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接口升级红利:DIY高速移动固态硬盘对照测试

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Essence 发表于 2020-9-7 20:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:3281|回复数:5
随着英特尔第11代酷睿Tiger Lake平台的问世,Thunderbolt雷电接口迎来新发展。另一方面,10Gbps带宽的USB3.2 Gen2接口已经得到广泛普及,包括AMD A520这种入门级主板都能支持(但可能考虑到授权费用,并非所有主板都具备),给移动固态硬盘提速带来了许多方便。


相对来说,雷电接口的速度更快,但支持范围较窄,一旦遇到不具备雷电接口的电脑,不能通过降速去兼容USB接口。无论使用雷电接口还是USB3.2接口,移动固态硬盘都可以支持Windows To Go引导系统(雷电接口引导需要对主板BIOS进行设置)。


由于USB标准化组织的商业策略影响,USB版本的表述一向混乱。本文中采用USB-IF最新的命名规范:USB 3.2 Gen2,它等同于过去所说的USB3.1 Gen2,或者最初的USB3.1。在主板上通常使用红色或浅蓝色接口。

本次测试使用的USB 3.2 Gen2硬盘盒芯片是智微的JMS583,连接Z390主板上的英特尔原生USB3.2 Gen2接口。搭配的固态硬盘是前段时间我们测试过的速柏CP2000 1TB


本次测试使用的Thunderbolt 3雷电盒使用JHL6340芯片,连接技嘉GC-ALPINE RIDGE雷电3扩展卡。雷电3接口向下兼容USB3.2 Gen2,雷电3数据线缆也可用于USB信号传输,但反之则不行。


理论带宽对比:
由于本次测试的速柏CP2000使用群联PS5013-E13方案,主控支持全零数据压缩,所以利用ATTO Disk Benchmark就能测出接口理论带宽上限。


USB3.2 Gen2宣称带宽10Gbps,ATTO测得值在1000MB/s出头,考虑到编码损耗等因素,基本相符。

Thunderbolt 3宣称带宽40Gbps,ATTO测得值在2750MB/s左右。其中的原因有很多,一方面是雷电3控制器同CPU间的接口是PCIe 3.0 x4(32Gbps),扣除编码损耗后实际可达到的数据传输速率大约为28Gbps(即3500MB/s)。在Thunderbolt 3中还有一些不明的原因使得单个接口能实现的最大数据传输速度进一步降低到了22Gbps(即2750MB/s)。

实际带宽对比:
单就读取速度来看,CP2000安装在雷电接口硬盘盒中,要比USB3.2 Gen2硬盘盒快2.6倍左右。由于CP2000 1TB自身顺序读取性能限制,在雷电硬盘盒里没有跑满接口速度(2750MB/s)。


由于雷电3能够直接传输PCIe信号,所以在硬盘盒内依然能启用HMB主机内存缓冲功能,4K随机读写效能也显著好于USB转接方式下的表现。下图为usb-nvme检测结果,HMB功能已经启用,并分配64MB主机内存供CP2000作为缓存使用。


为了丰富对比,本次测试还添加了速柏CS500 500GB和500GB机械硬盘搭配SATA固态硬盘的对照数据。所用机械盘的型号较老,属于CMR类型,不过磁记录密度较小,顺序读写速度比当代SMR盘可能要低一些。



PCMark 8存储测试:
依性能高下顺序排列,首先是CP2000+雷电3硬盘盒:5045。这个成绩相比内置安装方式的成绩(5076)有所降低,但依然是所有组合当中的最佳表现。



CP2000+USB3.2 Gen2硬盘盒:5023。游戏加载用时仅比雷电硬盘盒多出0.3到0.6秒,整体差距不算很大。



CS500+USB3.2 Gen2硬盘盒:4818。在市场上,也有不少SATA移动固态硬盘是配合USB3.2 Gen 1硬盘盒(即5Gbps带宽的USB3.0)使用的。



机械硬盘+USB3.0硬盘盒:2038。普通USB3.0硬盘盒对它来说已经够用了,自身性能才是瓶颈所在,游戏加载用时比CS500组合慢2倍以上。



PCMark 10完整系统盘基准测试:
PCMark 10完整系统盘基准测试包含了Windows 10系统引导、Adobe设计套件启动、游戏启动、Adobe设计套件应用、ISO镜像读取/复制/写入、JPEG图片文件读取/复制/写入,共计23个测试项目,比较全面的反映了各类系统盘用途。


CP2000+雷电硬盘盒取得最高的1026分,CP2000+USB3.2 Gen2硬盘盒取得第二的721分。CS500和机械硬盘分别取得430分和86分。

PCMark 10数据盘基准测试:
数据盘基准测试相对简单,只包括JPEG文件读取、复制和写入三项测试,测试样本为339个JPEG图片文件,总体积2.37GB。


CP2000+雷电硬盘盒取得最高的1518分,CP2000+USB3.2 Gen2硬盘盒取得第二的967分。CS500和机械硬盘分别取得620分和293分。

FFXIV游戏加载测试:
FINAL FANTASY XIV:Shadowbringers Benchmark不仅能评估图形性能,同时也可以计量游戏场景加载用时。在保持相同测试环境的条件下,可用来对比硬盘性能。


机械硬盘加载耗时44.044秒,SATA接口的CS500耗时15.979秒。CP2000在USB3.2和雷电3硬盘盒中的成绩分别是13.179秒和11.469秒。在使用雷电3硬盘盒的情况下,CP2000移动固态硬盘的表现已经非常接近于将其直接安装在机箱内。


文件夹复制测试:
测试文件夹的体积约20GB,包含22937个文件,其中既有Word文档、Excel表格也有各类图片和少量视频文件。测速工具使用FastCopy 3.92,测试拷贝时使用旗舰级NVMe SSD作为目标盘以避免瓶颈。



从移动固态硬盘读取:



向移动固态硬盘写入:写入速度会受到SLC缓存容量以及缓存外写入速度的影响,所以CP2000和CS500之间的差距会进一步放大。



总结:
NVMe固态硬盘无论是配合USB还是雷电硬盘盒,都能取得远好于SATA移动固态硬盘的性能。相对来说,雷电硬盘盒更好地保留了NVMe固态硬盘的优势(低延迟、HMB),同时也能更充分地发挥NVMe固态硬盘的读写速度,对于最新的英特尔Tiger Lake笔记本电脑,以及其他提供雷电接口的电脑来说雷电移动固态硬盘是个不错的选择。

如果不追求极致性能的话,USB3.2 Gen2方案具备更强的实用性。目前中端及以上定位的主板大多都提供该接口,即便遇到部分旧电脑也能降速使用,保证了在几乎任何电脑上的可用性。

除了以上两种方案之外,很快还会出现第三个中间选择:USB3.2 Gen2x2,也就是USB4标准中的20Gbps方案。除了最新的Tiger Lake笔记本电脑之外,还有一些高端Z490/X570/B550主板通过搭载第三方芯片实现了对它的支持。下期内容将为大家带来速柏CP2000搭配USB3.2 Gen 2x2组合的测试。

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悲痛莫名 发表于 2020-9-8 22:18 | 显示全部楼层
雷电盒子性能几乎没有损失 确实诱人
不过缺点也很明显
接口的普及率低 成本也太高
实用性反而是最差的
现阶段来说 USB3.2 Gen1加上SATA协议的SSD
已经可以满足绝大多数的使用场景了
USB3.2 Gen2在保证向下兼容的情况下
还能兼顾性能 可以说是最优选了
不过这次测评也有不少遗憾
我个人比较关注稳定性和温度
不知道稳定性和温度的表现如何
yhhuada66 发表于 2020-9-9 07:33 | 显示全部楼层
很早就玩过10gbps的盒子,用的vl716的方案,但主机只有5gbps的接口,发挥不出来,因为没有游戏和影音需求,主机没有升级的动力,所以雷电3 usb4虽好,我估计普及至少5年后了
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admdf123 发表于 2020-9-21 20:26 | 显示全部楼层
手上有一块jms583的硬盘盒,插在主板用asm1143扩展的USB3.2Gen2上,大量读取或写入会掉盘
NOIP117 发表于 2020-9-28 13:39 | 显示全部楼层
雷电3是不错,但是太贵了,我还是用USB吧
雷电3因为支持PCIe直连,所以如果给Laptop外挂个显卡扩展坞倒是不错,除此用10G的USB也基本够了。
china17 发表于 2020-10-4 23:38 | 显示全部楼层
NVME的盒子,烫的发紫
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