USB 3.0實測硬幹eSATA

9a232713eda03d230a16ef699595e6132e7aa8d9 SATA 6Gb/s規範推出同時,USB官方組織也釋出了USB 3.0規範,這兩種看似不同的傳輸介面標準,其實也帶有一定程度相互競爭關係。SATA-IO組織在3Gb/s世代規範納入eSATA外接規格,少了橋接晶片這必要成本與效能羈絆,可完全釋放出電腦儲存裝置效能,對上USB、IEEE 1394具有相當競爭力。除此之外,USB還有可敬的對手IEEE 1394,傳輸速率達1600Mbps、3200Mbps新規範在一旁虎視眈眈。也因此,USB 3.0選擇在這時間點丟出來,總少不了競爭因素考量。

USB 3.0規範概觀

USB 3.0最大訴求為5Gbps傳輸頻寬,這是USB 2.0最高速480Mbps的10倍,以10位元傳輸模式來計算,理論可用頻寬達500MB/s,很有跟SATA 6Gb/s、3Gb/s正面對抗的本錢。

電源供應能力部分,標準USB 2.0可輸出500mA電流量,USB 3.0規範進一步提高到900mA,並且新加入單純供應電力模式(不傳遞訊號),可以輸出1.5A電流驅動裝置。平均而言,USB 3.0標準電源供應量,仍較IEEE 1394最高1.5A低,不過還算足以對應絕大多數裝置,就算是2.5吋或更小尺寸外接硬碟機也很充裕。

此外USB 3.0也大幅強化電源管理機能,提供Idle(閒置)、Sleep(睡眠)、Suspend(暫停)三種省電模式,更能夠減少非動作中的電源消耗量。USB 2.0部分說穿了,不過是只有啟動與關閉兩種狀態,並沒有什麼電源管理、節能性可言。

而最重要的,USB 3.0終於擺脫以往半雙工單向傳輸模式,開始進入雙向傳輸世代。無論是傳輸效率(實際可用頻寬更高),還是處理器資源耗用量,都可能獲得實質進步改善。

可外接式傳輸介面比一比

傳輸介面 傳輸速率 理論傳輸頻寬 附加電源 隨插即用
USB 3.0 SuperSpeed 5Gbps 500MB/s 支援
USB 2.0 High Speed 480Mbps、Full Speed 12Mbps、Low Speed1.5Mbps 60MB/s、1.5MB/s、187.5KB/s 支援
IEEE 1394a 400Mbps 50MB/s 支援
IEEE 1394b 800Mbps 100MB/s 支援
eSATA 3.0Gbps 300MB/s 無* 可支援**

*標準eSATA並不具備電源供應腳位,Power over eSATA是將連接埠與USB整在一起,取用USB連接埠所供應電源。

**磁碟控制器需支援AHCI才做得到熱插拔、隨插即用。


▲USB 3.0控制器晶片依舊是由NEC獨領風騷,已獲得多家主機板廠商採用。

保有向下相容性

向下相容是多數新規範基本課題,USB 3.0控制器具備USB 2.0電路,可以完整向下相容支援舊規格裝置。連接器與訊號傳輸線部分,USB 3.0新增加入5-Pin專屬腳位,並保留舊規範4-Pin腳位。

也就是說,USB 3.0與USB 2.0/1.0訊號採用分離傳輸,Standard-A接頭可與舊裝置完全相容,但是Standard-B接頭部分,由於比USB 2.0/1.0規格高了一截,以容納新增腳位,因此線材無法和舊裝置相容。

講具體一點,USB 3.0線材不能插入舊裝置,但USB 3.0裝置可以用舊版的線材連結(Standard-A/B型),當然這會降到USB 2.0或USB 1.0模式來傳輸資料。


▲USB 3.0線材接頭與連接埠,都換上鮮豔的藍色與舊規格區隔。


▲Standard-A接頭乍看下相同,不過USB 3.0(圖右)裡頭可是多了5根腳位。


▲USB 3.0(圖右)的Standard-B接頭明顯不同於USB 2.0,無法給舊裝置使用。

效能鮮體驗

其實本文設定重點是在效能體驗部分,規範細節部分就不多說了,接下來就準備進入有圖有真相模式,因為編輯跟大家一樣好奇啊!

我們所取得的USB 3.0裝置是款外接硬碟機,為Buffalo製型號HD-H1.0TU3(1TB),將搭配技嘉790FXTA-UD5主機板(內建NEC USB 3.0控制晶片),加上對照組硬碟Seagate Barracuda 7200.12 1TB,在Windows 7環境下進行體驗。


▲這就是USB 3.0的實力,如果不說採用什麼介面,連我們第一時間都會以為是eSATA。


▲如預期的,換用USB 2.0線材跑USB 2.0模式來傳輸時,速度也是卡在30MB/s大關。


▲對照組採eSATA連結,所得結果拿來和USB 3.0比較可發現,USB 3.0真的進步很多。

從簡單測試結果來看,HD-H1.0TU3傳輸速率最大值突破140MB/s,顯見充裕的傳輸頻寬能滿足儲存裝置需求,對單顆硬碟機環境來講,傳輸效果和eSATA一樣好。只不過那8%左右的處理器資源耗用量,我們直覺上認為還是偏高了些。

USB 3.0值得期待

USB 2.0推出當年本就不是個先進規格,隨科技發展演進如今更顯得老態龍鍾。也因此,USB 3.0與USB 2.0同台較勁時形成強烈對比,新規範進步幅度,比SATA 3Gb/s提升到SATA 6Gb/s更能直接感受到。

但這樣就該滿足了?不,他還存在許多進步空間,逐漸被人遺忘的IEEE 1394,這位資深競爭對手,舉凡連接埠供電能力(最高30V、1.5A,可達45W)、資料傳輸模式(實際頻寬較高)、點對點傳輸模式(無需電腦可直接對連傳輸資料)、低處理器資源耗用量、裝置串接連結傳輸(每一串連網路可達63個裝置)、普通線材即可連接兩部電腦充當網路使用……等,這些都是具有廣大廠商支持的USB組織,值得參考的發展應用方向。

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1.  Raven (發表於 2009年12月14日 12:59)
但是IEEE 1394的能見度低
高於400Mb速率的IEEE 1394幾乎沒辦法看到
雖然有不少優點,還是讓人憂心它會不會就此消失…
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2.  zinklink (發表於 2009年12月14日 13:31)
IEEE1394在市佔率輸給USB到底是什麼原因造成的?
明明是個規格和效率及穩定度可以打死USB,市場表現卻不是如此?
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3.  Tiberius (發表於 2009年12月14日 13:53)
供電能力應該寫 mA 不是 mAh 喔, mAh 是蓄電能力 (供電量 x 時間) ...
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4.  riahman (發表於 2009年12月14日 16:43)
IEEE1394是需要權利金
但是USB不用權利金
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5.  來亂的 (發表於 2009年12月14日 17:59)
IEEE1394會輸給USB最可能的原因應該還是名字吧
就像麥當勞與肯德基
你如果問一個對電腦不是很懂而且又是剛入門的人他一定以為IEEE1394是某種很深澳的東西
如果問他USB他可以落落長跟你講一堆
名字好記跟難記真的差很多,我有一些玩電腦的朋友到現在還會唸成IEE1394或IEEEE1394甚至還有IEEEEE1394和IE1394(?)的哩
USB因為名稱好記所以就成了廠商主要推廣的對象
不然,你認為會有哪個廠商希望他們的服務人員因為介紹產品而咬到舌頭的呢?
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6.  finalhope (發表於 2009年12月14日 19:40)
挑個小毛病~~~

Buffalo的硬碟是否跟你接esata的硬碟同一款?

換成同一款來測試會更客觀吧
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7.  wellss (發表於 2009年12月15日 09:52)
首先權利金差異就很大了,廠商誰不想節省成本。
所以在大家約識成俗的情況下,一起聯合打死 IEEE 也不是很意外。
此外 IEEE 也不難念,只是 USB 應用範圍更廣、又低成本。
所以大家都用它了。
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8.  路克斯 (發表於 2009年12月15日 13:37)
ESATA跟USB3.0用的應該是不同款硬碟吧 煩請說明請清楚 感謝您
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9.  Amos (發表於 2009年12月15日 14:00)
其實我朋友大多把IEEE 1394稱為火線(Fire Wire)或是iLink,不然也就直稱1394...
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11.  kgame (發表於 2010年2月12日 21:26)
IEEE念做I triple E
所以IEEE 1394念做I triple E 1394
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12.  snake (發表於 2011年9月14日 08:08)
EEE1394在市佔率輸給USB到底是什麼原因造成的?
蘋果公司 jobs
bisheng
13.  bisheng (發表於 2011年9月14日 11:19)
※ 引述《snake》的留言:
> EEE1394在市佔率輸給USB到底是什麼原因造成的?
> 蘋果公司 jobs

一般箭頭是指向授權金
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14.  Steven (發表於 2012年6月06日 13:34)
權利金=>成本=>販售價格,這是最大的因素啊...
1394B擴充卡的價格可以買2~5張USB3.0的卡了...轉接裝置也差不多兩三倍...想普及可辛苦了...
不過最新的thounderbolt又更加貴...但速度的等級足夠吸引到高階用戶就是。

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