原生居然不如桥接 7款USB3.0主控横评

    泡泡网主板频道8月31日 USB 3.0标准出台三年，从最初NEC的首款USB 3.0芯片问世，发展到现在目前市场上的方案已经出现了欣欣向荣的局面，由于市场方案繁多我们对目前市售的USB 3.0主控方案作一个全面的分析，主要考核各个芯片方案的性能差距。

    USB 3.0作为新一代的串行传输标准，速率提升到5Gbps，等效数据带宽为500MB/s，而USB 2.0带宽仅为480Mbs，实际等效数据带宽为60MB/s，提升了近10倍。当然受到一些存储设备的限制，理论速度可能很难实现500MB/s的性能。

    目前市面上的USB 3.0解决方案主要包括AMD A75、ASMedia ASM1042、Etron EJ168A、Fresco Logic FL1009、NEC/Renesas 礑720200以及VIA VLI VL800芯片。其中AMD A75是目前为止首款原生支持USB 3.0的南桥芯片。

目前只有A75芯片组原生支持四个USB3.0接口

    在系统支持方面目前最新的Windows 7操作系统并不原生支持USB 3.0，下一代的Windows 8系统则首次把USB 3.0列入原生支持，通用串行传输标准有望在Windows 8上真正实现。

    在Windows 8没有正式发布前，你可能会遇到这样的问题，你的主控器可能并不能完全支持市面上所有的USB 3.0设备，这得从USB Attached SCSI Protocol(UASP)协议说起，目前市面上共有2家公司从事UASP的开发，而芯片和设备厂商需要获得授权执照。

    在测试的过程中也遇到了很多意想不到的问题，更多的是一些USB 3.0标准并不是真正的标准，被应用在主控和桥接之间的SATA设备及USB 3.0总线并在一个水平上。

    另外一个问题是目前市面上的USB 3.0线缆参差不齐，并不是所有的USB 3.0线缆都是对等的，例如你购买一个Micro USB 3.0线缆可能会出现一些连接错误，大多数的时间它只处于USB 2.0的水平，这个时候Windows可能会提示你插在一个USB 3.0端口上会获得更快的速度。另外对于消费者来说找到一个完全符合USB 3.0的线缆也是一件困难的事情。

    不同厂商的USB 3.0主控在架构设计上往往差异很大，比如PHY物理层，有的每个PHY要负责USB 3.0/2.0两种接口，而有的是每个USB 3.0或者USB 2.0都有自己的PHY。

    然后就是xHCI(扩展主控制器接口)规范的支持，有些早期的仅支持到xHCI 0.96，有些新的则做到了xHCI 1.0。因为Intel不肯全面公开技术文档，两种版本之间的具体差异谁也无法完全了解诶，但是至少，xHCI 1.0增加了对UX状态的支持，可以让不同外设进入多种休眠模式，只是可惜能够实现的外设非常少。

    AMD A75

    AMD A75是目前唯一首款芯片组原生支持USB 3.0的产品，另外它也是目前仅有的支持四端口USB 3.0的方案，不过AMD并没有提及产品支持的xHCI版本。目前市售的A75芯片组主板正式得益于4个USB 3.0端口，几乎没有主板再去采用第三方USB 3.0芯片去扩展额外的接口。

    ASMedia ASM1042

    ASMedia ASM1042是目前主板上用的最多的解决方案，产品通过了USB-IF的认证，由于产品开发的相对较早，所以产品仅支持xHCI 0.96规范，ASMedia ASM1042和另外一款单端口的ASM1041目前被广泛应用在华硕、华擎、映泰、杰微、微星和蓝宝等厂商，另外在一些笔记本上也能常常看到它们的影子。

    Etron EJ168A

    Etron是台湾第二大的主控厂商，产品同样获得了USB-IF的认证，EJ168A芯片的尺寸大小为14mmx14mm，不过这个尺寸并没有阻碍主板厂商选购它，因此这款主控看起来和ASM1042一样流行。另外EJ168A支持xHCI 1.0规范，作为一款板载芯片，我们没有一张真实的照片，EJ168A这款芯片主要被应用在技嘉和华擎的产品中。

    Fresco Logic FL1009

    Fresco Logic是一家美国公司，它也是继NEC之后第二家通过USB-IF认证的主控芯片，它同时也是首款支持xHCI 1.0规范的USB-IF认证芯片，FL1009是一款2端口USB 3.0控制器，其突发速度可以达到400MB/s。目前国产的一些主板上很多都搭载了这一主控方案，另外最近技嘉的一些Mini-ITX上也采用了这一方案。

    NEC/Renesas u720200

    NEC u720200是一款最古老的USB 3.0芯片方案，早期的主板和其它设备都无一例外的采用了这一方案，不过随着市场上USB 3.0方案的争相怒放，这一局面才发生了变化，不过由于这一方案的过早推出，所以NEC u720200仅支持xHCI 0.96，另外在后来Renesas收购了NEC Electronics，产品也变成了Renesas u720200，另外收购后的NEC Electronics后来还推出了新的u720201和u720202，相对来说价格更为实惠。

    Renesas u720201

    Renesas u720201是一款四端口USB 3.0主控，不过相对于前辈NEC 礑720200，新的方案功耗也更低，并且成本也控制在合理的价位，最主要的是Renesas u720201还兼容xHCI 1.0规范，性能相对于NEC u720200提升非常明显，特别是在写入性能方面，另外突发速度表现也很抢眼。

    VLI VL800

    VIA Labs首批USB 3.0主控为VLI VL800，它是一款四端口USB 3.0控制器，并且通过了USB-IF的认证，另外与VLI VL800同期发布的还有一款VLI VL801，不过规格方面只支持2个USB 3.0，同样通过了USB-IF的认证，不过这两款主控都只兼容xHCI 0.96规范，而对于VLI VL800由于4个端口共享一个PCI-Express x1带宽，所以可能会出现传输瓶颈。这也是为什么前段时间Intel打算推出PCI Express x2，搭配产品方面，VLI VL800被使用在索泰和EVGA的主板上面，另外在一些USB 3.0扩展卡上也可以看到它。

    ASRock Xfast USB

    ASRock Xfast USB并不是一款SUB 3.0控制器，它是一款USB 3.0软件，不过借助它，USB 3.0端口速度可以得到大幅的提升，这也是目前市场上唯一一家推出USB 3.0加速的软件。

    为了测试USB 3.0主控，我们也需要USB 3.0的设备，而为了尽可能满足USB 3.0的带宽需求，我们选择了高速SATA 6Gbps硬盘，通过USB 3.0-SATA 6Gbps转换芯片实现，方案搭载一块Patriot Wildfire 120GB而目前市面上也仅仅只有一款符合要求的芯片--ASMedia ASM1051E，不过USB 3.0转SATA 3Gbps的产品倒是很多。

    另外两套USB-SATA转接控制器方案为Akitio NT2 U3和VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps转接控制器，其中Akitio NT2 U3内部采用了两块海盗船Force GT 60GB，通过JMicron SATA RAID控制器加ASMedia SATA 3Gbps-USB 3.0转接控制器；而VLI VL701 USB 3.0-SATA 3Gbps转接控制器，搭配一块海盗船Force GT 60GB SSD。

    另外在测试平台方面，A75原生集成了USB 3.0，要单独作为一组用来测试，而其它所有的测试都是基于技嘉GA-Z68X-UD3H主板，2个平台系统统一Windows 7 Ultimate SP1 64-bit。

    因为考虑到CPU与Z68芯片组之间的带宽不是很大，在高负荷测试时可能会出现PCI-Express x1设备之间互相争抢带宽，我们把测试的卡统一连接到与CPU相连的PCI-Express，而显示输出此时就需要Intel Sandy Bridge处理器来提供了。

    不过也出现的一些卡不兼容PCI-Express x16的情况，FL1009在PCI-E x16插槽中无法正常工作，在PCI-Express x8插槽中又不兼容VL701，此时只能放在PCI-Express x1插槽里；NEC扩展卡在PCI-Express x16插槽中也有问题，但在PCI-Express x8插槽中正常，另外顺便加入了它在PCI-Express x1插槽中的数据。

    另外为了尽量保证驱动的稳定，我们基本都选择最新和最稳定的驱动和固件，不过在Etron方案里面我们却选择了一个Beta版驱动，不过这个驱动已经很接近WHQL驱动。

    另外我们也重复的使用了其中的一写不同版本的固件，以找出最适合的固件，确保兼容性。

    由于选择了三套测试方案，所以所有的测试中都分为三组。

    在ATTO Disk Benchmark测试中，测试块大小按照默认的0.5KB到8196KB，

    在表格中更具每个测试的结果瞄点，然后连接成曲线。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    随机读取方面，AMD A75虽然为原生方案，但是表现却非常一般，读取速度都在210MB/s，其余大多数的方案均在240-250MB/s之间，而华擎的Xfast USB非常抢眼，在32KB大小区块时就已经达到了其余方案的水准了，而随着分块的增大，速度最终稳定在300MB/s，相对其余最高的250MB/s高出了50MB/s左右的速度。

    写入方面华擎的Xfast USB更是在2KB分块就达到了稳定，而此时最慢的方案要数古老的NEC u720200，最大速度仅有170MB/s，与ASM 1042等方案相去甚远。

    Akitio NT2 U3方案

    在Akitio NT2 U3测试中，各方案表现比较相近，不过AMD A75表现依旧不理想，读写都排在尾部，不过我们也注意到Fresco Logic FL1009安置在x8槽时出现了一些问题，数据传输极不稳定。而且在写入时仅比AMD A75方案要稍微好一些。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

    此方案读取测试中，前两项中表现优秀的ASMedia ASM1042却大失水准，读取速度只有成绩最高的Renesas u720201的一半左右，另外VLI VL800表现也一般，读取速度在160MB/s。

    写入方面，都在意料之中,AMD A75依然处于倒是，Renesas u720201和VLI VL800名列前茅。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    在AS SSD项随机读写测试中，AMD A75和古老的NEC u720200依旧排在尾部，写入速度分别只有165.34MB/s和146.68MB/s，而在读取测试中华擎Xfast USB表现一枝独秀，读取速度达到281.46MB/s，稳居首位。

    接下来的4K 64线程测试中，Etron EJ168A表现比较出色，写入达到了最高的62.71MB/s，同时读取也获得了最高的22.36MB/s。

    Akitio NT2 U3方案

    换用Akitio NT2 U3方案后，随机读写测试中，Renesas u720201表现最为出色，读取和写入速度均获得第一，而AMD A75依旧以138.3MB/s写入和169.01MB/s读取排在倒数。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

    随机读写测试中，ASMedia ASM1042表现继续大失水准，随机写入68.25MB/s和不足100MB/s的读取毫无疑问的排在了榜尾。而自家兄弟的Renesas u720201和NEC u720200则表现不相伯仲，排在榜首。

    4K 64线程测试中，Etron EJ168A以微弱的优势排在榜首，仅仅追随的Renesas u720201表现也非常出众，读写速度分别为19.29MB/s和64.28MB/s。AMD A75继续垫底。  

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    Crystal DiskMark随机读写中华擎Xfast USB依旧以高达292MB/s的读取速度虎视群雄，另外Renesas u720201和ASMedia ASM1042表现也非常抢眼，排在前列，而AMD A75和NEC u720200继续虎落平阳。

    Akitio NT2 U3方案

    Akitio NT2 U3方案下Crystal DiskMark随机读写测试中，Renesas u720201读写表现均全面胜出，排在首位，Etron EJ168A表现也非常出色，158.5MB/s的写入也让其位居前列。AMD A75这次也没能表现出与众不同。

    VLI VL701 Corsair ForceGT方案

    此方案读取测试中，Renesas u720201和NEC u720200继续稳居此项测试的榜首，而ASMedia ASM1042依旧表现糟糕，而AMD A75相对VLI VL800略微好了一点点。

    ASM1051E Patriot Wildfire方案

    在平均读取中华擎Xfast USB以高度275.7MB/s的读取速度和238.5MB/s的写入速度继续虎视群雄，AMD A75、NEC u720200表现均一般，排在榜尾。

    最大读取速度方面华擎Xfast USB继续领先，不过ASMedia ASM1042的读取速度几乎和华擎Xfast USB不相上下，写入也达到了232.8MB/s。

    突发速度表现上，华擎Xfast USB表现不济，其读取比AMD A75还要低出一些，ASMedia ASM1042和Renesas u720201表现不俗，写入都达到了212MB/s左右。

    CPU占用率方面，除了AMD A75在读写方面均超过了10%意外，其余一些方案聚在3%-5%左右，而尤以VLI VL800，写入仅占2.6%。

    Akitio NT2 U3方案

    HD Turn Pro平均随机读写测试中，华擎Xfast USB综合表现非常好的，AMD A75读写均落后其它方案，排在末位。

    最大读写速度方面，ASMedia ASM1042、Etron EJ168A和Fresco Logic FL1009表现都比较抢眼，写入均超过了210MB/s，而AMD继续以166.9MB/s的速度保持不变。

    突发速度个方案表现比较平均，不过AMD A75依旧表现不济。

    CPU占用率方面，AMD稍微有所好转，读写均降到了10%以下，分别为9.6%和9.4%，而ASMedia ASM1042和VLI VL800表现一样，读写均未超过3%，并列第一位。

    VLI VL701 Corsair Force GT方案

    平均随机读取测试中，华擎Xfast USB依旧令人意外出现了102MB/s的读取速度，不过写入速度倒是以166.6MB/s排在了首位。Renesas u720201和NEC u720200两兄弟读取均达到了188MB/s，排在前列。

    最大读写速度方面，华擎Xfast USB依旧只有较低的104.1MB/s。VLI VL800和Renesas u720201都达到了相同的221.1MB/s速度。

    突发速度方面，ASMedia ASM1042读写均跌破100MB/s大关，而
Etron EJ168A以读写169.4MB/s和169.8MB/s的速度综合成绩最为优秀。

    CPU占用了，AMD A75依旧没有改变高占用率的局面，其中读取达到了10.2%，ASMedia ASM1042以2.3%（写）和1.3%（读）的成绩和VLI VL800位于一个级别上。

    测试完所有的项目，要做一个全面的总结还是比较困难，几乎没有一个控制器的测试成绩是我们期待的结果，驱动、兼容等问题几乎困扰着所有的这些芯片。

    被寄予厚望的AMD A75，虽然少有地做到了原生支持，但配套驱动还比较弱，导致实际性能普遍都是名列榜尾，CPU占用率也居高不下。NEC uD720200依然有着很强的竞争力，新款uD720201更是展示了老牌厂商强劲的实力，只可惜还要等几个月才能批量上市。Etron EJ168A给人的印像也很深刻，尤其是打开了Turbo模式后经常能够取得领先。ASMedia ASM1042偶尔会碰到兼容性问题，但顺利的情况下还是很快的。VLI VL800性能一般而且兼容性交差，甚至和自家的VL701控制器都无法和平共处。睿思FL1009也碰到了一些兼容性困扰，性能也比较平淡，而且目前产品偏少，想普及开来很难。

蓝色的是USB3.0接口，其它颜色是USB2.0

    整个测试的项目力求简单，以非常方便的区分出产品的差异，然而在最后，依然没有一个典型的赢家，只能说ASMedia、Etron、Renesas在整体表现中相对突出一些。

    另外对AMD的表现也确实不敢恭维，落后的性能还占据着过高的CPU占用率。而测试中兼容性也是非常头疼的事情，两种不同版本的xHCI规范、不同方式的UASP协议驱动及其授权，使得硬件架构的千差万别。

    虽然目前看似市场上USB 3.0普及风风火火，但是各种设备之间的兼容还是有待提高，希望市场尽快统一规范，相信在原生支持USB 3.0的Windows 8推出后这一局面会有所好转。■<