Asus USB 3.1 解決方案實測，800MB/s 速度好快啊！

硬體都有了，軟體未必能同步跟上

如同當年 USB 3.0 問世之際，傳輸速率倍增的 USB 3.1，同樣有一些值得注意的大小事。首先是多數人不大會留意的驅動程式介面標準，也就是 xHCI（eXtensible Host Controller Interface，擴展主控制器介面），過去從 0.96 一路發展至首個正式版本 1.0，是為 USB 3.0 主控制器必要的相容支援規範。

因應 USB 3.1 到來，主導規範制定的官方組織，於 2013 年底正式發布最新的 1.1 版本。xHCI 和作業系統之間的關係式，簡單來說作業系統有支援就無需另外安裝驅動程式，如 Windows 8.x 便原生內建支援相容於 0.96～1.0 版的控制器。xHCI 1.1 當前並未有明確資訊指出，未來包含 Windows 10 在內的作業系統是否會內建支援，因此現階段是得自行安裝廠商所提供驅動程式。 

▲ 在 Windows 8.1 環境下，ASMedia 1142 得自行安裝官方提供的驅動程式。

UASP 的重要性與未來走向，有待持續觀察

USB 3.0 推出至今，還有個問題仍然沒有獲得妥善處理，那就是真實的資料傳輸效率。過去從 USB 1.x 進化到 USB 2.0，USB 2.0 再演進至 USB 3.0，主要改變的都是在實體層（Physical Layer）、鏈接層（Link Layer）、協定層（Protocol Layer）等硬體架構層面，與作業系統的溝通連結只做了半套。

相較於 USB 1.x/2.0，雖然說 USB 3.0 改採用全雙工傳輸模式，卻沿用既有的 BOT（Bluk Only Transfer）傳輸協議，以致於 USB 3.0 真實速度並不怎麼高。雖然 USB-IF 當時祭出 UASP（USB Attach SCSI Protocol）傳輸模式來因應，可使速度大幅提升 50％ 以上，但最為重要的驅動程式並未制訂統一標準，由官方來統籌撰寫、提供。

問題的根本在於 UASP 功能被列為額外付費項目，影響層面擴及裝置與主控制器驅動程式，是導致應用不夠普及的關鍵。裝置端的橋接/控制器除了必須支援 UASP，還得於韌體層啟用該功能，但這往往被列為額外收費項目，延續至今成為無解的問題。驅動程式雖然一度也要額外付費，但是由於 Windows 8 等作業系統已經原生內建支援，因此稍微減緩了影響性。

這問題是否會延續到 USB 3.1，缺少 UASP 會不會導致 USB 3.1 表現同樣大打折扣，現階段還不宜妄下定論，一切就看 USB-IF 未來要怎麼玩了。總而言之，Asus 過去所推出的 USB 3.0 Boost 功能，順勢改版為 USB 3.1 Boost，所提供運作模式依舊為正常、加速、UASP，並且向下相容於 USB 3.0/2.0 等規範裝置。

▲ 啟用 Asus USB 3.1 Boost 加速模式後，USB 3.1 Enclosure 得以使用類似 UASP 架構的加速模式，盲點是現階段原生 UASP 還無法發揮作用。

▲ Asus USB 3.1 Boost 亦向下相容 USB 3.0/2.0 等規格裝置，提供 UASP、加速等運作模式。

PCIe 頻寬成為瓶頸，卡速在所難免發生

另一個重大議題是 PCIe 罩不住啦！USB 3.1 主控制器是藉由 PCIe 匯流排介面，與主機板晶片組連結，其 10Gbps 傳輸速率基於新採用 128b/132b 編碼因素，理論頻寬換算將近 1.25GB/s。然而單一 PCIe 2.0 通道頻寬只有 500MB/s，即便換用 PCIe 3.0 也不過是 984MB/s 左右，意味將重演 USB 3.0 卡速的歷史。

以 ASMedia ASM1142 主控制器為例，給予基本必須的 PCIe 2.0 x2 條件，那麼匯流排介面頻寬不過為 1GB/s。如果改成 PCIe 3.0 x1，反而是更少的 984MB/s，兩者都小於 USB 3.1 理論有效頻寬。給予主控制器更多 PCIe 通道，固然是突破頻寬限制的不二法門，然而現今主機板晶片組所內建 PCIe 2.0 通道已經不敷使用了，該如何取捨、變通將考驗多方廠商。

▲ ASMedia 1142 應用在 Z97-A/USB 3.1，所配置匯流排介面為 PCIe 2.0 x2。

儲存設備應用受益顯著，但現在還看不到極限

華碩在 USB 3.1 Enclosure 外接盒內，預先裝配 Samsung 的 SSD 840 EVO 固態硬碟，單張 250GB 組建成 RAID 0，故總和容量為 500GB。此篇測試重點將擺放在 USB 3.1 初體驗，故包含 USB 3.1 Enclosure 單碟傳輸速度（探討 USB 3.1 沒有 UASP 時，是否能滿足 SATA 6Gb/s 固態硬碟的頻寬需求）、USB 3.0 射頻干擾問題是否依舊等議題，留待後續再另闢文章來探究。

▲ 測試樣品外接盒內部裝配 2 張 Samsung SSD 840 EVO 256GB。

實際效能測試體驗，以華碩 Z97-A/USB 3.1 與 USB 3.1 Enclosure 為基礎，除了測試 ASMedia 這 USB 3.1 控制器外，也會連接到 Intel Z97 晶片組的 USB 3.0 取得比較組數據。USB 3.1 部分會陳列出 Asus USB 3.1 Boost 加速模式啟用前後的差異，而 USB 3.1 Enclosure 連接 USB 3.0 主控制器，只列出啟用部分。

往下看之前有項變數得留意到，USB-IF 官方稍早前曾發布一項訊息，指出 ASMedia 旗下 ASM1142 搭配 ASM1352，當前實測最大速度順利達到 800MB/s。這意味對於下列測試數據，無須抱持太大期望，也無須多做些什麼註釋，總之現在想完整體驗 USB 3.1 還早了點。

▲ AS SSD Compression-Benchmark：USB 3.1 + USB 3.1 Boost 加速模式。

▲ AS SSD Compression-Benchmark：USB 3.1。

▲ AS SSD Compression-Benchmark：USB 3.0 + USB 3.1 Boost 加速模式。

（下一頁還有：更多效能實測數據分析）