划时代变革！SATA 6Gbps/USB3.0接口性能揭秘

●硬盘个人电脑最大的瓶颈

如果让DIY玩家说出当前PC最大的瓶颈在哪儿，相信100%的玩家都会把怨气撒到硬盘上。的确，与动则2GHz以上的CPU、DDR3-1333的主流内存、以及16GB/s的PCI-Express 2.0传输相比，硬盘近两年由于逐渐引入垂直记录技术，在容量上不断飙升，但在内外传输速率上却没有得到根本性改变。虽然由英特尔倡导，各大存储厂商开始推广固态硬盘（SSD），但高昂的价格注定让这种新事物在短时间内不可能成为主流，故而当前个人电脑中最大的瓶颈仍然来自硬盘。

就当前的主流PC应用来看，硬盘的容量瓶颈已经由垂直记录技术的广泛应用而逐渐得到缓解，而每GB硬盘价格也在今年不断下滑。但硬盘的传输速率却并没有随同容量的发展而得到发展。不过进入新世纪以来，硬盘的接口传输规范和外部传输速率并非处于无人关注的境地。

虽然硬盘容量早已实现TB级，但仍然是瓶颈

2000年，英特尔IDF大会上提出了SATA这一概念，英特尔表示，SATA传输技术可以让用户拥有高效率的硬盘，同时还能防止资料在传输时的丢失。2003年，由英特尔、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式发布SATA 1.0规格，其传输率达到150MB/s，远远高出当时主流的IDE规格所提供的100MB/s，并超过了ATA133规范的133MB/s。

Serial ATA的到来宣告了磁盘接口新规范的诞生

在SATA 1.0规范出台以后，主流硬盘供应商纷纷开始将产品切换到这一规范，不过，SATA 1.0在出台的2年时间里还是遇到一些问题，譬如在遇到多请求时会遭遇性能大幅度下降。2005年，随着硬盘相关技术的发展，SATA 1.0已经不再适应应用需求，随之而来的则是SATA 2.0产品的上市。

SATA 2.0的出台伴随着一些小插曲，部分厂商将SATA 2.0定义为SATA 3Gbps，但实际上第二代SATA技术更强调的是针对SATA 1.0规范弱点的改进，即NCQ技术（原生命令队列），大约在2007年，由各大厂商倡导推出了SATA 2.5规范，才彻底将这种“混水摸鱼”的情况改善。SATA 2.0主要特征是外部传输率从SATA的1.5Gbps(150MB/s)提高到了3Gbps(300MB/s)，此外还包括NCQ(Native Command Queuing，原生命令队列)、端口多路器(Port Multiplier)、交错启动(Staggered Spin-up)等一系列的技术特征。

高速SSD呼唤出SATA Revision 3.0

时隔两年，随着海量数据传输需求越来越大，同时伴随着高速SSD如雨后春笋般诞生，SATA Revision 3.0随之在2009年5月底由串行ATA国际组织发布。

SATA Revision 3.0最大的特点就是将传输速度提高到6Gbps（约600MB/s），除此以外，还有以下几项主要改进：

1、新的原生指令排序(NCQ)串行指令，面向需要大量带宽的音频、视频应用，可保证数据传输的同步。

2、NCQ管理功能，通过对未执行的NCQ指令进行主机处理和管理来优化性能。

3、改进电源管理功能。

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●来自华硕 业界首款真SATA 6Gbps主板诞生

SATA 6Gbps自2009年5月底公布之初，就在6月的COMPUTEX大展上崭露头角。各大主板厂商纷纷展示相关产品。但由于其控制芯片在后来传出遇到重大问题，因此在P55正式发布之时，我们并没有看到相关主板产品的诞生。随着时间的推移，来自Marvell的SATA 6Gbps控制芯片终于修正了BUG，而采用SATA 6Gbps技术的全球首款主板成品也由此诞生，它就是华硕P7P55D Premium。

华硕P7P55D Premium主板

比Deluxe更豪华的华硕P7P55D Premium最大特色就是首次引入了SATA 6Gbps技术规范，它同样采用英特尔P55芯片组打造，支持LGA 1156架构的Core i5、Core i7处理器。

华硕P7P55D Premium磁盘接口

华硕P7P55D Premium由P55 PCH芯片提供6组SATA 2接口（蓝色），支持多种RAID模式。其SATA 3Gbps传输接口则改用白色以便区分。2个接口看似较少，但鉴于当前SATA 3Gbps刚刚处于起步阶段，因此也完全能够满足高端用户的需求了。

Marvell 9123控制芯片

当前SATA 6Gbps主板基本都采用了Marvell 9123芯片的解决方案。该芯片曾在早期爆出BUG，更有传言称部分主板厂商由此弃用该芯片，但事后Marvell官方表示其BUG在于PATA传输可能遇到硬件兼容问题，与SATA传输并无关系，因此我们今天看到华硕仍然采用了这颗芯片来提供SATA 6Gbps。

PEX 8613芯片

英特尔P55 PCH芯片虽然提供4条PCI-Express通道，但仅属于1.0规范，每条通道带宽仅为250MB/s，无法满足SATA 6Gbps传输需求，为了解决这个问题，华硕在主板上使用了一颗PEX 8613芯片，将4条PCI-E X1通道归并为2条PCI-E X1通道，每条通道带宽则达到了500MB/s，基本满足了SATA 6Gbps传输需求。

SATA 6Gbps数据传输线（上）

华硕随主板附赠的SATA 6Gbps数据线与我们目前常用的SATA II传输线看似已经有了不同。

JMB 368磁盘控制芯片

刚刚提到Marvell 9123芯片在PATA传输时可能会遇到硬件兼容问题，为此华硕专门采用了一颗JMB 368芯片来为P7P55D Premium提供PATA输出，彻底杜绝兼容性问题的发生。

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●华硕独门绝技:巅峰设计之Hybrid系列介绍

★Hybrid Phase

“Premium”是定位于“Deluxe”之上的华硕高端主板型号，其设计豪华程度一直处于华硕全系列主板的顶端，众多华硕主板的创新之处也是由这款主板开创。在对P7P55D Premium的SATA 6Gbps功能及其实现方式进行介绍后，我们再来看看这款产品更多优秀设计。

业界最恐怖的48相混合CPU供电系统

华硕P7P55D Premium在硬件上采用了超豪华的32+3相供电设计，而独家采用的T.Probe芯片使得主板的供电效率在硬件设计基础上再次提升，等效于48相混合供电，为CPU超频带来完美保护。主板供电处元器件全部采用特质的富士通电容和铁芯电感，进一步保证电流纯净性。同时位于CPU部位的EPU控制芯片还可以控制整套系统的能耗，配合软件操作，达到省电目的。

★Hybrid Processor&MemOK!

混合处理器TurboV以及MemOK!

华硕P7P55D Premium主板上采用了TurboV处理芯片，通过该芯片，可以实现Turbo-Key一键超频、TurboV Remote遥控器超频以及TurboV EVO Auto Tuning自动超频等功能，由此等于是在主板上也做了一颗提升CPU性能的处理器。此外，MemOK!功能在这片主板上同样存在，由此杜绝因内存兼容性带来的无法开机问题。

★Hybrid OS

来自SAMSUNG的K9G4G08U0A芯片

来自SAMSUNG的K9G4G08U0A存储芯片，容量512MB，通过该芯片，华硕P7P55D Premium板载了一套操作系统，即Express Gate，可以实现开机5秒进入操作系统，实现邮件收发、图片浏览、网上冲浪、网络聊天、以及Skype网络电话等功能。Express Gate与最新的Windows 7操作系统相结合，统称Hybrid OS。

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●Q-Design 最人性化的设计

除了在性能和功能上追求最为强大的设计之外，华硕Xtreme Design的各种人性化设计在P7P55D Premium上也体现得淋漓尽致。下面我们以部分设计为例来进行说明：

Q-DIMM

华硕P7P55D Premium提供4组DIMM插槽，采用单卡扣设计，这也是Q系列设计中的Q-DIMM，杜绝超长PCB显卡与内存插槽之间的不兼容，更方便DIY玩家操作。主板支持16GB内存，内存规格支持到DDR3-2000以上。

Q-Slot

华硕P7P55D Premium在PCI-E 16X插槽上采用了Q-Slot设计，飞机尾翼形状的卡扣让用户安装和取下显卡时更方便。主板提供2组PCI-E 16X显卡插槽，支持8X+8X模式的Crossfire以及SLI，此外主板还提供2条PCI插槽以及2条PCI-E X1插槽。

板载Power和Reset开关

虽然现在超过80%的高端主板都设计了板载Power以及Reset键，但实际上最早将这项功能设计在主板上的还是华硕。

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●P7P55D Premium更多设计

除了这些令人惊叹的设计外，我们再来看看这款主板更多的扩展功能及特色之处：

超电压开关

P7P55D Premium提供了超电压开关，可以将CPU核心、VTT（IMC）电压以及内存电压的上限值进一步提高，满足极限超频用户的需求。

  
网络及音频芯片

主板采用双千兆网卡设计，由两颗Realtek的芯片控制；音频方面由一颗VIA的VT2020芯片带来9.1声道输出，这比当前主流的ALC 888、889等芯片规格更高。

I/O接口

P7P55D Premium提供PS2键鼠接口、8组USB2.0接口、光纤接口、同轴接口、双千兆网络接口、IEEE1394接口以及音频输出接口，其eSATA输出需要采用附赠的扩展背板实现。值得一提的是这款主板上有2个蓝色的USB2.0接口被贴上了贴纸，防止用户误认为它们是USB3.0接口，为何这样做我们会在稍后进行说明。

散热模块

主板CPU供电和PCH芯片采用分离式散热，其设计与华硕P7P55D系列产品大同小异，只是在散热片的厚度及重量上比主流级产品更高。

附件

随主板附送的有说明书、光盘、Q-Connection、交火/SLI连接桥、IED数据线1根、SATA 2.0数据线4条、SATA 6Gbps数据线2条、扩展背板1个、机箱挡板1个以及TurboV Remote遥控器1只。

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●任何主板都能玩 华硕U3S6扩展子卡介绍

华硕P7P55D Premium提供了SATA 6Gbps功能，但对最热门的USB 3.0的支持却留到了另一片主板——P7P55D-E Premium上。为了弥补这一遗憾，华硕单独开发了一张扩展卡，名为华硕U3S6，这张卡通过PCI-E X4通道，引出2个USB 3.0接口和2个SATA 6Gbps接口，单独出售，以满足没有这两项功能的主板使用者的需求。而这张扩展卡也随着主板一块送到了ZOL评测中心：

华硕U3S6扩展卡

华硕U3S6扩展卡设计并不复杂，但做工却非常精美。这张卡采用PCI-E X4接入，在背部I/O处提供2组USB 3.0输出接口，在卡的右上角提供2组SATA 6Gbps接口供用户使用。

 
SATA 6Gbps扩展接口及控制芯片

该卡的SATA 6Gbps设计方式与P7P55D Premium如出一辙，同样采用Marvell 9123芯片提供2个扩展接口。

 
USB 3.0扩展接口及控制芯片

USB 3.0接口则由NEC D720200F1芯片提供，这也是全球首款USB 3.0控制芯片。

PEX 8613芯片

PEX 8613芯片的使用保证了USB 3.0和SATA 6Gbps带宽问题。看得出来这张卡的设计与P7P55D Premium上的设计完全是同一思路。

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●业界首款SATA 6Gbps硬盘 希捷酷鱼XT介绍

目前业界仅有希捷正式推出了支持SATA 6Gbps的硬盘——希捷酷鱼XT。这张硬盘仍然为7200转，缓存64MB，容量为2TB，采用4碟装设计。

希捷 酷鱼XT 2TB硬盘正面

希捷酷鱼XT支持SATA 6Gbps，并向下兼容SATA 3Gbps和SATA 1.5Gbps，超大的64MB缓存能够有效优化传输，减少错误。

希捷 酷鱼XT 2TB硬盘背面

产品电路板采用反置安装，这对保护控制芯片有一定好处。

希捷 酷鱼XT 2TB硬盘电路板

酷鱼XT 2TB硬盘电路板采用3颗芯片，从左到右依次为电机芯片、主控芯片和缓存芯片。

主控芯片

主控芯片由希捷研发生产，编号为CCZZOO1TQ20。

电机控制芯片为SH6968B。

缓存芯片来自Hynix

缓存芯片来自Hynix，规格为HY5DU121622DTP-D43，TSOP封装，容量64MB。

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●华硕USB3.0移动硬盘及相关介绍

当然，有了USB 3.0接口，则需要与之相对应的设备才能进行测试，华硕为此配备了专用的USB 3.0移动硬盘盒。该移动硬盘为3.5英寸，内置一块希捷500GB、7200转、16MB缓存规格3.5英寸硬盘，通过适配器提供电源。硬盘盒支持USB 3.0传输。

华硕USB 3.0移动硬盘设备

USB 3.0连接线缆

USB 3.0连接线为蓝色，比USB 2.0线粗了一些。

USB 3.0（蓝色）与USB 2.0（黑色）数据线对比

 
USB 3.0接头端与USB 2.0数据线对比

可以看出USB 2.0接头端内部有5个金属触点，而USB 2.0仅为4个。

关于USB接口发展历史及USB 3.0相关介绍，推荐阅读主板频道早先发布的文章《速度快了10倍 USB 3.0史上最全面解读》，本文则不做过多的阐述，而是直接通过测试来验证其性能。

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●测试平台就位 今天不谈超频

测试环境为Windows Vista Ultimate 32bit SP2操作系统。我们搭配LGA 1156架构最高型号Core i7 870处理器进行测试。为了获得更具参考价值的数据，手动关闭Intel Turbo boost功能和EIST自动节能，并将CPU设定在133MHz*22的默认主频下。内存方面，则采用了G.Skill的DDR3-1600规格内存模组，手动运行在DDR3-1333下：

 
内存模组及电源

我们的硬件评测使用的内存模组、电源供应器均由COOLIFE玩家国度俱乐部提供，COOLIFE玩家国度俱乐部是华硕（ASUS）玩家国度官方店、英特尔（Intel）至尊地带旗舰店和芝奇（G.SKILL）北京旗舰店，同时也是康舒（AcBel）和利民（Thermalright）的北京总代理。

本次测试将主要围绕SATA 6Gbps和USB 3.0的传输来进行，并不涉及主板超频及其它方面测试。

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●SATA 6Gbps测试：突发传输率提升58%

首先是HD Tach的测试。这款软件能够很清楚地检测一款存储设备的传输曲线及突发传输率，是一款比较简单的磁盘测试软件，下面我们分别将希捷酷鱼XT 2TB硬盘连接到华硕P7P55D Premium主板的SATA 2.0接口、SATA 6Gbps接口以及扩展卡上的SATA 6Gbps接口上进行对比测试：

希捷 酷鱼XT 2GB在PCH芯片SATA 2.0接口上

希捷 酷鱼XT 2GB在板载SATA 6Gbps接口上

希捷 酷鱼XT 2GB在华硕扩展卡SATA 6Gbps接口上

可以看出，在接入SATA 6Gbps接口时，磁盘的突发传输率纷纷超过290MB/s，在主板SATA 6Gbps接口的表现与华硕扩展卡的表现基本相同，这也并不奇怪，因为二者的设计架构基本上是一致的。但我们也可以看到，由于磁盘内部结构本身并无改变，因此其读取速率不管是接在SATA 2.0还是SATA 6Gbps上都只有平均115MB/s左右。

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●SATA 6Gbps之PCMark Vantage:全面提速

接下来采用PCMark Vantage再进行模拟操作测试。PCMark Vantage包含8组不同的硬盘测试项目，模拟8种不同的实际应用和操作，分别是：

HDD1：Windows Defender；

HDD2：Gaming；

HDD3：Vista Startup；

HDD4：Photo Gallery；

HDD5：Video Editing Using Windows Movie Maker；

HDD6：Media Center；

HDD7：Adding Music to Windows Media Player；

HDD8：Application Loading。

可以看出，在PCMark Vantage的测试中，虽然个别项目变化不大，但是在Vista Startup、Media Center、Adding Music to Windows Media Player等几个子项目中SATA 6Gbps凭借较高的突发传输率，还是有一定优势。

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●USB3.0测试:平均传输速率提升2.85倍

接下来是对USB 3.0速度的检测。在这个测试中，我们将使用华硕扩展卡上的USB 3.0接口与主板上USB 2.0上的接口来分别对USB 3.0移动硬盘进行测试：

华硕USB 3.0移动硬盘在USB 2.0接口上

华硕USB 3.0移动硬盘在USB 3.0接口上

从测试曲线可以看出，由于硬盘盒内放置了一块500GB 7200转硬盘，而USB 2.0的平均传输速度仅有35MB/s左右，因此完全无法彻底释放这块硬盘的威力，但当我们将其接驳在USB 3.0接口上时，速度得到全面提升，平均传输速率提升2.85倍。当然，USB 3.0接口的理论传输速率远远超过本次测试的突发传输率176.6MB/s，所以说在本次测试中，硬盘内部的传输速率仍然成为了瓶颈。

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●USB3.0写入实战:拷21GB高清仅4分钟

接下来再对USB 3.0磁盘写入进行测试。我们分别将一个2.51GB，包含3922个三岁文件的文件夹和一个21.3GB大小的1080p电影导入磁盘，用秒表记录时间：

在导入零散文件时，我们所测试的USB 3.0设备相对于USB 2.0有了一倍的性能提升。

而在进行单个超大文件的写入测试时，一部21.3GB大小的1080p电影文件在USB 2.0接口下需要近11分钟时间才能导完，但当我们将其接在USB 3.0接口上时，仅需4分9秒，这样的速度提升是很惊人的。

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●总结：SATA 6Gbps仍待挖掘 USB 3.0很诱人

通过测试我们了解到，SATA 6Gbps与SATA 3Gbps诞生时几乎一样，大幅度提升了磁盘的突发传输率，但由于传统机械硬盘内部结构万年不变，因此SATA 6Gbps接口本身更适合更高速的固态硬盘采用。不过我们看到有OCZ这样的厂商针对高速固态硬盘，已经开始直接启用PCI-E接口规范，因此SATA 6Gbps在高端设备供应商的眼里是不是最佳选择仍待查证，其潜力需要更多的厂商来开发和挖掘。而对于普通用户来说，采用2块高转速硬盘（如2块WD的150GB猛禽）来组建RAID-0配合SATA 6Gbps使用显然是必须的了。

IDF上曝光的USB 3.0底座可直接将3.5英寸硬盘的数据移动化

就USB 3.0这一接口规范来看，其强大的传输速度已经将USB 2.0远远甩在身后，7200转传统机械硬盘在它面前已经成为瓶颈。未来基于USB 3.0接口规范开发的超高速存储设备将成为便携式存储设备将非常诱人。虽然USB自诞生以来有这一或那样的竞争对手，包括eSATA、Firewire（IEEE1394），但在USB设备低廉的成本及USB 3.0 4.8Gbps强大的传输能力面前，恐怕它仍然会成为大多数人的第一选择。这也难怪为何今年的IDF上USB 3.0设备如雨后春笋般出现在我们面前。

让我们记住全球首款SATA 6Gbps主板——华硕P7P55D Premium

就本次测试结果来看，华硕P7P55D Premium及其扩展子卡的表现非常出色，完全符合SATA 6Gbps和USB 3.0的技术规格。作为全球首款引入SATA 6Gbps的主板，华硕用独特的设计为这项传输规格提供了足够的带宽，避免了英特尔P55 PCH芯片带宽不足的尴尬。就P7P55D Premium本身来说，其由Xtreme Design技术衍伸进化而来的Hybrid Design、Q-Design等细节处理将华硕深厚的设计功底展现得淋漓尽致。但稍显遗憾的是这款主板缺少了原生支持USB 3.0功能，对于追求完美的顶级玩家来说，可能其补完版本——P7P55D-E Premium，才是终极选择。