比原生SATA還快！USB3.0移動硬盤實戰
泡泡網主板頻道11月2日 上周，本站發布了《6Gb/s強嗎? 首款SATA3.0硬盤性能初探》的文章，引發了讀者的熱論，畢竟關于外部接口方面，PC上已經多年來沒有升級了。通過測試我們能夠知道，SATA3接口的帶寬對于現有的機械硬盤來說綽綽有余。而PC中的另一個外設接口USB，也更新至了USB3.0，那么它對移動設備來說，是否必要呢？
提起USB設備，我們第一印象就是琳瑯滿目的U盤，移動硬盤了。依托USB總線的廣泛兼容性，電腦上的各種外圍設備都可以通過USB來連接，但是，大家有沒有注意到，伴隨我們多年風雨的USB2.0已經不能滿足我們的速度要求了？
USB接口的速度已經成為了移動設備的瓶頸
生活在信息時代的我們，對數據的要求是苛求的，相信無論是誰，都有一堆需要儲存的數據，但凡工作中需要用到電腦的勞動者，相信每天必備的操作就是同步公司和家里電腦的數據。如果是文本文檔還好說，要是趕上視頻采集，大型數據庫等數據，USB2.0的速度絕對能夠熬死你。USB2.0的理論速度只有480Mbps，折算成我們常用的速度單位理論值是60MB/s，但受限于信號衰減等原因，實際速度一般只有30MB/s左右。這樣的速度對現今的應用來說，無疑是杯水車薪。
全新的USB3.0接口
有鑒于此，IT領導廠商Intel，微軟牽頭，眾多廠商合作參與，升級了USB設備的標準——USB3.0，那么，USB有何過人之處呢？是否就是簡單的帶寬增大？兼容性方面，又是如何？帶著這些疑問，請看本文的分析。
隨著數據越來越大，原本帶寬夠用的USB2.0接口逐漸顯示出頹勢，而一直與USB競爭外設接口標準的IEEE1394（我們常說的火線接口）呢？從技術角度分析，IEEE1394比USB更優秀，但不能普及的原因也很簡單，就是其推廣者是蘋果而非Intel，（蘋果電腦和PC電腦所占的比重就能一窺究竟），IEEE1394的優秀性主要表現在數據的傳輸特性上，支持點對點傳輸，通俗來講就是串行傳輸。但即便是現在最高速的IEEE1394B接口，理論峰值為800Mbps/s，雖然信號衰減比USB2.0小的多，但速度還是不盡如人意，同時因IEE1394B控制芯片以及周邊設備不常見，也不能成我們提速的好選擇。
火線接口速度僅比USB2.0表現好一點
USB總線接口的速度，已經成為了現在人們交換數據過程中的最大瓶頸，有鑒于此，貴為USB聯盟掌門人的Intel提出了最新的解決方案USB3.0，且計劃隨新款Intel芯片組綁定推出，但事與愿違，雖然現在網路上能見到USB3.0產品的身影，但即便是最新的P55主板上也無法見到它的身影。
USB3.0真身——速度可以達到600MB/s
造成USB3.0難產的原因，可以說是多方面的。上游芯片方面，intel和nv等廠商角力爭奪USB3.0標準規范，直到最近才定出多方都認定的標準規范，而角力過程中所消耗的時間是超級多的。下游方面，有了標準，自然就要有主控芯片的支持，但遺憾的是，能夠讓人滿意的USB3.0芯片只有NEC一家能生產，這樣的話芯片成本初期不可能控制在理想范圍內，而另據最新消息，南橋原生USB3.0的計劃，2010年都很難實現。看來USB3.0的普及任重道遠。
客觀來講，USB稱得上是目前最成功，最有優勢的外設接口標準，隨著時代的發展，外設產品的升級，USB接口規范也需要有相應的升級，于是USB3.0 “SuperSpeed USB”（超高速USB）來了。相對于之前的USB2.0，USB3.0最大的優勢就是高帶寬和良好的兼容性了。
USB高速的秘訣——全雙工
線纜實物
首先在帶寬上，USB 3.0支持全雙工，而不再是USB 2.0時代的半雙工模式。信號傳輸模式上仍然采用主機控制的方式，不過改為了異步傳輸。新增了5個觸點，兩條為數據輸出，兩條數據輸入，采用發送列表區段來進行數據發包，新的觸點將會并排在目前4個觸點的后方。USB 3.0暫定的供電標準為900mA，將支持光纖傳輸，一旦采用光纖其速度更有可能達到25Gbps。
得益于高帶寬的優勢，未來顯示器接口都有可能Wireless USB化
其次在兼容性上，USB 3.0的設計兼容USB 2.0與USB 1.1版本，并采用了三級多層電源管理技術，可以為不同設備提供不同的電源管理方案。Intel的xHCI已經可以支持USB3.0的接口，向下兼容USB2.0的接口。USB 3.0采用新的封包路由傳輸技術，線纜設計了8條內部線路，除VBus和GND作為電源提供線外，剩余3對均為數據傳輸線路其中保留了D+與D-兩條兼容USB 2.0的線路，新增了SSRX與SSTX專為新版所設的線路。
據最新消息，英特爾已經決定推遲到2011年再讓旗下芯片組支持USB 3.0接口。
目前的USB 2.0技術的最高數據傳輸率為480Mbps，IEEE 1394B的最高傳輸速率為800Mbps，USB 3.0的速度傳輸率將在5Gbps左右，高于eSATA的3Gbps，而且eSATA不具備供電能力。英特爾此舉將導致USB 3.0的需求推后一年。
Intel的usb3.0只能在IDF上看到
即便英特爾預計要到2011年再推出支持USB 3.0的芯片組，但這并不妨礙其他芯片廠商自己研發。不過，主板廠商們如果打算支持USB 3.0接口的話將不得不轉向尋求與其他昂貴的第三方控制器廠商合作。
USB 3.0的技術規范早在2008年11月就已經確定。幾個月前，英特爾發布了“擴展主控制器界面”(XHCI)規范，這一規范將使得芯片制造商按照標準化的方式研發支持USB 3.0的硬件。此后英特爾根據超高速USB(SuperSpeed USB)的最終規范，對XHCI規范進行了修訂。
AMD和NVIDIA等芯片制造商一直在呼吁XHCI規范，他們需要這一規范在自己芯片組支持USB 3.0。目前NEC和富士通正在發售超高速控制器芯片以及相關設備。
AMD會首家推出原生支持USB3.0的芯片組嗎？
不過，英特爾并不是唯一這么做的。雖然AMD一直沒有過多透露其芯片組的發展路線圖，但今年早些時候有消息稱，AMD下一代南橋芯片SB800能夠支持6Gbps的速度傳輸率，卻只能支持USB 2.0接口。SB800將在本季度隨著獨立芯片組RD890上市。據稱AMD也會到2011年才會在下一代的SB900上支持USB 3.0接口。
▲ 短期之內USB3.0將以何種形式出現？
既然短期內主板芯片組不會原生支持USB3.0，那么如果現在要使用USB3.0，它將以什么形式出現呢？
其實主板廠商也不是就干等Intel想出解決方案，通過板載等手段，推出了USB3.0的解決方案。下面簡單介紹一下這幾種解決方案。
■ 方案一：主板集成USB3.0芯片
NEC公司推出的全球首款USB3.0控制芯片D720200F1
筆者拿到的首款真正實現SATA 6Gbps和USB 3.0高速傳輸速度的主板。
藍色的接口，就是通過NEC控制芯片D720200F1橋接出來的USB 3.0接口。客觀來講，這樣的設計是最完美的。節省了不必要的pcie接口
■ 方案二：提供轉接卡
這種方案其實就是一塊USB3.0的轉接卡，本質上跟集成在主板上無甚區別，但可以滿足沒有USB3.0功能的用戶需求。
USB3.0芯片
華碩的U3S6擴展卡設計并不復雜，通過PLX PEX8613橋接芯片擴展帶寬，以支持PCI-E X4接入，在背部I/O處提供2組USB 3.0輸出接口，此外，在卡的右上角還提供2組SATA 6Gbps接口供用戶使用。客觀來講，此卡做工非常扎實，對得起200塊人民幣左右的價格。
通過前文的介紹大家可以了解到，此次我們使用目前目前首款USB3.0芯片-NEC，以及目前可行可見的SATA3磁盤主控芯片——Marvell 9123進行測試。
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PCPOP.COM評測室 | |
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硬件系統配置 | |
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Core i7 870 | |
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主 板 |
ASUS P7P55D premium chipset:P55 |
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顯 卡 |
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內 存 |
CORSAIR CMD4GX3M2A1600C8 DDR3-1600(8-8-8-18 1T) 2x2G |
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硬 盤 |
西部數據 velociraptor 300G 10000RPM 16MB |
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電 源 |
海盜船 HX 1000W |
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軟件系統配置 | |
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操作系統 |
Windows 7 RTM 64bit |
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DirectX |
10.1 |
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顯示驅動 |
NVIDIA Forceware 191.07 |
硬件方面，為了不讓系統中其它配件成為影響硬盤發揮性能的瓶頸，所有配件均使用最強的產品，以檢測USB3.0的真實性能區別。
USB3.0接口移動硬盤
最新版everest不能正確識別USB3.0
測試方法：
測試方面，我們使用NEC芯片進行連接USB3.0移動硬盤，以檢測USB3.0接口的真實性能。
HD TACH是一款專門針對硬盤底層性能的測試軟件。它主要通過分段拷貝不同容量的數據到硬盤進行測試，可以測試硬盤的連續數據傳輸率、隨機存取時間、突發數據傳輸率及CPU占用率。
從成績看，USB3.0下的磁盤性能表現，還是不錯的，5Gb的理論值，即使有信號衰減，也是能夠滿足機械硬盤的需求的。
HD TUNE是一款小巧易用的硬盤工具軟件，其主要功能有硬盤傳輸速率檢測、健康狀態檢測、溫度檢測及磁盤表面掃描等。另外，還能檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小以及當前的Ultra DMA模式等。
另一款底層測試軟件HDTUNE中，USB3.0的表現同樣地出色，讓人很難想象這是USB設備跑出來的分，畢竟看了USB2.0近年來30MB/s的成績看的太多了。
Lavalys EVEREST，是一個測試軟硬件系統信息的工具，它可以詳細的顯示出PC每一個方面的信息。支持上千種(3400+)主板和上百種(360+)顯卡，支持對并口/串口/USB這些PNP設備的檢測，支持對各式各樣的處理器和內存的偵測。
EVEREST測試中，USB3.0完全發揮了此款機械硬盤的性能，不過在隨機讀取中，曲線并不是很穩定，看來現在的USB3.0芯片還有提升的必要。
Futuremark最新一代基準測試軟件PCMark Vantage，結合時代應用專為Windows Vista打造，可以模擬目前多數電腦的實際應用測試。PCMark Vantage可以衡量各種類型PC的綜合性能。從多媒體家庭娛樂系統到筆記本，從專業工作站到高端游戲平臺，無論是在專業人士手中，還是屬于普通用戶，都能在PCMark Vantage里通過得分了解自己電腦的各組件性能強弱。筆者的測試基于硬盤測試部分。
PCMark Vantage的磁盤性能測試不同于前面幾款理論測試軟件，它是盡可能的模擬用戶在日常使用中的實際硬盤讀寫情況，包括vista啟動、各種程序啟動、文件搜索、大文件打開等等，這些應用沒有一樣是需要持續讀寫某一區塊的，基本上可以算作是隨機讀取各種小文件，因此對于硬盤的尋道時間特別敏感。
這樣的得分，對機械硬盤來說完全沒有瓶頸了，如果有可能，未來通過USB3.0作為系統盤使用也不無可能！
至此，USB3.0的測試就此結束了，所有的測試成績進行分析對比后，可以得出以下結論：
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機械硬盤在傳輸率方面，受限于物理因素，USB3.0接口的帶寬完全能在很長一段時間內滿足其要求；
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從現在NEC生產的USB3.0芯片的性能看，表現還是不錯地，相信未來原生支持USB3.0的芯片組出現，還會有更好的表現；
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USB3.0提高的遠不止是傳輸率，兼容性方面也有很大提高，不僅供電提高至900ma，而且向下兼容USB2.0甚至USB。
主板板載USB3.0芯片是現階段最為有效的實現方式
隨著時代的發展，用戶對移動存儲的需求是越來越大，現今的數據呈幾何狀增長態勢，存儲產品的速度也已經遠遠大于USB2.0的速度了，但移動存儲的接口方面，近幾年中卻沒有升級，不免令人有些失望。對存儲產品來說，無論自身產品的性能如何，唯一的要求就是外部接口（帶寬）能夠滿足自身性能需求，而USB2.0的確已經不堪重負了。現代社會最講究的是效率，而拷貝粘貼中節省下的時間，就是效率。所以USB3.0到來，是十分有必要和迫切的！■<
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