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有钱就任性?谈谈 USB 3.1 的升级价值与必要性

15
五月

新的 USB  3.1支援方案(即 USB 3.0 加强版)即将陆续上市登场,部分主板厂商已经迫不及待在官网上市曝光自家支持 USB 3.1 的相关主板。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

USB  3.1 到底有多牛?

usb3.1

usb3.1

USB 3.1  到底有多牛?从技术上来看主要有两大亮点:在传输速率上,USB 3.1 是 USB 3.0 的2倍,从5 Gbps 提升到10 Gbps ,足足翻了一番。要实现这样的提升就得靠改进资料传输编码效率。

USB 3.0 为 8b10b 编码,也就是每传送 10 bit 资料中,只有 8 bit 是真实的资料,剩馀的 2 bit 是做为检查码,因此整个频宽会有高达 20% (2/10)的损耗,而新的 USB 3.1 则是使用 128b/132b 编码,在 132 bit 的资料中,只需使用 4 bit 做为检查码,传输损耗率大幅下降为3%(4/132)

这意味着 USB 3.1 换算频宽可达1.2 GB/s 左右,实际极限将有机会达到 GB 级别。

其次在接口上 , USB 3.1 加入了全新设计的 Type-C 接口,Type-C 设计类似于 Apple Lightning ,通过优化编排内部信号针脚排序使接口和线材不再需要传统的防呆口保护,没有方向限制正反均可正常连接使用。

usb3.1小巧、正反可插的 USB 3.1 Type-C 接口被寄予厚望

而在尺寸上,8.3 mm *2.5 mm 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 Gen 1(5 Gb/s )和  Gen 2(10 Gb/s )两个版本,所以并非所有 Type-C 接口就一定是最大 10 Gb/s 的版本,也可能只有 5 Gb/s 的理论带宽,苹果的 New MacBook 就是一个很好的例子。

usb3.1Type-C 接口的最大供电为 12V/3A

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。

usb3.1Type-C Alt Mode 已获得 DisplayPort 和 MHL 支持

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。

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1000 MB 数据量,循序模式下的存取成绩。

usb3.1

usb3.0CrystalDiskMark:上 USB 3.1,下 USB 3.0

在 CrystalDiskMark 测试中,设备通过 USB 3.1 接口获得了 667  MB/s 和 620  MB/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)。

usb3.1

usb3.0AS SSD Benchmark:上 USB 3.1,下 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 700 MB/s  和 666 MB/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8192 KB 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4 KB 到8192 KB 的数据包进行读写测试。

usb3.1

usb3.0ATTO Disk Benchmark :上 USB 3.1,下 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8192 KB 数据包的读写测试中甚至达到了760 MB/s 和710 MB/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460 MB/s ,但读取上却要逊色一些,速度仅为355 MB/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 ASM 1142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1000 MB/s 和984 MB/s ,跟 USB 3.1 标准的1.25 GB/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。

USB 3.1升级的价值何在?

说了这么多 USB 3.1 牛B的技术后,究竟对于普通用户有没有升级的价值呢?我们就当前传输速度能达到250 MB/s 的3.0接口U盘只有几款凤毛麟角的顶级产品,支持 UASP 传输协议的也不过400 MB/s ,而真正能将 USB 3.0 传输速率有效利用的无非就是外接 SSD 、外接磁盘阵列,在 USB 3.0 接口上外接 SSD 一般可达450 MB/s(未能发挥出在 SATA 6 Gb/s 接口上的速度),也就是说升级了USB 3.1 接口就能解开封锁在外接SSD 的速度枷锁。

usb3.1

但由于价格、传输速率需求等因素导致使用外接 SSD 的人群相对对较少,更多的还是使用 USB 3.0 接口的U盘,在 USB 3.1 接口U盘还没普及前, USB 3.1 接口的存在有严重浪费的嫌疑(白活在这个世上了)。

USB 3.1还言之尚早?

USB 3.1 接口势必将取代现在 USB 3.0 接口这是一个大的趋势,这点相信是不容置疑的。各大主板厂商也正密锣紧鼓地筹备当中,一线品牌的厂商都已经拿出搭载有 USB 3.1 接口展示样品和附带测试数据,有的甚至会在本月抢先上市。

usb3.1万能的某宝已经有USB 3.1线材售卖

结语

2014年 Intel 的跳票已经让厂商们度过了一个严冬,USB 3.1 的出现也正好让厂商们一个“借题发挥”的机会,然而正在为此而“买单”的玩家又有多少个呢?正如前文提到 USB 3.1 接口的U盘还没普及和性能未知的情况下,USB 3.1 接口的出现的最大价值在于解开封锁在外接 SSD 的速度枷锁(超越了SATA 6 Gbps ),加上新品上市和第三方芯片的成本问题,估计卖得也不会便宜。所以这也注定了USB 3.1 接口在2015年内都只属于对传输要求苛刻和喜欢“尝鲜”土豪的专属玩物。像小编这等芸芸众生即便配备了也只是等着被氧化的份儿。

关于本文
各种回音
  1. 说: 回复他/她

    ……为什么我用3.0的主板和U盘,从来没体验过4.8G/s的速度……

    • 说:

      是的,这是理论和实践的分别。本人使用USB3.0的最高速率是60Mb/s,Usb2.0的最高速率是29Mb/s。USB3.0在Windows 8/8.1还有一个好处是可以同时传输2份任务而不卡。

    • 说:

      是MB/S,而不是Mb/S。
      实际使用USB2.0的最高速率是29MB/S.
      而我使用USB3.0的最高速率超过100MB/S.用的U盘和移动硬盘。

  2. 说: 回复他/她

    如果说usb3.0的传输速率是4.8Gb/s,USB3.1的传输速率是10Gb/s,那么,标准的中文语法会说:Usb3.1的传输速率是USB3.0的两倍或Usb3.1的传输速率比USB3.0高一倍。

    • 说:

      没错,这语法在小学就教了,’是’与’高’、’长’、’多’等与倍数的关系

  3. 说: 回复他/她

    也就是说USB3.0其实也没有发挥普通机械硬盘的读写100mb的速度,期望3.1先把机械硬盘读写速度不成为瓶颈再说……..想当年告别磁盘时代时都是拆机拿硬盘拿去同学节对拷的…

  4. 说: 回复他/她

    现在还用着2.0接口,3.0基本没插过