能比USB 3.0快多少?USB 3.1速度对比实测

有关USB 3.1的话题我们已经讨论得够多了,而相关的产品近日也在陆续进入市场,其中尤其以为传统主机端设备提供扩展接口的主板最为活跃。虽然Intel到下一代100系芯片组中仍不会提供原生的USB 3.1支持,但就像以前USB 3.0一样,在尚未有原生方案之前,都是以整合第三方的主控芯片提供新接口。新接口下传输速度究竟能跑多快?下面就让我们来一探究竟。
USB 3.1有哪些提高?


现在让我们首先来回顾下USB 3.1在功能上主要有了哪些方面的改进。USB 3.1标准于2013年7月发布,最大理论带宽相比3.0时翻了一番,达到10Gb/s(Super Speed+)。USB 3.1编码方式从此前USB 3.0的8b/10b换成了128b/132b,带宽损耗率从20%大幅下降到3%左右,换算之后带宽同样超过了1.2GB/s,这也意味着在真实使用中USB 3.1的极限传输速率有望接近1GB/s。


虽然像过去的升级一样,USB 3.1同样带来了更高的传输速率,并修复了此前存在的各方面问题,但人们谈论更多的都是随USB 3.1引入的全新Type-C接口。与苹果的Lightning接口相似,Type-C接口取消了曾经的防呆保护设计,因此不分正反均可正常插入使用,免去了辨识插入方向的麻烦。

而在尺寸上,8.3mm×2.5mm比标准的Type-A也小了很多,仅比目前常用的USB 2.0 Micro B稍大,因此也特别适合用在各种轻薄设备上面。但是如上图所示,USB 3.1的速度竟然也分了Gen1(5Gb/s)和Gen2(10Gb/s)两个版本,所以并非所有Type-C接口就一定是最大10Gb/s的版本,也可能只有5Gb/s的理论带宽,苹果的New MacBook就是一个很好的例子。


而USB 3.1 Type-C的另一个大卖点就是对移动设备充电能力的的增强。USB 3.1接口下的供电最高允许标准大幅提高到了20V/5A(仅限于Type-A/B),能够提供达100W的供电输出能力。而Type-C的最高标准为12V/3A,36W的充电能力已经足够一些轻薄型笔记本的使用,这也是New MacBook敢于放弃MagSafe而采用Type-C作为充电接口的重要原因。


功能上USB 3.1 Type-C还引入了全新的Alternate Mode(交替模式),这意味着Type-C接口和数据线能传送非USB数据信号。目前Alt Mode已经能够支持DisplayPort 1.3和MHL 3.2规范,而USB-IF同时也在寻求对其他的功能标准的支持,除了视频接口,像以太网等其他接口同样也可以被Type-C支持。

评测设备和平台介绍:
华擎X99E-ITX/ac为本次测试中使用的主板,它也是目前唯一一款使用ITX板型的X99主板。我们目前常用的USB 3.0接口基本都以蓝色为主,而为了让用户能够简单辨识出两者的区别,USB 3.1接口虽然依然是蓝色色系,但使用了较浅的蓝绿色。

由于目前Intel芯片组尚未原生支持USB 3.1(下一代100系主板也没有原生支持),因此要加入USB 3.1接口的话,还需要主板内置第三方USB 3.1主控芯片接入到PCIe通道才可实现。而祥硕ASM1142主控芯片则是现阶段最为常见的解决方案,该芯片可将PCIe 2.0 x2或PCIe 3.0 x1带宽转接为2个USB 3.1接口使用。市面上现有支持USB 3.1的主板几乎都采用了这个解决方案。


由于在理论带宽上SATA 6Gbps已经难及USB 3.1的10Gbps,为了不让外部传输设备成为瓶颈,以下我们将使用USB 3.1阵列卡进行演示,该卡支持RAID 0,因此可以通过两张SSD组建RAID 0的方式大大提升传输速度,以满足USB 3.1接口的需求。

外接设备端的控制芯片为祥硕ASM1352R,双SATA转USB 3.1桥接器。ASM1352R支持RAID 0/1、JBOD等硬盘功能。谈到USB 3.1我们总会想到那个正反都能插的Type-C接口,而事实上USB 3.1和USB 3.0在引脚部分没有改变,因此此前USB 3.0的几种接口和线材仍然可以继续适用于USB 3.1之中。这张阵列卡使用的就是目前在USB 3.0移动硬盘盒中常见的Micro-B接口。

用来组建RAID 0的两块SSD均为浦科特M6Pro 256G,拥有较强的读写性能,为市售较高端的SATA接口SSD。

评测软硬件平台一览:

USB 3.1与USB 3.0传输速度对比实测:
为了测试现有USB 3.1接口方案的实际速度,我们使用了CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark、Atto Disk Benchmark三款常用的存储设备测速软件进行测试,并通过对比使用相同外接设备接入到原生USB 3.0接口时的传输速度,看看现有第三方的USB 3.1方案,比起原生USB 3.0能够有多大的提高。

项目一:CrystalDiskMark软件性能测试
CrystalDiskMark软件是一个测试硬盘或者存储设备的小巧工具,简单易于操作的界面让您随时可以测试存储设备,测试存储设备大小和测试数字都可以选择。这里测试1000MB数据量,循序模式下的存取成绩。

CrystalDiskMark:左USB 3.1,右USB 3.0
在CrystalDiskMark测试中,设备通过USB 3.1接口获得了667MB/s和620MB/s的持续读写速度,超过原生USB 3.0接口的速度达一半以上。

项目二:AS SSD Benchmark数据传输测试
AS SSD Benchmark是一款专门的固态硬盘基准性能测试,它的测试内容很全面,包括了4个方面的测试(顺序读写、4K随机读写、64线程4K读写、寻道时间)。

AS SSD Benchmark:左USB 3.1,右USB 3.0
在AS SSD Benchmark测试中,USB 3.1接口下的持续读写速度分别为700MB/s和666MB/s,与CrystalDiskMark结果相似,同样是大幅度领先原生USB 3.0接口。

项目三:ATTO Disk Benchmark性能测试

ATTO Disk Benchmark是一款简单易用的磁盘传输速率检测软件,使用了不同大小的数据测试包,数据包按0.5K、1.0K、 2.0K直到到8192KB进行分别读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来,很好的说明了文件大小比例不同对磁盘速度的影响。本次测试选取了从4KB到8192KB的数据包进行读写测试。

ATTO Disk Benchmark :左USB 3.1,右USB 3.0
USB 3.1接口在ATTO Disk Benchmark测试中的表现仍然非常彪悍,在8192KB数据包的读写测试中甚至达到了760MB/s和710MB/s。原生USB 3.0接口也达到了非常高的带宽利用率,写入接近460MB/s,但读取上却要逊色一些,速度仅为355MB/s。

从以上几项测试可以看出,即使目前仍然没有原生的USB 3.1支持,但是比起原生的USB 3.0,第三方的USB 3.1解决方案最高的存取速度还是能高出原生USB 3.0达到60%以上,整体性能并没有令我们失望。

当然不可否认的是,祥硕ASM1142并不能完整发挥出USB 3.1的真正威力,因为只能选择接入PCIe 2.0 x2或PCIe 3.0 x1带宽,根据各自编码方式换算之后两者最大的可用带宽分别为1000MB/s和984MB/s,跟USB 3.1标准的1.25GB/s仍然有一定的距离。这一点也与当初USB 3.0刚登陆市场的时候非常相似。

结语:
由于USB 3.1正式进入市场仅有很短的一段时间,第三方解决方案在软硬件上尚未达到非常完善的阶段,Intel芯片组何时提供原生USB 3.1支持也没有确切的消息,所以这次的测试也并不能评估出USB 3.1真正的实力。但USB 3.1和Type-C接口毕竟是一个大趋势,主板厂商从现在就开始布局USB 3.1,有望通过主机端的产品带动其他USB 3.1外接设备进入市场,对于推动USB 3.1的普及具有相当重要的意义。

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