【綜合簡測】2021年Thunderbolt 4 & USB 3.2 Gen2x2 設備端(Device)效能大亂評 (圖多)

農曆新年沒事作，把2021年已推出的Thunderbolt 4及USB 3.2 Gen2x2
及Gen2終端晶片拿來一起比比看。2021年Intel努力地推動Thunderbolt
4及並難得下放USB 3.2 Gen2x2納入主機板的設計，Thunderbolt 4目前
的外接裝置的晶片更新的也很慢，只有兩代的晶片型號。


很可惜的Intel Thunderbolt 4主控端對於USB傳輸速率遠低於USB 3.2
Gen2x2 20Gb/s傳輸率，2022年其它第三方廠商能否順利推出USB4的主
控或終端晶片上市實用仍是未知數。



目前Thunderbolt 3/4的SSD外接盒，基本上是採用兩款晶片，舊款晶片
是JHL6340，新款的是JHL7440，都是支援雙通道40Gb/s傳輸率。






測試環境簡述:

M/B: ASUS MAXIMUS XIII Hero BIOS 0605
CPU: i7-11700K oc 5.0G
RAM: GSkill DDR4-3000 8G*4
OS SSD: Samsung 980 PRO 1TB
測試碟: Seagate FireCuda 530 2TB
OS: Windows 10 Enterprise 21H2 64-bit
Driver: Windows Defaut UASP Driver






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，
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。第九個組別，是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。
線性讀取基本上看來還算穩定，寫入測試就出現戲劇性結果。因為SSD寫
入降速的情況，最差的線性寫入反倒是USB比較好些。平均速率是JHL7440
都表現最好。



Anvils軟體裡，循序讀取/寫入都是JHL7440最快。





AS SSD裡，設定檔案容量為是1GB，循序讀取或寫入都是JHL7440小勝。



NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K測試，平均讀取以JHL6340最
快；平均寫入速率反倒是ASM2364最快，JHL6340/7440都輸給它。



HDTune循序讀取/寫入測試，平均讀取或寫入速率都是JHL7440最快。
存取時間仍是JHL7440最慢，相對地ASM2364的存取時間最快。





HDTune額外讀寫測試，分離出的循序讀寫項目，讀取或寫入測試都是
JHL6340表現最好。





HDTach 8MB小檔或是32MB大檔讀取測試，都是JHL6340最快





HDTach-RW 8MB小檔讀取速率以JHL7440最快，寫入是ASM2364最快；
32MB大檔讀取/寫入測試，都是JHL6340最快。





Inhouse DiskBenchmark循序讀取或寫入速率都是JHL7440最快。



Parkdale循序讀取以JHL7440平均表現最好；循序寫入是JHL6340險勝
過JHL7440。





Q8T1項目，Crystal Diskmark軟體裡，讀取或寫入測試都是以JHL7440
平均表現最佳。





Q32T1測試項目

Crystal Diskmark軟體裡，讀取或寫入測試都是以JHL7440平均表現最佳。




TxBench循序讀取或寫入測試都是JHL7440最快。






(二)壓縮環境，循序讀寫測試：

Anvils軟體裡，循序讀取/寫入速率以JHL7440最快。





ATTO設定測試型態在00000000模式，抓取64KB、1GB、4GB、32GB的檔
案容量，曲線直接貼出，讓各位一目瞭然。

















Q8T1項目，Crystal Diskmark讀取或寫入速率是JHL7440最快。





Q32T1測試項目

Crystal Diskmark讀取或寫入速率是JHL7440最快，ASM2364或是JMS583
與Thunderbolt相比下還是有一段明顯落差。





TxBench的循序讀取或寫入速率都是JHL7440最快。






(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。
隨機讀取不太會降速，隨機寫入也是會有降速的現象，與線性寫入相比
之下已有改善，然而仍然是USB 3.2 Gen2x2降速比Thunderbolt好。平
均速率還是JHL7440表現最快。



HDTune額外讀寫測試，分離出的隨機讀寫項目，讀取測試以ASM2364平均
表現最佳；寫入測試是JHL7440完勝其它對手。





HDTune隨機讀寫測試，讀取測試中4KB及512B以ASM2364最快，64K以上的
大檔格式由JHL7440全贏；寫入測試512B及4K是JHL6340最快，64K以上的
大檔格式仍是JHL7440全包走。





Inhouse Diskbenchmark隨機測試，隨機讀取是JHL7440平均表現最佳；
隨機寫入時則是JHL6340平均表現最好。


  


512B項目，AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB。讀取測試JHL7440最快，
寫入測試反倒是JHL6340最快。



32K項目，Anvils軟體是JHL6340最快，但是JHL7440還輸給ASM2364。



128K項目，Anvils軟體裡JHL6340平均表現最快而獲勝。



Q1T1測試項目，TxBench隨機讀取或寫入測試都是JHL7440最快。





QD32測試項目，Parkdale隨機讀取可以看到Thunderbolt慘輸，ASM2364
甚至贏過降速的Native Gen3；隨機寫入仍是ASM2364遙遙領先其它人，
JHL6340/7440落後一大截。若以存取時間觀察，JHL7440最慢，JHL6340
只比JHL7440好一點。










(四)壓縮環境，非循序或非4K讀寫測試：

32K讀取測試項目，Anvils軟體是JHL6340最快，JHL7440還輸給ASM2364。



128K讀取測試項目，Anvils軟體裡JHL7440終於贏得冠軍。



Q1T1測試項目，TxBench隨機讀取或寫入測試都是JHL7440最快。






(五)非壓縮環境，4K相關讀寫測試：

QD1項目

Anvils軟體裡，讀取測試中Thunderbolt全被USB打趴，難以置信；
寫入測試裡Thunderbolt終於贏回來，由JHL6340奪冠。





AS SSD軟體裡，設定檔案大小為1GB。讀取測試同樣地Thunderbolt被
USB打趴的情況，寫入測試以JHL6340最快，JHL7440還是輸給了ASM2364。



Crystal Diskmark軟體讀取測試意外由ASM2364遙遙領先，不論是JHL6340
或是JHL7440都難追於後；寫入測試則出現逆轉，反倒是JHL6340取得冠
軍，JHL7440些微落後而居次。





TxBench裡，隨機讀取測試是ASM2364平均最現最好，JHL6340或JHL7440
墊底且落後一大截；隨機寫入測試反由JHL6340一雪前恥獲得冠軍，相
對的JHL7440仍然積弱不振輸給全部人。


  


QD4項目

Anvils軟體的讀取速率，還是由USB晶片互相領先，Thunderbolt晶片照
樣落後，JHL7440幾乎墊後；寫入測試則由JHL7440扭轉而獲勝。





QD16項目

Anvils軟體的讀取速率以JHL7440平均最快，寫入測試則是JHL6340平均
最快。





Q32T1項目

TxBench的隨機讀取是JHL6340橫掃全贏獲勝，寫入測試卻是與ASM2364
平分秋色兩者並列冠軍。





Q32T16項目
Crystal Diskmark軟體讀取或寫入測試中，JHL7440完封JHL6340而獲得勝利，
ASM2364或是JMS583邊相對地遠落後於Thunderbolt。





QD64項目

AS SSD軟體裡設定檔案大小為1GB。讀取或寫入測試都是JHL7440最快。




(六)壓縮環境，4K相關讀寫測試：

QD1項目

Anvils軟體裡，讀取速率JHL6340平均較佳，贏過JHL7440；寫入速率是
JHL6340贏面更多。





Crystal Diskmark軟體讀取速率以JHL6340平均表現最佳，JHL7440的讀
取測試大多慢於ASM2364；寫入測試仍是JHL6340平均最佳，JHL7440僅能
居次，一掃讀取測試被ASM2364壓著打的怨氣。





TxBench軟體的隨機讀取或寫入測試都是JHL6340最快。





QD4項目

Anvils軟體的讀取速率JLH6340平均最快，讓人很意外的JHL7440可以說
慘輸給JMS583；寫入速率還是JHL6340最快，JHL7440總算比較正常些。





QD16項目

Anvils軟體的讀取或是寫入測試還是JHL6340平均表現最佳。


  


TxBench軟體，隨機讀取或寫入測試都是JHL6340平均表現最佳，意外的
是JHL7440表現似乎不穩定，讀取速率甚至輸給JMS583。






Q32T16項目
Crystal Diskmark軟體讀取或寫入測試中，JHL7440發威取得多數勝利，
ASM2364或是JMS583邊相對地遠落後於Thunderbolt。






(七)非壓縮環境，應用軟體整合測試：

AIDA64 Read Test Suite 1MB或8M環境，線性讀取是Thunderbolt的強
項，不過與USB 3.2 Gen2x2的差距縮減。Thunderbolt的JHL7440比
JHL6340贏不了太多，連PCIe Gen3的傳輸率80%都達不到，有點失望。





Anvils的非壓縮環境，讀取分數以JHL7440平均最快，寫入分數反倒是
JHL7440與JHL6340互有領先，最後總分是JHL7440最快。







AS SSD裡設定檔案大小為1GB，Copy Benchmark測試項目中，所有的測
試項目都是ASM2364最快，Thunderbolt同樣被打趴，推測這個項目中
的4KQD1佔極大的比重。若以耗時性比較，還是ASM2364平均耗時最短。





AS SSD的讀寫分數比較，JHL7440不論是讀取或寫入都只險勝JHL6340，
與PCIe Gen3 Native相比，僅只有約45%的效能，連60%都達不到讓人有
點失望，相對地USB 3.2 Gen2x2與 Gen2差距真的不大。



PCMark 7得分以JHL6340最快，其它細項測試就請直接看圖。









PCMark 8總得分及頻寬仍是JHL6340最佳，其它細項測試就請直接看圖。









PCMark 10採資料碟測試，總得分及頻寬都是ASM2364最高。存取時間
是JMS583最慢，JHL6340及JHL7440仍然輸給ASM2364。








(八)壓縮環境，應用軟體整合測試：

AJA 設定影片格式為3840*2146 4K RED HD解析度，編碼為16bit RGB。
讀取/寫入都是JHL7440最快，寫入方面JHL7440未贏過JHL6340太多。





Anvils壓縮環境，讀寫總分是JHL6340平均最快，寫入分數互有領先，
總後加總的總分還是JHL6340最快。








(九)混合測試：

ATTO設定測試型態在Overlapped I/O，佇列深度4 (QD4)模式，抓取
64KB、1GB、4GB、32GB的檔案容量，曲線直接貼出，讓各位一目瞭然。

















測試至此，作個簡單的測試總表：






以PCIe Gen3 Native為測試基準，將所有的壓縮環境或非壓縮環境的
變數納入測試，JHL6340的效能損耗率最低，勝過後起之秀JHL7440。
ASM2364 (USB 3.2 Gen2x2)與Thunderbolt的差距沒有想像中的大。



若將所有的Burst排除於測試時，JHL6340仍然險勝JHL7440而奪冠，
ASM2364 (USB 3.2 Gen2x2)與Thunderbolt間的差距再縮小些。



如果將所有壓縮測試排除，純粹以非壓縮環境作比較，JHL7440反而贏過
JHL6340而獲得冠軍，ASM2364 (USB 3.2 Gen2x2)與Thunderbolt的環境
差異再縮小些。



最後將壓縮功能及Burst選項都拿掉，在單純的非壓縮隨機測試環境裡，
JHL7440還是險勝JHL6340贏得冠軍，ASM2364 (USB 3.2 Gen2x2)與
Thunderbolt的環境差異縮小到不到3%的差距。



從上面的測試中，或許可以這樣說，若使用的環境偏向於大型檔案連續
性傳輸時，JHL6340/7440將會是首選。但是小檔傳輸時，Thunderbolt
外接裝置不見得會佔優勢。JHL6340雖然已屬於較早期的控制晶片，但是
它在壓縮環境中的優勢是JHL7440無法取代，JHL7440最讓人受不了的一
點應該是它的存取時間偏長，不知是因為相容性因素或是原本架構設計
所致，期代它的下一代晶片設計時，能修正這方面的弱點。


若是要把SSD當作外接遊戲資料碟使用時，在某些環境中，USB 3.2 Gen2x2
搭配ASM2364所組成的生態系或許是最好的選擇。

整體總結是Intel Thunderbolt外接週邊生態感覺比較偏向於類似硬碟著
重的的環節，USB週邊在歷經幾代的演變後，似乎整體發展重點較全面性。



期待2022年能有正式的USB4.0 40Gb/s主控及週邊設備，讓2021年無趣的
儲存週邊生態有較多的熱鬧性及效能爆增的可能性能更讓人期待。


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。