M.2 直接與處理器相連,惟性能傾向相似

AMD Ryzen vs. Intel Kaby Lake,晶片組 I/O 傳輸效率比試
▲ Ryzen 平台主要 M.2 插槽,是由處理器供應所需 PCIe 通道、SATA 6Gb/s 資源,與 Kaby Lake 通常配置連結至晶片組相較,理論上是有利於發揮性能。

PCIe NVMe 固態硬碟試驗部分,Seq 讀取與寫入速度,Ryzen 和 Kaby Lake 比較結果相近,惟 Ryzen 寫入慢了 20%。4K 有著較為顯著落差,Ryzen 讀取慢 11% 左右,寫入則是達到 55%。至於 4K Q32T1 讀取落後更達到倍數,寫入亦有 87% 之多,僅 Seq Q32T1 項目能和 Kaby Lake 相比。這部分性能變數少於 SATA,除了 AMD 架構設計因果關係式之外,也不排除有 Asus 調校因素影響。

M.2 基本測試
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▲ Ryzen:安裝於 M.2_1 插槽。

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▲ Kaby Lake安裝於 M.2_1 插槽。

USB 3.1 Gen 1 略有特異,出現頻寬共享跡象

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▲ Asus 官方資料標示,藍框 4 組 USB 3.1 Gen 1 連接埠由 Ryzen 處理器供應(由上而下 USB 1 / 2 / 3 / 4),紅框 4 組 USB 3.1 Gen 1 則是來自 X370 晶片組(由上而下 USB 5 / 6 / 7 / 8)

USB 3.1 Gen x 試驗部分,我們使用 Windows 10 原生內建 xHCI 驅動程式,在開頭的裝置管理員截圖能查看、確認之。不難發現 Ryzen 表現有些特異,Asus 標示來自 Ryzen 處理器的部分,Seq 讀取與寫入速度不到 380MB/s,反觀 X370 晶片組的可達 429.3~435.2MB/s 之譜。Kaby Lake 平台 Seq 速度在 407.1~419.0MB/s 之間,但是可以看出來,4K 寫入與 4K Q32T1 都快上不等幅度。

USB 3.1 Gen 1 基準測試(外接盒獨立測試結果)
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▲ Ryzen:Ryzen 處理器內建控制器,接於 USB 1。

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▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器,接於 USB 5

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▲ Kaby Lake:Z270 晶片組內建控制器。

壓力測試使用 2 個外接盒同步進行,我們同樣試驗了多種接法,如 USB 1 / 2、USB 1 / 3(Ryzen 部分),所得結果差異大多有限,因此同樣只列出部分接法來當代表。Ryzen 處理器所內建控制器,4K Q32T1 存取速度滑落約 75%,Kaby Lake 降幅是較少的 20% 上下。但 X370 晶片組 Seq 速度只剩下 226.1~237.8MB/s 不等,降幅大約在 85% 之多,猶如有頻寬共享關係式。

USB 3.1 Gen 1 壓力測試( 2 個外接盒同步測試結果)
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▲ Ryzen:Ryzen 處理器內建控制器,接於 USB 1 / 2。

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▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器,接於 USB 5 / 6

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▲ Kaby Lake:Z270 晶片組內建控制器。

針對前面 X370 晶片組內建控制器所得結果,我們在 Ryzen 平台反覆試驗,最後確認 USB 5 / 7、5 / 8、6 / 7、6 / 8 接法,所得結果如下列變得正常多了。即使 4K Q32T1 仍然不盡人意,而且其中 1 個外接盒 Seq 寫入速度低落,但至少不再有嚴重的頻寬共享之類現象。這是否顯示,X370 固然至多可提供了 6 組連接埠,但核心架構可能是每 2 個連接埠為 1 個群組共享資源,還有待進一步確認、釐清。

USB 3.1 Gen 1 壓力測試 - 續(兩款外接盒同步測試結果)
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▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器,接於 USB 5 / 7。

綜觀以上試驗,不難看出 Ryzen 平台與 Kaby Lake 相較下,磁碟 I/O 傳輸表現罩門在 4K 部分。就算使用 Anvil’s Storage Utilities 之類軟體測試,亦會出現相同的性能傾向,我們推測這是 AMD 所採購 IP(Intellectual Property,智慧財產權)特性所導致。至於實際應用會有何等影響,這還得經過進一步測試驗證,此階段至少還能讓大家參考,各連接埠該如何配置運用會比較合宜。

編按:Ryzen 平台測試所得結果不如 Kaby Lake,會不會是示範組個案問題呢?事實上我們在其他品牌主機板上做過一些白工,才輾轉完成這樣的簡短試驗,Asus 已經算是其中較好的之一。

2017/03/28:USB 3.1 Gen 2 補充測試

相隔近半個月,我們終於借到 USB 3.1 Gen 2 擴充埠轉接線材,得以試驗 X370 晶片組所內建 USB 3.1 Gen 2 控制器傳輸表現。參考文章開頭的 X370 晶片組架構示意圖,X370 本身是能提供 2 組 USB 3.1 Gen 2 連接埠,由於我們所借得線材只有 1 組 USB Type-C 連接埠,因此以下只進行單個裝置傳輸測試。

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▲ USB 3.1 Gen 2 控制器開始普遍導入,在中高階主機板上不難見到這樣的擴充埠,主要是用於機殼前置面板連接埠。

參考比較組部分,ROG Crosshair VI Hero 主機板另外有布建第三方控制器,官方資料標示為 ASMedia 型號 ASM1143,在 I/O 背板提供 Type-C 與 Type-A 連接埠各 1 組。我們另外還使用 Asus ROG Maximus IX Formula(Z270 晶片組),測試其 USB 3.1 Gen 2 擴充埠所使用 ASMedia ASM2142 控制器,讓大家一併參考之。

USB 3.1 Gen 2 基準測試(外接盒獨立測試結果)
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Ryzen:X370 晶片組內建控制器。

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▲ Ryzen:主機板所整併第三方控制器。

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▲ Kaby Lake:主機板所整併第三方控制器。

測試結果猶如先前 USB 3.1 Gen 1 試驗的縮影,Ryzen 範例平台無論是晶片組內建或整併的第三方控制器,Seq 項目速度是有機會超越 Kaby Lake 範例組。然而罩門也依舊,4K 與 4K Q32T1 經常有落後的傾向,尤以後者差距最為顯著。就我們所知,Ryzen 的 SATA 與 USB 3.1 皆是向 ASMedia 採購 IP,出現如此的反差,顯示晶片組架構配置甚至是主機板廠商調校,與 Intel 平台產品之間是還有段差距。

測試平台

  • 主機板:Asus ROG Crosshair VI Hero、Asus Z270-A、Asus ROG Maximus IX Formula
  • 記憶體:Kingston  KVR24N17D8/16(DDR4-2400 16GB x 2 Kit)2 組
  • 系統碟:Plextor M6e 256GB
  • 資料碟:Plextor M8PeG 512GB、Seagate 600 SSD 240GB
  • USB 外接盒:橋接器 ASMedia ASM1351(USB 3.1 Gen 2)
  • 顯示卡:NVIDIA GeForce GTX 1060 創始版
  • 電源供應器:FSP PT-550M
  • 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 中文版

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