SATA控制器發展十年回顧及效能評比(1)-Intel ICH10R以後各晶片 vs Marvell 91xx & 9230 Raid0 SSD篇(圖多

自從Intel在2003年推出ICH5，讓儲存設備裝置由Ultra DMA 66/100邁入新的里
程碑，當時僅支援SATA 1.5Gb/s，遲至2006年的ICH8時，UDMA規格正式從
Intel產品線除列，SATA控制器也正式進入SATA 3Gb/s(俗稱SATA II)。到了2011
年的P67則是Intel產品線首度出現SATA 6Gb/s的控制器，然而推出後出現了些許
的紛紛擾擾，又迅速地推出小改版，目前我們所看到Intel SATA 6Gb/s控制器還是
維持只能接2組裝置。(資料來源：維基百科)

當Intel儲存控制器進入SATA 6Gb/s年代時，競爭對手AMD也推出對應產品，此外
主機板廠商或是第三方廠商為了因應新架構，多推出Marvell 91xx的控制晶片，來
增加產品線的使用彈性。若依Marvell公司原本規畫的架構，它本來還提供了UDMA
功能。
似乎是因為某些原因，後來推出的產品多拿掉了PATA功能，在P55的年代裡，較常
見的僅剩Marvell 88SE9120/9123及9128這三款晶片，88SE9125反倒不常見。
儘管推出了這類產品線，但因它只使用到一條PCI-e 5Gb/s的頻寬，91xx晶片效能
表現不如預期，加上它寫入不支援Write Back，寫入效能低落成為其致命傷，晚
期出現了一款88SE9182，它採用2條PCI-e頻寬，此晶片後來為ASUS或Gigabyte高
階板採用，效能明顯拉高。後來因應Intel快速儲存功能，Marvell公司再推出修
正版的Marvell 88SE9130，加入HyperDUO功能，很可惜的是，這款晶片仍是只使
用一條PCI-e頻寬，效能表現與舊款的91xx差異不大，令人扼腕，後來甚至在ASUS
主機板內建的Marvell 88SE9128也提供類似HyperDUO功能，但改稱為SSD Cache。
由於88SE9182效能的改善，似乎售價相對偏高或其它因素，產品線再一分為二，
分為精簡板的88SE917x及後來的88SE92xx，將88SE92xx整合HyperDUO功能。
Marvell 88SE92xx同樣分成3組產品線，現在僅較常見到88SE9230/9235，在
ASUS P8Z77-V Premium可見到88SE9230，板卡廠則有HighPoint或海外廠商推出
以88SE9230/9235為控制晶片的擴充卡。
囉嗦地把歷史回顧，當初在設想這系列測試時，考慮到要測傳統512byte格式及
4K AF HD或是Raid0/Raid1，還是要PK AHCI或IDE?本來想把ICH9R或JM363加入，
但這樣玩太大了，只好精簡，整理數據並匯圖也需要時間，本篇先就ICH10R後的
Raid0來作比較，但SSD選用又是個問題，小弟測試時無其它廠商可贊助，故以採
用LSI Sandforce的SSD來當工具，很抱歉沒法拿Marvell主控來PK，此外，要買2
顆/4顆還是6顆的SSD來測總傳輸頻寬?但想想Intel的SATA 6Gb/s只提供2組接頭，
後來決定就以2顆SSD當測試基準，至於Marvell 88SE917x或Intel P67系列，因
小弟口袋有限，沒法一次買齊足夠主機板來測試(我也很挑製造商)，因此這兩款
晶片在此系列測試中將消失，敬請見諒。
測試環境簡述:
SSD: Sandisk Extreme SSD 120G*2
OS: Windows 7 Ultimate x64
其餘使用主機板及板卡或Drivers如下
以下所有測試分別針對Intel系列及非Intel系列作PK，測試以ICH10R為基準，最
後再挑幾個分項，分別挑出來作比較。
測試開工，先看AIDA64 Read Test Suite，Intel SATA 6Gb/s系列相較SATA 3Gb/s
控制器效能成長約80~9x%，並未有100%的效能倍增。相對地Marvell系列即便是
M92xx也僅只比ICH10R效能多約60%，M91xx效能則遜於ICH10R。
綜合表現則以X79 SATA 6Gb/s的效能最佳，Marvell 88SE9128效能有待改進。
AIDA64 線性讀取(Linear Read)測試結果顯示平均線性讀取最佳仍是X79 SATA 6Gb/s。
AJA 設定2048*1556 10-bit RGB從128MB~16GB全測一輪
Intel系列的SATA 6Gb/s較SATA 3Gb/s效能增加約9x%，與AIDA64像比較能更接近
100%的理想值，但在SATA 3Gb/s控制環境中，X79表現較弱，與SATA 6GB/s中的一
馬當先差異頗大。
Marvell系列僅M9182/9230優於ICH10R，也僅快約40~50%，M91xx系列表現遜於ICH10R
將讀寫分開比較，讀取測試項目以X79 SATA 6Gb/s平均表現較佳，比M9128快了約
4.5倍，是的，您沒看錯，寫入測試則以Z68 SATA 6Gb/s大勝M9128約6倍快。
Anvils SSD Benchmark 讀寫測試，從1GB~32GB全測試過一輪，考慮到Sandforce主
控的特性，再分別設定0Fill及Incompressible
0Fill 1GB整體表現仍是X79 SATA 6Gb/s最佳
0Fill 2GB整體表現仍是X79 SATA 6Gb/s最佳
0Fill 3GB整體表現轉以Z77 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill 4GB整體表現轉以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill 8GB整體表現還是以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill 12GB整體表現以Z77 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill 16GB整體表現以Z77 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill 32GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
0Fill測試選項的4K讀取測試，以Z68 SATA 6Gb/s平均表現最佳，ICH10R反倒是最弱
0Fill測試選項的4K寫入測試，Z77 SATA 3Gb/s或是ICH10R平均表現還優於一系列的
Intel SATA 6Gb/s控制晶片，讓人蠻意外的
0Fill測試選項的循序讀取測試，X79 SATA 6Gb/s以近乎一面倒的獲勝
0Fill測試選項的循序寫入測試，X79 SATA 6Gb/s除了兩選項輸外，總平均仍勝於其
它產品
由於Anvils這套軟體測試似乎較偏重4K讀寫，因此0Fill選項以Z68 SATA 6Gb/s的總
得分最高
Incomoressible選項中1GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中2GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中3GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中4GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中8GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中12GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中16GB整體表現以Z68 SATA 6Gb/s表現最佳
Incomoressible選項中32GB整體表現，意外地出現Marvell 88SE9182 SATA 6Gb/s表
現最佳
Incomoressible測試選項的4K讀取測試，以Z68 SATA 6Gb/s平均表現最佳，檔案長度
愈大，Z68的差異度更明顯
Incomoressible測試選項的4K寫入測試，以Z68 SATA 3Gb/s平均表現最佳
Incomoressible測試選項的循序讀取測試，X79 SATA 6Gb/s後來追上，拿到整體平均
表現最佳
Incomoressible測試選項的循序寫入測試，Z77 SATA 3Gb/s一度落後，最後有驚無險
地獲得整體平均表現最佳
因為Z68 SATA 6Gb/s的4K讀寫表現較佳，不意外的在Incompressible的總得分裡平
均最佳
AS SSD Benchmark是測SSD常見的工具軟體，先看看循序讀取方面的結果，X79
SATA 6Gb/s表現最佳，循序寫入測試則是P55意外地表現較佳
AS SSD 4K-64 Thrd讀取測試則是M9182遙遙領先，寫入測試是Z68 SATA 6Gb/s較佳
但因為ICH10R整體表現較平均，在小弟的測試平台中意外的表現最佳，總得分最高
AS SSD的Copy-Benchmark測試選項，X79 SATA 6Gb/s以三戰二勝而擊拜M9230
AS SSD Compression Benchmark測試傳輸線型變動
ICH10R，讀取上限約在512MB/s附近，寫入末端還會暴衝一下
P55，讀取上限約在526MB/s附近，寫入最快一度快於讀取，末端約落在490MB/s
Z68 SATA 3Gb/s，讀取上限約在520MB/s附近，寫入末端約落在497MB/s
Z77 SATA 3Gb/s，讀取上限約在510MB/s附近，寫入末端約落在510MB/s
X79 SATA 3Gb/s，讀取上限約在520MB/s附近，寫入末端約落在452MB/s
Marvell 88SE9128，讀取上限約在370MB/s附近，寫入僅153MB/s
Marvell 88SE9130，讀取上限約在401MB/s附近，寫入最高約293MB/s
Marvell 88SE9182，讀取上限約在633MB/s附近，寫入最高約432MB/s
Marvell 88SE9230，讀取上限約在697MB/s附近，寫入最高約736MB/s
Z68 SATA 6Gb/s，讀取上限約在1000MB/s附近，寫入末端約落在970MB/s
Z77 SATA 6Gb/s，讀取上限約在973MB/s附近，寫入最高曾快過讀取速率
X79 SATA 6Gb/s，讀取上限約在1026MB/s附近，寫入末端約落在910MB/s
ATTO Diskbenchmark v2.47針對了64K、64MB、256MB、512MB、1GB及2GB分別
測試，節取部分資料作成Excel圖表
ATTO 64K Intel系列及Marvell系列結果概況
ATTO 64M Intel系列及Marvell系列結果概況
ATTO 256M Intel系列及Marvell系列結果概況
ATTO 512M Intel系列及Marvell系列結果概況
ATTO 1GB Intel系列及Marvell系列結果概況
ATTO 2GB Intel系列及Marvell系列結果概況
不免俗地針對ATTO各選項的讀取效能來個大比較，Z77 SATA 6Gb/s平均表現最佳，
寫入也仍是Z77 SATA 6Gb/s平均表現最佳
Crystal Diskmark 讀寫測試，從50MB~4000MB全測試過一輪，考慮到Sandforce主
控的特性，分別0Fill、1Fill及Defaut，為節省篇幅本篇僅貼出0Fill及Default
測試值
CDM 0Fill 50MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 100MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 500MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 1000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 2000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 4000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM 0Fill 循序讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，循序
寫入測試同樣以Z68 SATA 6Gb/s平均表現最佳
CDM 0Fill 512K讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，512K
寫入測試同樣以Z68 SATA 6Gb/s平均表現最佳
CDM 0Fill 4K讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，4K寫入
測試反而是Z77 SATA 6Gb/s平均表現最佳
CDM 0Fill 4KQD32讀取效率測試若擺在一起看，M9182平均表現較佳，4KQD32寫入
測試是Z68 SATA 6Gb/s平均表現最佳
CDM Default 50MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 100MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 500MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 1000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 2000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 4000MB Intel及Marvell系列晶片測試結果
CDM Default 循序讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，循
序寫入測試以Z77 SATA 6Gb/s平均表現最佳
CDM Default 512K讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，512K
寫入測試以Z68 SATA 6Gb/s表現相對不盡理想
CDM Default 4K讀取效率測試若擺在一起看，Z68 SATA 6Gb/s平均表現較佳，4K寫
入測試以Z77 SATA 6Gb/s表現較佳
CDM Default 4KQD32讀取效率測試若擺在一起看，M9182平均表現較佳，4KQD32寫入
測試以Z77 SATA 6Gb/s表現較佳
DiskBenchmark意外地出現Z77 SATA 3Gb/s平均表現較佳
HDTune v5.0檔案基準長度設為8MB，把裡面能測的項目全測過
HDTune-讀取/寫入測試項目，可看出傳輸曲線之間的差異，除了M9182寫入的起
伏較大外，其餘的都還算平順
HDTune Intel及Marvell系列晶片讀取測試結果
HDTune Intel及Marvell系列晶片寫入測試結果
HDTne 讀取以X79 SATA 6Gb/s平均表現最佳，寫入則是Z77 SATA 6Gb/s最佳
HDTune-額外讀取(Extra Read)中Intel及Marvell系列晶片的測試結果
HDTune-額外寫入(Extra Write)中Intel及Marvell系列晶片的測試結果
HDTune-額外讀寫測試中若依隨機讀取排名，以Z68 SATA 3Gb/s表現最佳，若是
隨機寫入則是以M9182表現最好
HDTune-隨機讀取(Random Read)中Intel及Marvell系列晶片的測試結果
HDTune-隨機寫入(Random Write)中Intel及Marvell系列晶片的測試結果
HDTune-隨機讀寫測試，若依4KB隨機讀取排名，以M9128表現最佳，若是隨機寫
入則是以Z68 SATA 3Gb/s表現最好
HDTune-檔案效能(File Benchmark)測試，分別設定32KB、64KB、64MB及512MB
HDTune-檔案效能(File Benchmark)測試，若以64KB或512MB來看，X79
SATA 6Gb/s 循序讀取表現最好，但寫入都不及於Z77/Z68 SATA 6Gb/s
HD-Tach 讀取效能測試，分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試
8mb Test裡，Z77 SATA 6Gb/s與Z68 SATA 6Gb/s的平均讀取差異不大，但Burst
Rate就差蠻大了
32mb Test裡，X79 SATA 6Gb/s平均讀取速度最快
HD-Tach R/W讀取效能測試，分別針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試
8mb Test裡，Z77/Z68 SATA 6Gb/s各有所長，寫入測試則是Z77 SATA 6Gb/s
表現最好
32mb Test裡，X79 SATA 6Gb/s平均讀取速度仍是最快，寫入則是Z77 SATA 6Gb/s
最快
附上Long Test測試過程中各控制器傳輸線形圖，藉以觀察傳輸過程的穩定性
InHouse DiskBenchmark 關於Intel 及Marvell 系列晶片測試結果
若抓幾個重要項目來作評比，X79 SATA 6Gb/s平均表現最好，不過寫入仍是它
的致命傷
PCMark07 這套軟體，可以測出部分平常實用性的表現，各細項以Z77 SATA 6Gb/s
及Z688 SATA 6Gb/s近乎差異不大
總分則是Z68 SATA 6Gb/s以一分之差獲得冠軍，M9128即使和後起之輩M9130
相比仍有一段的差距
PCWizard 2012裡，Z77 SATA 3Gb/s意外的在幾個選項中贏過Z68 SATA 6Gb/s
簡單個作個小表，由於ATTO 64K測試變化較大，DiskMark對X79有軟體Bug，或
是拿掉差異頗大的HDTune/HDTach等軟體中的Burst Rate，因此比較表有分完整
或拿掉幾個選項的比較圖
從ICH8導入SATA 3Gb/s以來，到了ICH10R才算相對穩定，再到Z77/X79，這麼
多年來，CPU/GPU甚至於DRAM或SSD的產業變化極大，可是自己感覺到SATA控
制器的演變卻相對緩慢，不知下一個七年或十年後，儲存裝置控制器的效能演進將
會是爆發性成長?還是日落西山?說真的，我也不知道~~~~
敬請期待下一篇【SATA控制器發展十年回顧及效能評比(2)-Intel ICH10R以後各晶片
vs Marvell 91xx & 9230 Raid0 4KAF HD篇】
後記:以上測試雖基於個人現有設備所作之測試，或許不像其它專業機構的評測，也可
能會有誤差值，每家控制晶片韌體調教的情況都可能影響上述的測試值，若有冒犯各
廠商敬請見諒。
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。

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