7b2499609f9fa2a853938544487d04dd 再次提起 USB 3.0 這個菜市場老梗,如果不換點新花招,看起來也無趣的很。所以這次要來個阿呆的小實驗,把 USB 3.0 連接埠插滿裝置,同時跑軟體測速,驗證規格上號稱「多埠同時傳輸資料、彼此干擾降低」的說法對不對。

USB Root Hub分頻寬

筆者會想出這看似無聊的議題,當然還是有一些前因後果,研究題目發想起源其實也很簡單。在以往USB 1.0、USB 2.0世代產品的使用經驗上,許多人都發現到裝置接得越多,同時間傳輸資料的速度會掉很大。這現象一般會以USB屬於頻寬分享的架構來解釋之,實際上也是如此。

因為各世代USB控制器(host controller),內部架構亦具有集線器(hub)的設計,其用意和特性與外接式集線器相同,都是用來變出更多實體連接埠。可簡單視為每個USB控制器核心,原則上只能連接1個裝置,但是為了提供充足的連接埠,所以內建整合「根」集線器(root hub)。

▲在裝置管理員裡面可以看到,USB都會包含控制器(host controller)和根集線器(root hub)兩種元素。

理想與現實難以並存

至於為何會這樣設計,跟眾多因素有關。如果為了追求傳輸效率而讓每個連接埠擁有獨立控制核心,會牽動成本、電路設計複雜度、電路體積等問題。再者,控制器最終都得連接到系統匯流排介面上,這樣的設計和主機板一口氣配置數顆控制器的結果相同,都會占用許多寶貴的PCI、PCI-E匯流排通道,因而難以實現。

況且會連接一堆周邊裝置,同時傳輸大量資料的人是極少數,所以獨立的電路設計沒有太多實質效益。而直接在控制器內部加入根集線器,讓多個裝置共享1個控制核心資源,算是成本與實用性的折衷方案。至於缺點,則是連接在同組根集線器上的裝置,得共享可用資料傳輸頻寬。

USB 3.0同樣內建Hub

那麼USB 3.0的架構設計同樣如此嗎?很不幸的,答案是「一樣」!只不過在USB-IF制定的規範上,標榜資料傳輸架構經過最佳化設計,可以改善以往多裝置同時傳輸資料降速的老毛病。這裡就針對目前USB 3.0相關裝置規格特點,準備了以下測試平台。

▲主機板附加的第三方USB 3.0控制器,都是2個連接埠設計,準備2個外接儲存裝置,就能進行各項極速驗證。

測試平台設定
處理器 Intel Core i7-2600K
主機板 Asus P8Z68-V(ASMedia ASM1042)
GIGABYTE GA-H67A-UD3H(NEC µPD720200)
GIGABYTE GA-Z68XP-UD3P(Etron EJ168)
記憶體 Kingston HyperX DDR3-1600 4GB Kit
顯示卡 Asus ENGTX560 Ti DCII/2DI/1GD5
硬碟 Kingston SSDNowV 64GB(測試平台)
OCZ Agility 3 240GB x 3
作業系統 Microsoft Windows 7 Ultimate 64bit SP1
外接盒 Asus Leather II External HDD USB 3.0(SATA 6Gb/s)

 

我們挑選搭載ASMedia、Etron、NEC,這3家常見USB 3.0控制器的主機板,一律將韌體與驅動程式更新到最新版本。這些控制器都是2個連接埠設計,所以準備Asus Leather II External HDD USB 3.0和Raidon GR3630-SB3這2款外接盒,並搭配OCZ Agility 3固態硬碟來實測。

(後面還有:實測結果)

延伸閱讀:

看懂 USB 3.0:為什麼很快?架構完整大介紹

USB 3.0 採購:4款外接盒、6款高速隨身碟實測與推薦

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1.  Nesus (發表於 2012年1月10日 10:22)
▲單一裝置傳輸測試下,Etron控制器速度表現不如ASMedia,和NEC同樣並未達到220MB/s,比ASMedia慢了些。

Etron控制器的第一張圖似乎有植圖錯誤,放到NEC的。(⊙ˍ⊙)

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