡為AKE µPD720201 USB 3.0擴充卡，附圖為網站
抓取，若有不妥隨時會移除此圖檔。



Ti TUSB7340，美商德儀研發，未符合xHCI 1.0規範，僅達xHCI 0.96。


本篇測試的擴充卡為shentek USB 3.1 Gen1擴充卡。



VIA VL805，台灣威鋒電子研發，推出第一款USB 3.0控制晶片為
VL800，僅達xHCI 0.96規範，效能也不見得突出。VIA Lab順勢推
出新款的USB 3.0晶片，分別為VL805(4 Ports)/VL806(2 Ports)
兩款晶片，以對應xHCI 1.0規範的USB 3.0規格。



本篇測試的擴充卡為網購不知名VL805 USB 3.0擴充卡。



Intel USB 3.0擴充晶片，首見於Intel Z77晶片組，當時一度讓市
場掀起了USB 3.0週邊升級熱。隨後的Intel桌上型晶片組都納入了
USB 3.0擴充功能，本篇以最新的Z170納入測試，以下為Z170 USB
3.0的簡述。


本篇測試的主機板為ASUS Z170 Deluxe。



Intel C600系列晶片組，在X79年代未加入USB 3.0功能，遲至C602
晶片組(X99)才見到USB 3.0擴充功能，以下為X99 USB 3.0的簡述。


本篇測試的主機板為ASUS X99-E WS/USB 3.1。



簡單介紹結束囉，上機去。


測試環境簡述:

M/B: ASUS X99-E WS/USB 3.1 BIOS 0602
CPU: i7-5930K oc 4.5G
RAM: G.Skil DDR4-3000 CL15-16-16 4Gx4
OS SSD: Fujitsu FSX-240GB SLC SSD 接在H710P上
測試碟: Samsung 850 Pro 256G MLC SSD
測試碟外接盒: Akitio Neutrino U3.1 USB 3.1 Gen2(Type-C)
USB 3.0 Driver: Windows 10內建 UASP Drivers
USB 3.1 線: Qooker酷可 USB 3.1 Gen 2 Type C轉Type A 1M長
OS: Windows 10 Enterprise x64


AIDA64 Read Test Suite，設定Block Size 1MB及8MB作為測試基
準。Z170完封所有的對手，X99些微差距落後。ASM1042A在Block
1M時讀取速率贏VL805，在Block 8M時讀取速率反倒輸給VL805。





AIDA64線性讀寫測試，設定Block Size 8MB作為測試基準。
Z170平均讀取速率贏過X99，平均寫入速率則是X99獲勝。儘管VL805
的平均線性讀取速率最快，平均寫入速率以FL1100最快。


ASM1042讀寫曲線：




ASM1042A讀寫曲線：




EJ198H讀寫曲線：




FL1100讀寫曲線：




µPD720201讀寫曲線：




Ti TUSB7340讀寫曲線：




VL805讀寫曲線：




Intel Z170讀寫曲線：




Intel X99讀寫曲線：





AJA 設定2048*1556 10-bit RGB從128MB~16GB全測一輪。

讀取曲線很明顯分為三群，Intel系以Z170讀取速率較快，xHCI 1.0
系列晶片以ASM1042A較快，EJ198H竟落到xHCI 0.96的級距，還輸給
ASM1042。寫入速率FL1100相對穩定的表現而獲勝，Intel系列晶片
組寫入起伏挺大的。





Anvil's Storage Utility設為Compression 100%環境，把容量值
從1GB~32GB式全測試一輪，並強制設為Write Through模式進行寫
入測試。

循序讀取速率以Z170奪冠，VL805也小幅領先ASM1042A；循序寫入
測試除了FL1100、µPD720201、VL805外，多呈明顯地波動，以X99
平均表現較佳。




4K讀取速率以EJ198H平均比現較佳，Z170還輸給ASM1042，X99也輸
給µPD720201；4K寫入測試，很明顯的分為三群，領先群以FL1100
表現最快，也贏過了Z170，X99輸給Ti TUSB7340，EJ198H輸給了
ASM1042均跌破眼鏡。




4KQD4的讀取速率以ASM1042A最快並贏過Z170及X99，寫入除了VL805、
µPD720201及FL1100較穩定，AM1042A、Z170及X99波動幅度較大。




4KQD16的讀取速率以ASM1042A最快，Z170或X99還輸給µPD720201；
寫入速率除了ASM1042及EJ1985H較平順，其它晶片寫入曲線均呈起
伏，以VL805平均較佳。




32K讀取速率均由ASM1042A奪冠，128K讀取速率由Z170領先。




觀察分數，讀取分數以ASM1042A平均較高分並贏過Z170，EJ198H明
顯地落後；寫入分數以µPD720201平均分數較高，EJ198H仍輸給了
ASM1042，總得分數以ASM1042A平均最高分。







AS SSD設定檔案容量為1GB，同時測試Copy Benchmark及Compression
Benchmark。

循序讀取速率以Z170最快，循序寫入則是FL1100最快。


4K/4K-64Thrd讀寫測試：4K讀取以EJ198H最快、4K寫入是FL1100最
快；4K-64 Thrd讀取速率以ASM1042A最快，4K-64 Thrd寫入速率則
是VL805最快。


512B讀寫測試：讀取速率以ASM1042A最快，寫入速率則是Z170最快。


ASM1042A讀取分數最高，FL1100的寫入分數最高，整體總分仍為
ASM1042A最快。



ISO檔及Game選項的傳輸測試：ISO讀取速率以ASM1042A最快、程式
讀取及遊戲載入速率以FL1100最快。



Compression Benchmark測試圖檔直接貼出。

ASM1042


ASM1042A


EJ198H


FL1100


µPD720201


Ti TUSB7340


VIA VL805


Intel Z170


Intel X99



ATTO Diskbenchmark v2.47將封包值設定為512Byte到8KB，針對檔
案長度64K、64MB、256M、512MB、1GB、2GB，分別測試Neither及
Overlapped I/O模式。

檔案長度64K，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





檔案長度64M，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





檔案長度256M，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





檔案長度512M，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





檔案長度1G，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





檔案長度2G，各模式的讀寫曲線圖如下：

Neither模式




Overlapped I/O模式





以封包值8KB為基準，比較各模式的讀寫速率：

Neither，Z170的讀取速率最快，ASM1042A小贏VL805；寫入速率
仍是Z170最快，ASM1042A平均速率快於FL1100。




Overlapped I/O，Z170的讀取速率最快，ASM1042A小贏VL805；寫
入速率仍是Z170最快，ASM1042A平均速率快於FL1100。





Crystal DiskMark v5.1.2，容量值選50MiB、500MiB、1GiB、4GiB、
8GiB及32GiB等六組，測試Default資料型態。

循序讀寫讀取曲線分兩大類，Intel系列最快，xHCI 1.0的讀取速率
以ASM1042A最快；寫入速率以FL1100較穩定，Intel系劣及ASM1042A
晶片會出現速率陡降的情況。





Seq Q32T1，讀取曲線也分三類，Intel系列最快，xHCI 1.0的讀取
速率以VL805最快，EJ198H讀取速率輸給xHCI 0.96；寫入速率也以
Intel系列較快，xHCI 1.0以ASM1042A最快。





4K讀取速率以EJ198H最快，Z170輸給ASM1042A，X99只贏VL805，其它
的幾乎都輸；寫入速率以Z170遙遙領先，EJ198H最慢。





4K Q32T1讀取速率以ASM1042A最快，Z170及X99在領先群裡只贏過
FL1100，寫入速率雖然ASM1042A平均較快，VL805的穩定性較佳。





NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K，檔案容量為2.5G。
平均讀取速率以ASM1042A最快，平均寫入以X99最快。



HDTune v5.6設定檔案容量為8MB，各測試選項結果。

循序測試

循序讀取速率以Z170較快，循序寫入速率以X99最快，Z170反而最慢。





額外讀寫測試 (Extra Test-Read/Write)

隨機搜尋及4K隨機搜尋讀取速率均以FL1100遙遙領先最快，隨機搜
尋及4K隨機搜尋寫入速率以Z170最快。





隨機讀寫測試 (Random Access-Read/Write)

隨機讀取或4K隨機讀取是Intel系列晶片的天下，ASM1042A緊追在後。
隨機寫入以FL1100最快，4K隨機寫入以Z170較快。





File Benchmark測試：以Block Size 512MB檔案長度為基準，設定
50MB、500MB、2000MB及4000MB，測試資料型態為Mixed及Zero。

循序測試：Mixed或Zero型態以X99讀取速率最快，寫入速率以FL1100
平均較快。









4 KB Random Single：Mixed型態裡ASM1042A與EJ198H不相上下，寫
入速率以FL1100最快，Z170、X99表現也不佳；Zero型態裡ASM1042A
讀取速率先盛後衰，寫入速率以FL1100最快。









4 KB Random Multi 32：Mixed或Zero型態以µPD720201平均讀取速
率最快，寫入速率平均以VL805較快，Intel系列晶片表現不甚理想。









HD-Tach 讀取效能測試，分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。

平均讀寫速率以ASM1042A最快。





HD-Tach RW 讀寫效能測試，分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。

平均讀取速率以ASM1042A最快，寫入速率以Z170最快。





InHouse DiskBenchmark效能測試：

循序讀寫測試。


隨機讀寫測試。





Parkdale v2.96分別選取Block Size 64KB及1MB為基準，把檔案大小
從250MB到4000MB全測過一輪。

循序讀取速率在Block 64K以ASM1042A平均表現較快，惟在Block 1M
時，Intel系列晶片大獲全勝並由X99奪冠。循序寫入速率在Block
64K以X99平均表現較快，Block 1M反倒是FL1100平均較快。





Random QD32的讀取速率以EJ198H平均表現最佳，寫入速率以FL1100
平均表現。





PCMark 7 Secondary Storage測試。

標準總分以FL1100最高分5294，原始得分還是FL1100最高4999。









把所有測試軟體的項目，作個簡表，並作個簡單結論。




若以ASM1042為基準，ASM1042A的表現還贏過Z170或X99。
若以xHCI 0.96級距來看，Ti TUSB7340還贏過ASM1042約33%。
若以xHCI 1.0級距來看，EJ198H在多數項目數據不佳，X99與
µPD720201不相上下，還小輸給FL1100，僅靠Z170讓Intel系列
晶片保住USB 3.1 Gen1速率面子。


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。