Thunderbolt 3 頻寬占優勢,外接工作碟非空談

我們在 Thunder3 Quad 裝入固態硬碟,分別是 Seagate 600 SSD 240GB,以及 Plextor M5 Pro 256GB 各 2 顆。首先簡單驗證 Thunder3 Quad 單碟速度表現,概略看來和 AKiTiO 官方宣稱值相仿,最高速度落在 370MB/s 附近。由於這並不足以讓 SATA 6Gb/s 機種發揮完整實力,即便各產品性能傾向不一,在此速度枷鎖下的表現倒是大多相近。

下列左圖 600 SSD、右圖 M5 Pro
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▲ CrystalDiskMark:Seq 項目最高速度都在 370MB/s 左右,符合官方標示值。

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▲ AS SSD Benchmark:各項目表現互有高低,其中代表最高速度的 16MB 單位,差距較小而且達到裝置頻寬上限。

下列上圖 600 SSD、下圖 M5 Pro
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▲ AS SSD Compression-Benchmark 測試:讀取速度分別接近 369MB/s 與 367MB/s,亦符合官方標示值。

接著在 Windows 10 環境,使用動態磁碟組建成等量磁碟區,藉以窺探這等同 RAID 0 的速度增益。下列各測試軟體表現不一,綜觀最佳存取速度是能達到讀取 1396MB/s、寫入 1228MB/s 之譜,保守一點則是讀取可達 1200MB/s、寫入 1000MB/s 左右。大抵上而言,官方標示讀取最高 1375MB/s,寫入約為 1000MB/s,同樣相符合沒有出現大幅度落差。

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▲ ATTO Disk Benchmark - Neither 模式:最高存取速度約為讀取 1396MB/s、寫入 1228MB/s。

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▲ ATTO Disk Benchmark - I/O Comparison Random 測試模式:最高存取速度約為讀取 1178MB/s、寫入 1223MB/s。

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▲ AS SSD Benchmark 測試:Seq 單位表現讀取 1361.18MB/s,寫入是較低的 709.14MB/s。

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▲ AS SSD Compression-Benchmark 測試:讀取曲線算是平穩,速度接近 1394MB/s。

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▲ Anvil’s Storage Utilities 測試:Seq 4MB 單位讀取 1297.85MB/s、寫入 1039.59MB/s。

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▲ CrystalDiskMark 測試:Seq 測試結果略低些許,但仍然有讀取 1126MB/s、寫入 978MB/s 或以上。

另外使用 AJA Syatem Test 試驗之,測試條件如圖所示,編碼格式皆以 AJA RAW 12bit DNG 為基準,測試 1080p 與 UltraHD/4K 表現。1080p 寫入幀數達 362,意味即使採用其他更複雜的編碼格式,理應當也能穩定達 60~120 幀或以上。當提高解析度到 UltraHD/4K 等級,基礎表現可達 90 幀,惟改變編碼格式或是將解析度提升至 4096 x 3112,幀數會降低至 60 以內。

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▲ AJA Syatem Test 測試:由上而下解析度為 1920 x 1080、3840 x 2160、4096 x 3112。

撇開成本之類因素不談,以我們借測產品為例,可看出 Thunderbolt 確實是夠格做外接工作碟應用。搭配固態硬碟組建 RAID 0,存取速度可達 1000~1370MB/s 左右,儘管無法和內接 PCIe 3.0 x4 NVMe 固態硬碟相比,卻也沒有更好的選擇。再者,它兼顧容量需求,使用 4TB 機種組建 RAID 0,可用容量將能達到 16TB。就速度與容量來說,Thunderbolt 3 具有較佳平衡點,USB 3.1 Gen 2 難以相比。

傳輸介面各具優點,Thunderbolt 勝在彈性高

想要比較 Thunderbolt 3 與 USB 3.x 優劣,首先得有一個認知,那就是橋接器都有性能折損問題。USB 3.1 Gen 2 介面最佳理論傳輸頻寬達 1.25GB/s,無論橋接器支援多少個裝置,都得共享這有限的真實頻寬,而且不能忽略橋接器性能折損影響。以現今 SATA 6Gb/s 固態硬碟表現而言,這只能滿足 2 顆同時運作的頻寬需求,因此是比較適合搭配硬碟應用。

反觀 Thunderbolt 3 固然有同樣限制,但頻寬終究是 USB 3.1 Gen 2 的數倍,因此基本應用的癥結主要在於橋接器部分,包含架構設計與對外 PCIe 匯流排介面規格等。Thunderbolt 3 運用在硬碟外接盒,像 Thunder3 Quad 架構設計是為每個槽配置獨立橋接器,4 個磁碟裝置能各自享有完整真實可用頻寬,迴避了橋接器對外頻寬共享這個問題。

就我們過去測試第三方 SATA 6Gb/s 磁碟控制器的經驗來推測,若有廠商推出 PCIe 3.0 x1 轉 SATA,或者同時兼具 RAID 0 功能的 PCIe 3.0 x4 橋接器,單碟最高傳輸速度有機會上看 500MB/s 也說不定。這意味 Thunderbolt 3 應用在外接儲存,就長遠來看是有性能提升空間,不像 USB 3.1 Gen 2 已經被介面頻寬限制住,速度沒有再往上提升的可能。

對於 Windows 環境使用者而言,無可否認 Thunderbolt 3 建置成本因素,是很容易讓人望之卻步。非得在 iMac、Mac Pro、筆電等,這類磁碟難以擴充取得容量與速度兼具,得以滿足工作需求的應用情境,才能看出它高昂代價所可提供效益。至少與 USB 3.1 Gen 2 相較,Thunderbolt 3 在性能面是穩占優勢,如果真的有這類應用需求,購買後並不至於後悔。

測試平台

  • 處理器:Intel Core i5-6600K
  • 主機板:GIGABYTE GA-Z170X-Designare
  • 記憶體:Crucial CT2K16G4DFD824A(DDR4-2400 16GB x 2)
  • 系統碟:Kingston SSDnow V300 120GB

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