外接傳輸介面的新戰國時代 USB3.0 vs. eSATA

 

想起小編以前剛念大學的時候在學校裡打工的地方是專門提供給學生列印及使用電腦的印表室,交報告都還是用1.44MB的磁碟片,每天都要撿到好幾片學生遺漏的磁片。隨著USB裝置以及隨身碟越來越普及,

每天撿到的就開始變成了隨身碟。接著USB2.0問世了,之後隨身的儲存裝置就變成了USB隨身碟或是外接式硬碟的天下。科技的進步,讓隨身儲存裝置容量越來越大,USB2.0的傳輸速度似乎也變得不夠用了,而利用SATA可以支援熱插拔的功能而生的eSATA外接介面就這樣產生。然而現在最被熱烈討論的則是USB3.0這樣一個利用最普及的介面下而生的外接傳輸技術。本文將利用CyberSLIM的S80-U3S硬碟外接盒來探討eSATA與USB3.0的差異性,並且延伸探討頻寬速度與實際上的運用性。

 

 

 

█ USB3.0、eSATA 6Gbps超進化

小編在經歷當時USB1.1到2.0的轉換點時,實在是非常地興奮,因為USB2.0 480Mbps(60MB/s)的傳輸速度遠比USB1.1的12Mbps(1.5MB/s)還要快了40倍,而隨著主機板晶片組內建USB2.0控制器之後,實際USB2.0裝置的傳輸速度大約可以到30MB/s以上,也就是大約一分鐘就可以傳完近2GB的資料,已經算是非常好用了。而現在最被熱烈討論的就是USB3.0了,提供5Gbps(625MB/s)的傳輸速度比起USB2.0還要快個10倍以上,這樣的頻寬速度理論上可以發揮一般硬碟或是SSD的傳輸極限速度,因為一般單顆HDD實測平均讀取也不過150MB/s以下,一般採用MLC晶片的SSD最快也在300MB/s以下,因此以儲存裝置來說這樣的外接傳輸頻寬也實在夠用一陣子了。

 

表 / USB進化表

 

而在eSATA的部分,它是由SATA的介面直接轉化為一字型的eSATA外接介面而來,基本上不用經過多餘的轉換,因為SATA支援進階主機控制介面(AHCI)的功能,AHCI是一種允許軟體與SATA儲存裝置溝通的硬體機制,可以讓SATA儲存裝置啟用進階SATA功能而支援NCQ及熱插拔,因此連接eSATA與直接接在板子上的傳輸速度是一樣的。不過缺點就是並沒有提供電源供應,外接裝置必須要另外接電源。且,若系統碟接的SATA接口與eSATA屬於同一個控制器的話,那必須先把主機板BIOS中的SATA模式改為AHCI再安裝系統,並且在安裝系統的過程中安裝AHCI的驅動程式,這樣一來才能使用熱插拔的功能,否則事後才開啟AHCI的話是進不去系統的。基本上eSATA 3Gbps(375MB/s)的速度對外接單一儲存裝置也夠用,會發展到6Gbps(750MB/s)是因為這樣就可以連結用來組RAID並且速度傳輸超過375MB/s的外接盒了。

 

表 / SATA進化表

 

 

█ 雙介面設計的CyberSLIM S80-U3外接盒

CyberSLIM S80-U3S外接盒可以支援eSATA 6Gbps(750MB/s)及USB3.0 5Gbps(625MB/s)的雙外接傳輸介面,讓使用者可以有更彈性的選擇,因為USB3.0算是新的介面,大部分正在使用的舊電腦不一定會有,因此就可以選擇eSATA來做傳輸。此外接盒使用通過NEC認證的LucidPORT USB300橋接晶片,因為目前市面上的USB3.0主機板或介面卡大多還是用NEC的控制晶片,Intel及AMD這兩大廠也都還未推出內建USB3.0控制器的南橋晶片,因此這款外接盒與NEC控制晶片的搭配上能有不錯的傳輸效率。S80-U3S外接盒的全鋁合金機身設計能提供良好的散熱效果,安裝介面也非常的簡單,免螺絲安裝的獨特連結槓桿,讓放好硬碟之後只要關上門檔就與外接盒連結好了。反之,打開門檔硬碟也能自動退出來,並且支援熱插拔,所以在抽換硬碟上也非常地方便。

 

圖 / USB3.0、eSATA、電源孔及開關

 

 

圖 / 只要放好硬碟,關上或打開門檔,硬碟就可以自動安裝、卸載

 

 

圖 / 包裝內容

 

 

圖 / 變壓器規格

 

 

 

█ USB3.0 vs. eSATA高傳輸介面誰勝誰負

這次的測試比較使用的是ASUS P7P55D-E DELUXE主機板,其中eSATA是由JMicron JBM363晶片所控制,僅提供3Gbps的速度,這是比較可惜的一點,USB3.0則是使用常見的NEC D720200F1控制器。經過實測發現eSATA的速度表現並不是那麼的理想,可能是JBM363控制晶片本身的因素,因此使用主機板的SATA內接頭加測了ICH10R南橋直接控制的SATA 3Gbps及使用Marvell SE9128晶片控制的SATA 6Gbps。測試碟的部分,分別為Seagate Barracuda XT 2TB SATA 6Gb/s HD及OCZ VERTEX2 50GB SATA 3Gb/s SSD。但是在測試軟體方面,SSD使用ATTO Disk Benchmark來測試檔案傳輸產生的最高速度,而HDD的部分因為碟片外圈速度較快而內圈速度較慢因此不能單就檔案傳輸的測試來斷定速度,因此使用HD Tach RW來做HDD外圈到內圈的完整測試,而算出的平均速度來計算。

 

圖 / HDD的測試會產生一個曲線是因為測試軟體從碟片外圈完整讀寫測試到內圈,而硬碟轉速是固定的,

外圈的圓周較內圈大,因此同樣繞完一圈,外圈走的距離長,所以速度會較快

 

 

 

 

表 / 各項測試數據

 

 

 

█ 頻寬速度並不代表一切,控制晶片及儲存裝置架構才是效能的關鍵因素

目前的單一儲存裝置並無法進行那麼快的傳輸,但是通道頻寬做這麼大要幹嘛?的確,以一般的使用者來說是用不到,但是在需要以單一通道外接RAID裝置時,像USB3.0的5Gbps、SATA 6Gbps的速度就變得需要了。而通道頻寬可以想像成一條馬路,支援的速度越高馬路就越寬,而儲存裝置就像是一台車子,越寬的馬路跑起也就越順暢,當然,極速還是一樣差不到哪裡去。現在市面上的SATA 6Gbps硬碟傳輸效能會比前一代SATA 3Gbps產品來得好通常是因為採用了更好的磁密度及更高的暫存記憶體來達成的,與支援的通道頻寬上並沒有太大的直接關聯性。
由測試數據上,可以發現,同樣是SATA 3Gbps的頻寬,測試結果卻有一段落差,用SSD測試時更是明顯,因此一個好的控制晶片對於傳輸的速度影響是很大的。一般來說由主機板南橋晶片內建的控制器能有較好的效能及支援性,目前AMD的SB850已經支援SATA 6Gbps的傳輸,Intel的南橋還未支援,若是主機板的設計能將南橋原生的SATA做成eSATA,那將會有較好的外接傳輸速度,有6Gb/s的通道頻寬的話那就更好了。
在USB3.0方面雖然擁有5Gbps的通道頻寬,但是由SSD的測試來看,卻比直接連接SATA 3Gbps來得慢,是因為USB3.0必須還要經過一個橋接晶片,比起直接用同樣的SATA介面來溝通更多加了一個障礙,若同樣用馬路來比喻就是轉彎時車速必然會降低,因此USB3.0控制器與橋接晶片的配合度就很重要了。目前也未還有將USB3.0控制器整合進去的南橋晶片,未來若是有的話,理論上來說,USB3.0的實際傳輸速度應該可以再更快,但是以測試數據來看,已經是一個很不錯且穩定的表現了,雖然沒辦法發揮出SSD的極速性能,但是對HDD來說已經跟接在SATA上的速度差不多了。

 

 

 

 

█ USB3.0讓外接傳輸介面有了高速且方便的選擇

對於USB3.0這樣一個可以向下相容於2.0且普及率高而且還有提供更高的電流量的外接傳輸介面,比起eSATA來說是相當有優勢的,因為具有相當程度的方便性,且實際傳輸速度以目前的儲存裝置來說也夠用,而且傳輸線的接頭設計也比較不容易像eSATA那樣鬆脫,並且還有標準、Mini、Micro等不同大小的接頭可以應用在不同的裝置上,可以想像USB3.0被廣泛地運用在各種裝置上的未來。

 

 

圖 / USB3.0是由新增的五個接點來傳輸,能向下相容是因為保留了2.0的四個接點

 

 

█ 規格

支援裝置 3.5吋一般硬碟或SSD
內部連接介面 SATA 3/6Gbps
外部傳輸介面 USB3.0(5Gbps)、eSATA(3/6Gbps)
容量

最高支援2TB

橋接控制晶片

LucidPORT USB300

材質 全鋁殼
包裝內容 外接盒、簡易手冊、變壓器、USB3.0傳輸線、eSATA傳輸線
保固 一年保固

 

 

 

廠商名稱:大衛肯尼有限公司
網  址:www.cyberslim.com.tw
聯絡電話:(02)2571-0580
建議售價:NT$2,190(含稅)

 

 

 

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