比原生SATA还快！USB3.0移动硬盘实战

    泡泡网主板频道11月2日 上周，本站发布了《6Gb/s强吗? 首款SATA3.0硬盘性能初探》的文章，引发了读者的热论，毕竟关于外部接口方面，PC上已经多年来没有升级了。通过测试我们能够知道，SATA3接口的带宽对于现有的机械硬盘来说绰绰有余。而PC中的另一个外设接口USB，也更新至了USB3.0，那么它对移动设备来说，是否必要呢？

    提起USB设备，我们第一印象就是琳琅满目的U盘，移动硬盘了。依托USB总线的广泛兼容性，电脑上的各种外围设备都可以通过USB来连接，但是，大家有没有注意到，伴随我们多年风雨的USB2.0已经不能满足我们的速度要求了？

USB接口的速度已经成为了移动设备的瓶颈

    生活在信息时代的我们，对数据的要求是苛求的，相信无论是谁，都有一堆需要储存的数据，但凡工作中需要用到电脑的劳动者，相信每天必备的操作就是同步公司和家里电脑的数据。如果是文本文档还好说，要是赶上视频采集，大型数据库等数据，USB2.0的速度绝对能够熬死你。USB2.0的理论速度只有480Mbps，折算成我们常用的速度单位理论值是60MB/s，但受限于信号衰减等原因，实际速度一般只有30MB/s左右。这样的速度对现今的应用来说，无疑是杯水车薪。

全新的USB3.0接口

     有鉴于此，IT领导厂商Intel，微软牵头，众多厂商合作参与，升级了USB设备的标准——USB3.0，那么，USB有何过人之处呢？是否就是简单的带宽增大？兼容性方面，又是如何？带着这些疑问，请看本文的分析。

    随着数据越来越大，原本带宽够用的USB2.0接口逐渐显示出颓势，而一直与USB竞争外设接口标准的IEEE1394（我们常说的火线接口）呢？从技术角度分析，IEEE1394比USB更优秀，但不能普及的原因也很简单，就是其推广者是苹果而非Intel，（苹果电脑和PC电脑所占的比重就能一窥究竟），IEEE1394的优秀性主要表现在数据的传输特性上，支持点对点传输，通俗来讲就是串行传输。但即便是现在最高速的IEEE1394B接口，理论峰值为800Mbps/s，虽然信号衰减比USB2.0小的多，但速度还是不尽如人意，同时因IEE1394B控制芯片以及周边设备不常见，也不能成我们提速的好选择。

火线接口速度仅比USB2.0表现好一点

    USB总线接口的速度，已经成为了现在人们交换数据过程中的最大瓶颈，有鉴于此，贵为USB联盟掌门人的Intel提出了最新的解决方案USB3.0，且计划随新款Intel芯片组绑定推出，但事与愿违，虽然现在网路上能见到USB3.0产品的身影，但即便是最新的P55主板上也无法见到它的身影。

USB3.0真身——速度可以达到600MB/s

    造成USB3.0难产的原因，可以说是多方面的。上游芯片方面，intel和nv等厂商角力争夺USB3.0标准规范，直到最近才定出多方都认定的标准规范，而角力过程中所消耗的时间是超级多的。下游方面，有了标准，自然就要有主控芯片的支持，但遗憾的是，能够让人满意的USB3.0芯片只有NEC一家能生产，这样的话芯片成本初期不可能控制在理想范围内，而另据最新消息，南桥原生USB3.0的计划，2010年都很难实现。看来USB3.0的普及任重道远。

    客观来讲，USB称得上是目前最成功，最有优势的外设接口标准，随着时代的发展，外设产品的升级，USB接口规范也需要有相应的升级，于是USB3.0 “SuperSpeed USB”（超高速USB）来了。相对于之前的USB2.0，USB3.0最大的优势就是高带宽和良好的兼容性了。

USB高速的秘诀——全双工

线缆实物

    首先在带宽上，USB 3.0支持全双工，而不再是USB 2.0时代的半双工模式。信号传输模式上仍然采用主机控制的方式，不过改为了异步传输。新增了5个触点，两条为数据输出，两条数据输入，采用发送列表区段来进行数据发包，新的触点将会并排在目前4个触点的后方。USB 3.0暂定的供电标准为900mA，将支持光纤传输，一旦采用光纤其速度更有可能达到25Gbps。

得益于高带宽的优势，未来显示器接口都有可能Wireless USB化

    其次在兼容性上，USB 3.0的设计兼容USB 2.0与USB 1.1版本，并采用了三级多层电源管理技术，可以为不同设备提供不同的电源管理方案。Intel的xHCI已经可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0采用新的封包路由传输技术，线缆设计了8条内部线路，除VBus和GND作为电源提供线外，剩余3对均为数据传输线路其中保留了D+与D-两条兼容USB 2.0的线路，新增了SSRX与SSTX专为新版所设的线路。

    据最新消息，英特尔已经决定推迟到2011年再让旗下芯片组支持USB 3.0接口。

    目前的USB 2.0技术的最高数据传输率为480Mbps，IEEE 1394B的最高传输速率为800Mbps，USB 3.0的速度传输率将在5Gbps左右，高于eSATA的3Gbps，而且eSATA不具备供电能力。英特尔此举将导致USB 3.0的需求推后一年。

Intel的usb3.0只能在IDF上看到

    即便英特尔预计要到2011年再推出支持USB 3.0的芯片组，但这并不妨碍其他芯片厂商自己研发。不过，主板厂商们如果打算支持USB 3.0接口的话将不得不转向寻求与其他昂贵的第三方控制器厂商合作。

    USB 3.0的技术规范早在2008年11月就已经确定。几个月前，英特尔发布了“扩展主控制器界面”(XHCI)规范，这一规范将使得芯片制造商按照标准化的方式研发支持USB 3.0的硬件。此后英特尔根据超高速USB(SuperSpeed USB)的最终规范，对XHCI规范进行了修订。

    AMD和NVIDIA等芯片制造商一直在呼吁XHCI规范，他们需要这一规范在自己芯片组支持USB 3.0。目前NEC和富士通正在发售超高速控制器芯片以及相关设备。

AMD会首家推出原生支持USB3.0的芯片组吗？

    不过，英特尔并不是唯一这么做的。虽然AMD一直没有过多透露其芯片组的发展路线图，但今年早些时候有消息称，AMD下一代南桥芯片SB800能够支持6Gbps的速度传输率，却只能支持USB 2.0接口。SB800将在本季度随着独立芯片组RD890上市。据称AMD也会到2011年才会在下一代的SB900上支持USB 3.0接口。

▲ 短期之内USB3.0将以何种形式出现？

    既然短期内主板芯片组不会原生支持USB3.0，那么如果现在要使用USB3.0，它将以什么形式出现呢？

    其实主板厂商也不是就干等Intel想出解决方案，通过板载等手段，推出了USB3.0的解决方案。下面简单介绍一下这几种解决方案。

■ 方案一：主板集成USB3.0芯片

NEC公司推出的全球首款USB3.0控制芯片D720200F1

    笔者拿到的首款真正实现SATA 6Gbps和USB 3.0高速传输速度的主板。

    蓝色的接口，就是通过NEC控制芯片D720200F1桥接出来的USB 3.0接口。客观来讲，这样的设计是最完美的。节省了不必要的pcie接口

■ 方案二：提供转接卡

    这种方案其实就是一块USB3.0的转接卡，本质上跟集成在主板上无甚区别，但可以满足没有USB3.0功能的用户需求。

USB3.0芯片

   

    华硕的U3S6扩展卡设计并不复杂，通过PLX PEX8613桥接芯片扩展带宽，以支持PCI-E X4接入，在背部I/O处提供2组USB 3.0输出接口，此外，在卡的右上角还提供2组SATA 6Gbps接口供用户使用。客观来讲，此卡做工非常扎实，对得起200块人民币左右的价格。

    通过前文的介绍大家可以了解到，此次我们使用目前目前首款USB3.0芯片-NEC，以及目前可行可见的SATA3磁盘主控芯片——Marvell 9123进行测试。

PCPOP.COM评测室
硬件系统配置
处理器	Core i7 870 (四核开启HT /2.6GHz/4x256KBytes L2/8M L3)
主  板	ASUS P7P55D premium chipset:P55
显   卡	GTX285
内   存	CORSAIR CMD4GX3M2A1600C8 DDR3-1600(8-8-8-18 1T) 2x2G
硬   盘	西部数据 velociraptor 300G 10000RPM 16MB
电   源	海盗船 HX 1000W
软件系统配置
操作系统	Windows 7 RTM 64bit
DirectX	10.1
显示驱动	NVIDIA Forceware 191.07

    硬件方面，为了不让系统中其它配件成为影响硬盘发挥性能的瓶颈，所有配件均使用最强的产品，以检测USB3.0的真实性能区别。

USB3.0接口移动硬盘

  

最新版everest不能正确识别USB3.0

测试方法：

    测试方面，我们使用NEC芯片进行连接USB3.0移动硬盘，以检测USB3.0接口的真实性能。

    HD TACH是一款专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试，可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间、突发数据传输率及CPU占用率。

    从成绩看，USB3.0下的磁盘性能表现，还是不错的，5Gb的理论值，即使有信号衰减，也是能够满足机械硬盘的需求的。

   HD TUNE是一款小巧易用的硬盘工具软件，其主要功能有硬盘传输速率检测、健康状态检测、温度检测及磁盘表面扫描等。另外，还能检测出硬盘的固件版本、序列号、容量、缓存大小以及当前的Ultra DMA模式等。

    另一款底层测试软件HDTUNE中，USB3.0的表现同样地出色，让人很难想象这是USB设备跑出来的分，毕竟看了USB2.0近年来30MB/s的成绩看的太多了。

    Lavalys EVEREST，是一个测试软硬件系统信息的工具，它可以详细的显示出PC每一个方面的信息。支持上千种(3400+)主板和上百种(360+)显卡，支持对并口/串口/USB这些PNP设备的检测，支持对各式各样的处理器和内存的侦测。

     EVEREST测试中，USB3.0完全发挥了此款机械硬盘的性能，不过在随机读取中，曲线并不是很稳定，看来现在的USB3.0芯片还有提升的必要。

    Futuremark最新一代基准测试软件PCMark Vantage，结合时代应用专为Windows Vista打造，可以模拟目前多数电脑的实际应用测试。PCMark Vantage可以衡量各种类型PC的综合性能。从多媒体家庭娱乐系统到笔记本，从专业工作站到高端游戏平台，无论是在专业人士手中，还是属于普通用户，都能在PCMark Vantage里通过得分了解自己电脑的各组件性能强弱。笔者的测试基于硬盘测试部分。

    PCMark Vantage的磁盘性能测试不同于前面几款理论测试软件，它是尽可能的模拟用户在日常使用中的实际硬盘读写情况，包括vista启动、各种程序启动、文件搜索、大文件打开等等，这些应用没有一样是需要持续读写某一区块的，基本上可以算作是随机读取各种小文件，因此对于硬盘的寻道时间特别敏感。

    这样的得分，对机械硬盘来说完全没有瓶颈了，如果有可能，未来通过USB3.0作为系统盘使用也不无可能！

    至此，USB3.0的测试就此结束了，所有的测试成绩进行分析对比后，可以得出以下结论：

• 机械硬盘在传输率方面，受限于物理因素，USB3.0接口的带宽完全能在很长一段时间内满足其要求；
• 从现在NEC生产的USB3.0芯片的性能看，表现还是不错地，相信未来原生支持USB3.0的芯片组出现，还会有更好的表现；
• USB3.0提高的远不止是传输率，兼容性方面也有很大提高，不仅供电提高至900ma，而且向下兼容USB2.0甚至USB。

主板板载USB3.0芯片是现阶段最为有效的实现方式

    随着时代的发展，用户对移动存储的需求是越来越大，现今的数据呈几何状增长态势，存储产品的速度也已经远远大于USB2.0的速度了，但移动存储的接口方面，近几年中却没有升级，不免令人有些失望。对存储产品来说，无论自身产品的性能如何，唯一的要求就是外部接口（带宽）能够满足自身性能需求，而USB2.0的确已经不堪重负了。现代社会最讲究的是效率，而拷贝粘贴中节省下的时间，就是效率。所以USB3.0到来，是十分有必要和迫切的！■<