PTT推薦

[開箱] 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

看板PC_Shopping標題[開箱] 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充作者
AreLies
(AreL1e5)
時間推噓21 推:21 噓:0 →:46

ASMEDIA AT2092 外接讀取突破 3600 MB/s

原文轉自 UNIKO's Hardware
網頁好讀版:https://reurl.cc/0Z3mrM


https://i.imgur.com/3baVQKP.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
微星 REFRESH Z790 主機板 MPG Z790 CARBON MAX WIFI 即將上市,最值得注目的便是他將搭載自家的 USB4 方案 (MSI USB4 PD100W 外置 PCI-E 擴充卡),其最新的 PCI-E 4.0 X4 作為傳輸介面,甚至比目前的 INTEL THUNDERBOLT 4 JHL8540 更快 (PCI-E 3.0 X4)!除此之外,微星與博帝還分別為 UH 提供了 ASMEDIA ASM2464PD 的工程版、以及官網資料顯示讀取達 7400 MB/s 的 PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD - VP4300 LITE 4TB PCI-E 4.0 X4NVMe SSD 作為外部連接 PCI-E NVMe SSD 測試之用,對於一般的 PC 使用者來說,USB4或是 TB4 最常見的用途可能就是連接外部的 NVMe SSD,以下 UH 將以 PC 主機板的角度分析 USB4,並來暴力測試這張擴充卡的實力給大家看看。





USB4 的前世今生

對於 PC 主機板來說,USB4 這個"東西"早在一年多前的 AM5 主機板上出現,只是最後成功問世的仍是 INTEL THUNDERBOLT 4 JHL8540,因為據說 ASMEDIA 的 USB4 控制器 ASM4242 在當時仍未能成功量產。
USB4 雖然與 INTEL 已開源的 THUNDERBOLT 技術有莫大關係,可是首次被帶進桌上型 CPU/ 主機板領域的卻是 AMD。
當時 AMD 為 AM5 引進 USB4 支援,AM5 CPU 多出 4 組 PCI-E 5.0 通道以及整合 USB TYPE-C 作為內置顯示輸出也是為了 USB4,只是屬意的 ASMEDIA ASM4242 USB4 控制器最終趕不及量產,各板廠的計劃也因此被打亂,華碩與華擎繼續保留 USB4,但改用 INTEL THUNDERBOLT 控制器 JHL8540,微星最終忍痛拔掉 JHL8540 改用 USB GEN2X2 20 Gbps 的 ASMEDIA ASM3241,技嘉的 AERO D 直接消失,映泰閒置 CPU 5.0 X4。





USB4 的技術操作

在主機板上這種 USB / THUNDERBOLT 控制器,其實就是一顆比較大的晶片,被板廠以 CPU或晶片組提供的 PCI-E 通道連接起來,再提供 TYPE-C 連接。
所以 PCI-E 通道便成為一個非常重要的因素,尤其 USB4 號稱 40 Gbps (V1) 甚至是 80 Gbps (V2)。PCI-E 通道的重要性在於當 JHL8540 這種 USB 控制器晶片在連接至晶片組 / CPU 後,它們之間的傳輸介面,也就是 PCI-E 通道便成為 JHL8540 的上行連接,無論 JHL8540 這種 USB 控制器的 TYPE-C (下行連接) 速率有多狂,在傳輸時最終還是要看上行通道是否足以滿足下行號稱的速率。對於非 USB4 / TB4 的控制器,因為欠缺一些技術,甚至會卡在下行接連上,就算上行連接頻寬充裕。






遲來的 USB4 成品

外媒 TECHPOWERUP 在一年多前便貼出 ASMEIDA 的 USB4 擴充卡的工程版實物照片,那顆 USB4 控制器 ASM4242 所採用的 PCI-E 通道是 PCI-E 4.0 X4 (GEN4X4),原則上理論可達 64 Gbps。這比 INTEL TB4 JHL8540 所採用的 PCI-E 3.0 X4 (GEN3X4) 介面更強大,因為 GEN3X4 也就只有 32 Gbps,換句話說 JHL8540 雖然號稱 40 Gbps,但在資料傳輸上,還是卡在 PCI-E 3.0 X4 上,也就是 32 Gbps。

當真正採用 PCI-E 4.0 X4 (GEN4X4) 作為上行連接的 USB / THUNDERBOLT 控制器出來後,便進一步解放上行連接的瓶頸,帶來全新且更快的下行連接速度,而 MSI 就是首家在 DIY市場上推出自家 USB4 PCI-E 擴充卡的板廠 (USB4 PD100W EXPANSION CARD),使用全面釋放 PCI-E 4.0 X4 (GEN4X4) 的 ASMEDIA ASM4242 USB4 控制器。這張卡名為 MSI USB4 PD100W 擴充卡,目前作為主機板配件附贈予 MSI MPG Z790 CARBON MAX 的使用者,使微星遙遙領先 Z790 REFRESH 各家板廠。





USB 與 PCI-E 的故事

關於 USB 和 PCI-E 的"GEN",其實有著一些分別,由 USB3 / PCI-E 3.0 起,前者以 5Gbps 作為一代,後者以 8 Gbps 作為一代 (X1)。

https://i.imgur.com/p3NsfFP.png

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

所以 USB GEN2X2 20 Gbps TYPE-C,若要由 PCI-E USB 控制器提供,原則上也只有 PCI-E3.0 X4 (32 Gbps) 可以完全滿足其下行連接。如果使用 ASM3241 這種只佔用 PCI-E 3.0 X2 (16 Gbps) 的控制器來提供 USB 20 Gbps,上行連接備受考驗。





PCI-E 4.0 的威力

THUNDERBOLT 4 與 USB4 的一大特點,便是 TUNNELING 技術,釋放 PCI-E 通道的連接極限,供 USB / PCI-E / DP 等訊號使用。
採用 PCI-E 3.0 X4 (32 Gbps) 的 ASM3242,其 USB 下行連接只有 20 Gbps,變相有 12Gbps 閒置。INTEL JHL8540 同樣採用 PCI-E 3.0 X4,可是因為 TUNNELING 技術,TB4 裝置在資料傳輸時可盡用 32 Gbps。

來到 MSI 的 USB4 PD100W,因為採用了 PCI-E 4.0 X4 (64 Gbps),在使用 TUNNELING 技術時,合規的裝置在資料傳輸時便可突破 32 Gbps 這個舊有上限 (PCI-E 3.0 X4),使 USB 裝置可跑滿 USB4 40 Gbps 的理論最大速率,這便是 USB4 真正的實力所在。MSI 作為板廠先行者,推出 USB4 PD100W 擴充卡,加上 MPG Z790 CARBON MAX 提供 1 根 PCI-E 4.0X4 的 PCI-E 插槽和 USB4 對應的專屬接頭 (還有 2 顆 PCI-E 4.0 X2 中繼器作為該 PCI-E 插槽與 Z790 晶片組之間的訊號補強),讓主機板有能力為使用者提供前所未有的完整體驗。





USB 控制器和轉接器

ASM3242、ASM3241、JHL8540 和 ASM4242 等等,這些都是 USB 控制器,在主機板上透過 PCI-E 通道直連 CPU 或晶片組,再提供 USB TYPE-C 作為下行連接,INTEL PCH / AMD ZENCPU / AMD PCH 則是直接提供 USB 連接。
轉接器 (BRIDGE) 則是把 USB 控制器的下行連接 TYPE-C 轉成其他形狀,例如比較常見的M.2 插槽 (外置 SSD) 和 PCI-E 插槽 (外置 GPU)。
主流的轉接器是 10 Gbps,也有 20 Gbps 的版本,和這一年由 ASMEDIA 先行推出的 40 Gbps 轉接器 ASM2464PD。ASM2464PDX 內置 PCI-E 通道切分的功能,更適合作用 HUB 等設備,接出多於 1 組連接,例如多個 USB 連接埠。

在實際應用中,使用者最終能享受得到的速率,屬一層卡一層的概念,由最接近使用者的裝置開始 (這裡就不探討 CPU 至晶片組的 DMI / PCI-E 通道問題):

M.2 SSD 的速率 → 外置轉接裝置 (其轉接器方案) → 連接至主機板上 USB 連接埠的下行速率 → 該主機板 USB 埠方案的上行連接。

例如,把使用 ASMEDIA ASM2464PD USB4 40 Gbps 轉接器的外置 M.2 裝置,插在主機板上的 10 Gbps TYPE-C (一般由晶片組原生提供),外置 SSD 的最終速率便會卡在該主機板的TYPE-C 連接埠上,也就是只有 10 Gbps。




不凡的配角 MSI USB4 PD100W 擴充卡

這次微星所率先開拓的部份,就是主機板所使用的 USB 方案,重點在於該方案的上行連接,也就是接到晶片組 / CPU 的 PCI-E 通道。
在打通這部份後,外部裝置就不再卡卡了。

MSI MPG Z790 CARBON MAX 是一款有趣的主機板,而 MSI 選擇替他附上 USB4 PD100W 的做法也很奇妙,因為 MPG 之上還有更高規格的 MEG ACE MAX 或 GODLIKE MAX,他們都是
標配 JHL8540。值得留意的是,不是每一款微星最近推出的新主機板,都有 USB4 對應的 USB4 CARD CONNECTOR (JTBT_U4_1),例如 MEG ACE MAX 或 GODLIKE MAX 就沒有了,應該是預留給內置的 JHL8540 了。

嚴格來說,ASMEDIA ASM4242 的對手,應該是 INTEL THUNDERBOLT 5,因為 TB5 也將採用 PCI-E 4.0 X4 (GEN4X4) 作為上行連接。所以 MPG Z790 CARBON MAX 在 USB 連接上,其實早已超越 MEG MAX,而且在後置 I/O 上的 USB 20 Gbps TYPE-C,採用的不是 INTEL Z790 晶片組的原生 USB3 通道,而是一顆須佔用 PCI-E 3.0 X4 的 ASM3242 外置控制器。




外觀和拆解

在 PC 主機板上首次出現的 USB4 方案,是一張 PCI-E 擴充卡,物理規格是 X8,採用 PCI-E 4.0 X4 作為上行連接。

MSI 為 ASMEDIA ASM4242 控制器加上巨大的金屬散熱片,黑色散熱片上的中間部份印有 MSI 字樣,右上方有 1 個 PCI-E 6-PIN 作為 PD 100W 和 ASM4242 的電源輸入,PCB 上印有 USB4 PD100W Expansion Card 和 MS-4489 字樣。

https://i.imgur.com/NZxejU3.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

背面 PCB 沒有太多元件,除了作為 ASM4242 的 SPI ROM (存放韌體),PCB 的角落顯示了這款方案使用的 PCB 層數達 8 層,這比 TECHPOWERUP 公開的 ASMEDIA 公版方案所使用的 6 層設計更豪華。

https://i.imgur.com/3j8HWa5.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

I/O 連接有 4 組,分別有 2 組 DP-IN 和 2 組 TYPE-C,DP-IN 作用外部影像輸入,例如接上顯示卡的 DP 輸出,再經這張 USB4 PD100W 的 DP-IN,最後由 USB4 PD100W 的 TYPE-C 輸出影像。

據官網資料顯示,DP IN_1 的輸入只能在 TYPEC_1 輸出,DP IN_2 的輸入只能在 TYPEC_2輸出,2 組 TYPE-C 在 PD 輸出上有顯著差異,TYPEC_1 支援 PD 100W( 20V 5A),TYPE_C2 支援 PD 27W (9V 3A)。

https://i.imgur.com/RMvuNfy.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

原則上 PCI-E 擴充卡的方案,在"移動特性"上更具彈性,板載的方案只能跟隨那塊主機板。當然 ASMEDIA USB4 擴充卡與相對成熟的 INTEL TB4 擴充卡在主機板相容上都有一個共同特點,就是只認同一家板廠,也就是說 MSI USB4 PD100W 只能用在 MSI 的主機板上,前題是該主機板要有 USB4 CARD CONNECTOR (JTBT_U4_1)。

右下方有一組名為 JU4_1 (18-PIN) 的針腳,用以連接至新 MSI 主機板上獨有的特定 JTBT_U4_1 接頭上。另外在右邊還有 1 組 9-PIN USB 2.0,供使用者接駁至主機板的 USB 2.09-PIN 上。

https://i.imgur.com/8oNAGOq.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/9AcDe1L.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充




內在用料

雖然散熱片只用了 2 顆螺絲固定在 PCB 上,可是在散熱片底部還是有多顆黑色軟墊作為支撐平衡。微星以導熱貼為 ASM4242 控制器、TPS55288 升壓控制器、及其電感進行散熱,電感雖然不怕熱,但是因為表面積夠大,是良好的吸熱源。

https://i.imgur.com/2jcRKNJ.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

把散熱片拆開後,那顆千呼萬喚 ASMEIDA ASM4242 USB4 控制器終於現身,成功量產了。MSI 在 PCB 用料上還是花了不少心思,尤其要提供 PD 快充 100W 的功能。

https://i.imgur.com/GrOd2ZB.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

ASMEDIA ASM4242,佔用 PCI-E 4.0 X4 通道 (64 Gbps) 作為上行連接,提供 2 個 40 Gbps TYPE-C USB (也支援 DP 1.4 (32.4 Gbps) 輸出) 和 2 個 DP-IN。

ITE IT8857FN 作為 PD 100W 的控制器,左上方有 1 顆 GSTEK 的 GS7133 3A LDO。

https://i.imgur.com/E1XBW47.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/i6vrNQF.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

TPS55288 是一顆升壓控制器,直連兩顆 ALPHA OMEGA AONR36368 N-CHANNEL 供電模組作為上橋和下橋,支援 PD 快速功率輸出。圖中比較大的電感 (3R3) 連同附近的電路設計,對應的是 TYPEC_1,支援 5A 20V 共 100W PD。2R2 電感和其電路設計,負責 TYPEC_2,支援 3A 9V 27W PD。

兩組 R22 小電感,各連同 1 顆ALPHA OMEGA AONR36368 (N-CHANNEL) 和 1 顆 ALPHA OMEGA AONR21357 (P-CHANNEL),作為 PD 快速的輸入端。

WINBOND W25X40CL 作為 ASM424 的 SPI ROM。

https://i.imgur.com/NwU0MdO.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/XQAJBCH.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充




測試硬體

接上 PCI-E 6-PIN 輸入和 JUSB1 (USB2.0 9-PIN) 和 JU4_1 (18-PIN) 等線材及插在 PCI-E 4.0 X4 的 PCI-E 插槽後,便可啟動 USB4 PD100W。

https://i.imgur.com/hT6SH9K.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充



ASMEDIA AT2092 外接轉換

微星提供了 ASMEDIA 的 M.2 轉 USB 的公版方案 AT2092 (使用 ASM2464PD 的工程樣品),讓我們把 VP4300 LITE 4TB 接在 ASMEDIA AT2092 REV1.30 上,再由 AT2092 上的 USB TYPE-C 接至不同的 TYPE-C USB 方案上,包括 MSI USB4 PD100W。

M.2 轉 USB TYPE-C 的裝置,由 ASMEDIA AT2092 REV1.30 負責,下行支援 1 組 PCI-E 4.0 X4 M.2 插槽,上行支援 1 組 40 Gbps TYPE-C 連接埠。

https://i.imgur.com/nTdEI5z.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/E5mBbhT.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充




PATRIOT VP4300 LITE 4TB SSD

VP4300 LITE 4TB 是 PATRIOT 一款高階的 PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD,官方資料顯示 READ達 7400 MB/s、WRITE 達 6400 MB/s,也支援 PS5,提供 5 年保固。

https://i.imgur.com/tzHHeUM.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/aJBzq2e.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/XZf1V7R.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/F5ui3XU.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

從博帝官方提供的圖片可看到 VP4300 LITE 4TB 採用單面設計,有 4 顆快閃記憶體顆粒和 1 顆控制器,未見有實體 DRAM。
YMC8G004TB 快閃記憶體顆粒應該是來自 HIKSEMI,YMC8G004TB74CA1C0 應該是 1TB 容量的版本。
控制器據 AIDA64 檢測是 MAXIO MAP1602,屬 DRAM-LESS 架構設計,支援 PCI-E 4.0 X4 NVMe 2.0。

https://i.imgur.com/vm86M8W.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/u6euxql.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充




ASM2464PD USB4 40 Gbps 規格說明

ASMEDIA 在 AT2092 REV1.30 上採用的 USB M.2 轉接器,是自家的 ASM2464PD USB4 40 Gbps,下行連接支援最高 PCI-E 4.0 X4,上行連接支援最高 USB4 TYPE-C 40 Gbps。
由於 PCI-E 4.0 X4 等同 64 Gbps,而 ASMEDIA ASM2464PD 只支援 USB4 40 Gbps,所以實際上 M.2 SSD 的連接速度還是卡在 USB4 40 Gbps 上。不過這已是目前量產中最快的轉接器,比 TB3 (22 Gbps) 或 TB4 (32 Gbps) 或 USB GEN2X2 (20 Gbps) 這些控制器都要快,代表理論上要跑滿 ASMEDIA ASM2464PD USB4 40 Gbps 已經毫無問題,尤其 MSI USB4 PD100W 採用的就是 PCI-E 4.0 X4 (64 Gbps) 的 ASM4242 USB4 40 Gbps 控制器。

PCI-E 金手指的部份有 4 組訊號連接,而 USB TYPE-C 的部份則有 2 組連接,USB TYPE-C 的規格在資料傳輸上就只有 2 組訊號連接 (TX1P、TX1N、RX1P、RX1N 和 TX2P、TX2N、RX2P、RX2N),PCI-E 的定義其實差不多,X1 背後也是 TX+、TX-、RX+、RX-。

這代表 USB TYPE-C 要吃滿 PCI-E 訊號,需要 USB"GEN"不斷加強,USB4 40 Gbps 其實也就是 GEN3X2,GEN3 指 20 Gbps 而 X2 指 2 組訊號。要真正推滿一支 PCI-E 4.0 X4 的 NVMe SSD (64 Gbps),需要轉接晶片支援 GEN4X2 TYPE-C 也就是 40 Gbps x2 = 80 Gbps,80 Gbps 也稱為 USB4 V2。

https://i.imgur.com/JXWgfw0.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/bPmbaJL.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/R9Zhrtd.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

經 ASMEDIA 轉接板 (ASM2464PD) 再到 MSI USB4 PD100W (ASM4242),系統成功辨識插在 ASMEDIA 轉接板上的是 PCI-E 4.0 X4 NVMe VIPER V4300 LITE 4TB SSD。

AIDA64 EXTREME 也判定 ASMEDIA AT2092 為 PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD,直接認出轉接卡上的 SSD 控制器 MAP1602。

https://i.imgur.com/pZTb4Vv.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/TUxCUzi.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

https://i.imgur.com/FSJq0Lo.jpg
圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充

NVMe SSD 理論最大速率

由於本篇測試從主機板的角度出發,在測試 MSI USB4 PD100W (ASM4242)、ASM2464PD 之前,我們應該先了解把 VIPER VP4300 LITE 4TB 直接插在主機板 (MSI MPG Z790 CARBON MAX) 上的表現,藉此了解理論速率和實際速率的分別。

把 VIPER VP4300 LITE 4TB SSD 插在主機板上直連 CPU PCI-E 4.0 X4 的 M.2 插槽,READ 達 7115 MB/s、WRITE 達 6502 MB/s;如果把 SSD 插在主機板上由 INTEL Z790 晶片組提供的 M.2 插槽,READ 則有達 7122 MB/s、WRITE 達 6507 MB/s。兩者差距只在 RND4K Q1T1 上有一點點區別,CPU 直連 PCI-E 4.0 X4 的 M.2 插槽在這部份更勝一籌。

https://i.imgur.com/TSNOrYU.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
M.2 CPU (Z790 CARBON MAX)

https://i.imgur.com/1Dk1SwG.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
M.2 PCH (Z790 CARBON MAX)

如果在 BIOS 中把 M.2 插槽從原生 PCI-E 4.0 X4 手動降為 PCI-E 3.0 X4,無論是 CPU直連提供的 M.2 插槽,或是由 INTEL Z790 PCH 提供的 M.2 插槽,其 SSD 表現都會降為 PCI-E 3.0 X4 對等的速度,READ 約 3550 MB/s、而 WRITE 約 3450 MB/s。

https://i.imgur.com/c26GpLm.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
M.2 CPU GEN3 (Z790 CARBON MAX)

https://i.imgur.com/U81lKge.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
M.2 PCH GEN3 (Z790 CARBON MAX)



USB4 方案實測

從以上測試,我們便得知所謂 PCI-E 3.0 X4 = 32 Gbps 的說法,在主機板上的實際應用上,大概可看為 3500 MB/s,而 PCI-E 4.0 X4 = 64 Gbps 的理論說法在實務中大概是 6500~ 7000 MB/s,這就是高階 NVMe SSD 直插主機板 M.2 插槽上的一般表現。
建立好這個概念後,下面我們再測試經不同的 USB 控制器 (方案),再經轉接板 TYPE-C 接上的原生 PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD,在多重轉換後的實際速率還剩多少。

第一個測試我們把 VP4300 LITE 4TB PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD 接在 ASMEDIA AT2092 (使用 ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器) 上,由 40 Gbps TYPE-C 線材連接至 MSI MPG Z790 CARBON MAX 在後置 I/O 上,由 INTEL Z790 PCH 原生提供的 USB 10 Gbps TYPE-C 連接埠,速率僅有 READ 1061 MB/s 和 WRITE 1016 MB/s,遠遠低於把 VP4300 LITE 4TB PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD 直插在主機板 M.2 插槽上的表現 (~6500 MB/s 或 3500 MB/s)。

這是因為我們所連接的 USB TYPE-C 連接埠是由 INTEL Z790 PCH 提供,INTEL 原生提供的 USB3 有兩種,一是 10 Gbps,二是 20 Gbps (由 2 個原生 10 Gbps 合起來),所以 INTEL 原生 10 Gbps USB 的方案自然成為 ASMEDIA ASM2464PD USB4 40 Gbps 的瓶頸。

https://i.imgur.com/cCeAS1Y.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
INTEL Z790 PCH 10G (CARBON MAX)

MSI MPG Z790 CARBON MAX 和 MEG Z790 ACE MAX 這兩片主機板的後置 I/O 剛好都沒有由INTEL Z790 PCH 原生提供的 20 Gbps TYPE-C,而我們又沒有支援 20 Gbps TYPE-C 的機殼,也沒有別的主機板在手,所以我們無法測試由 INTEL Z790 PCH 原生提供的 20 Gbps TYPE-C 在連接 ASM2464PD 40 Gbps 後的表現。

無獨有偶,MSI MPG Z790 CARBON MAX 的後置 I/O 其實是有 20 Gbps TYPE-C 的,只是那個 TYPE-C 剛好不是常見的方案 (由 INTEL Z790 PCH 原生提供),而是比較罕見的外部方案 (由 ASMEDIA ASM3242 20 Gbps 控制器提供)。ASM3242 佔用 PCI-E 3.0 X4 (32 Gbps)作為上行連接,提供 1 個下行的 20 Gbps TYPE-C 連接埠。MSI 安排以 INTEL Z790 PCH提供 PCI-E 3.0 X4 通道連接 ASM3242,故此我們可以觀察由 ASMEDIA ASM3242 20 Gbps控制器提供的 20 Gbps TYPE-C 埠對於 ASM2464PD 40 Gbps 有什麼影響。

在接上 MSI MPG Z790 EDGE TI MAX 由 ASMEDIA ASM3242 20 Gbps 提供的後置 I/O 20 Gbps TYPE-C 後,ASM2464PD 40 Gbps 的表現大幅提升至 2067 MB/s。由此可見不同的 USB 方案對於轉接器來說有決定性的影響。

https://i.imgur.com/ajgqwrs.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
ASM3242 PCIE3.0X4 (CARBON MAX)

重頭戲當然是測試這個 MSI USB4 PD100W 擴充卡,看看佔用 PCI-E 4.0 X4 64 Gbps 的 ASMEDIA ASM4242 有多強,可否進一步提升 ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器的傳輸速率。

最終,這個方案達成 READ 3670 MB/s、和 WRITE 3227 MB/s 的成績,與 NVMe SSD 直插主機板 PCI-E 3.0 X4 (32 Gbps) 的 M.2 插槽時的表現非常接近。
雖然光看數據是一點都不快,但這已是全新的領域,在外部轉接裝置上以往都受限於 USB方案的上限 (10 Gbps 或 20 Gbps),這次得益於 MSI USB4 PD100W,首次完整釋放 ASMEDIA ASM2464PD USB4 40 Gbps 的潛力。

https://i.imgur.com/4GIipoY.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
MSI USB4 PD100W (CARBON MAX PCH PCIE4.0 SLOT)

我們也有偷偷把 MSI USB4 PD100W 擴充卡插在主機板上直連 CPU 的 PCI-E X16 插槽上,再把 CPU 直連的 PCI-E X16 從原生 5.0 降為 3.0,硬生生把 ASMEDIA ASM4242 鎖死在 PCI-E 3.0 X4 (32 Gbps) 而非原生的 PCI-E 4.0 X4 (64 Gbps),結局令人暖心,MSI 已偵測到我們壞壞,直接提示連接錯誤!

https://i.imgur.com/Ws99cCy.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
ASM4242 PCIE3.0 LOCKED (CARBON MAX CPU PCIE SLOT)

在一輪硬上後,我們最終跑出相對穩定的成績,如果把 ASMEDIA ASM4242 USB4 40 Gbps 強行降為 PCI-E 3.0 X4 32 Gbps,ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器的傳輸速率 (READ)有所下降,看來 PCI-E 4.0 X4 真的很頂。在這個組態下電腦變得非常不穩,因為這不是產品的指定使用方式。

https://i.imgur.com/ZJLX1ts.jpg

圖 微星啟動!MSI USB4 PD100W PCI-E 擴充
USB4 PCIE3.0X4 LOCKED (CARBON MAX CPU PCIE SLOT)




總結

我們原打算測試 MSI MEG Z790 ACE MAX 的 INTEL THUNDERBOLT 4 JHL8540 40 Gbps 方案VS. MSI USB4 PD100W 的表現,但是 MSI MEG Z790 ACE MAX 其實並沒有提供 USB4 CONNECTOR,所以在主機上無法使用 MSI USB4 PD100W 擴充卡。
而因為 ASMEDIA AT2092 工程版沒有加入 INTEL THUNDERBOLT 4 JHL8540 的支援,經測試連 MAXIMUS Z790 DARK HERO 的 INTEL THUNDERBOLT 4 JHL8540,也是認不出 ASMEDIA AT2092 工程版上的 ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器和上面的 NVMe SSD。

VP4300 LITE 4TB PCI-E 4.0 X4 NVMe SSD 加上 ASMEDIA AT2092 工程版的 ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器,配合擴充卡上的 ASMEDIA ASM4242 和 MSI MPG Z790 CARBON MAX主機板 (指定使用 PCI-E 4.0 X4 插槽),經 CRYSTALDISKMARK 測試,最終跑出 READ 3670 MB/s、WRITE 3227 MB/s 的成績,基本上約等同頂級 PCI-E 3.0 X4 NVMe SSD 直接插在主機板 M.2 插槽上的表現,意味這是目前市場上最強的外部 NVMe M.2 SSD 的表現 (得益於擴充卡)。

同樣採用 PCI-E 4.0 X4 作為傳輸介面的 INTEL THUNDERBOLT 5 據 INTEL 分享可跑出突破 6000 MB/s 的速率,ASMEDIA ASM4242 的 MSI USB4 PD100W 方案理論上應該不會差太多,只是 ASMEDIA 在 M.2 USB 轉接的部份需要再更新 (ASMEDIA ASM2464PD 40 Gbps 轉接器)。

PCI-E 4.0 X4 真正的實力,可體現在 M.2 作為 USB 傳輸和 eGPU 的領域上,當年 AMD 在 X570 首度引入 PCI-E 4.0 是 2019 年,在 2023 年能真正充份發揮 PCI-E 4.0 通道的晶片,除了 PCH 和通道切分晶片和中繼器,也就 ASM4242,事隔快 5 年市場才開始接觸到 PCI-E 4.0 的真正威力,這一路走來不容易啊。

MSI 為使用者帶來冠絕板廠的 PD 100W 功能 (一般就 60W),就差 MEG 主機板附的 TB4 DP-IN 轉接線,另外 MSI MPG Z790 CARBON MAX 的使用說明都沒有擴充卡的相關介紹,要是多送一根 USB4 40 Gbps PD 100W 的 TYPE-C 線材就完美了。還有一點,INTEL TB3 TB4 控制器據說在連接非 TB / USB4 裝置時,USB 最高只能認到 10 Gbps,而 USB4 ASMEDIA ASM4242 可認到 20 Gbps。

所以 MSI MPG Z790 CARBON MAX 後置 3 個 20 Gbps 再加 1 個前置 20 Gbps,一塊主機板用上三大方案 (ASM4242、ASM3242、INTEL Z790 PCH) 提供共 4 個至少 20 Gbps 的 TYPE-C 連接是什麼概念?



--
Sent from my Nothing A065

PiTT // PHJCI

--

※ PTT留言評論
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 36.238.16.118 (臺灣)

※ 文章網址:
https://www.ptt.cc/PC_Shopping/E.tle25vLaF-6Y

smallreader 11/30 21:39推知識補充

zxzx8059 11/30 21:44bios有支援熱插拔?

mrme945 11/30 21:45其實上一次開箱就想問了,前typeC給到20G

mrme945 11/30 21:45bps,有什麼機殼能夠支援那麼高速嗎?

smallreader 11/30 21:4720G(x1)是usb4開始才有TB3認不到正常

E6300 11/30 21:47你有什麼設備需要用到20G呢

mrme945 11/30 21:49都有40Gbps的m.2外接盒了,20Gbps當然也

mrme945 11/30 21:49

smallreader 11/30 21:51感覺討論20G要註明是gen2x2還是usb4

mrme945 11/30 21:51不過我現在還只有在用10Gbps就是了(我就

mrme945 11/30 21:51

smallreader 11/30 22:03欸對,以後還可能有USB4 TypeA介面嗎

smallreader 11/30 22:03(3.2 gen2 Type A的升級版) 我A粉(x)

mrme945 11/30 22:06TypeA最高到10Gbps而已,gen2x2就已經沒

mrme945 11/30 22:06有A了,USB4應該也不會有A

spfy 11/30 22:15白皮書規格從3.2之後就只剩C孔了

spfy 11/30 22:17以後就是百寶袋C孔 可能是5V1A USB2.0

spfy 11/30 22:17也可能具備全功能TB4 in/out菊花鏈 240W充電

pc007ya 11/30 22:35ASM這晶片是PCIE4.0 以及閃電目前市售最

pc007ya 11/30 22:35好solution 嗎

narukaza 11/30 22:37管他TB還USB...誰先弄出便宜的拓展塢和

narukaza 11/30 22:37周邊,還有誰能相容誰比較多,誰就有優

hentai1989 11/30 22:45微星自己就有出20Gb前TypeC的機殼啦

hentai1989 11/30 22:46不過市面上有前20Gb的機殼的確很稀少

hentai1989 11/30 22:47技嘉有出前20Gb的MB卻沒出前20Gb的殼

fu1vu03 11/30 22:47有沒有試試usb4的host to host相容性跟性

fu1vu03 11/30 22:47能?

smallreader 11/30 22:49前TypeC的殼是不是差在那條線有沒有

smallreader 11/30 22:49雙通道,有就可以gen2x2 20G

smallreader 11/30 22:50說不定單通道10G也可升級成USB4 20G

smallreader 11/30 22:52還是說機殼線本身抗干擾能力不一定能

smallreader 11/30 22:52升級USB4

Cubelia 11/30 23:06終於打破Intel TB晶片組的壟斷了

narukaza 11/30 23:06要一統天下我看沒個三五年應該很困難..

tomsawyer 11/30 23:16這樣轉出來的nvme HMB會動嗎?

smallreader 11/30 23:24他也是做nvme scsi translation ->

smallreader 11/30 23:24uasp傳輸所以不支援HMB吧

Cubelia 11/30 23:39好問題,TB走的是原生PCIe

Cubelia 11/30 23:40不過可移除裝置可能要在寫入快取原則調整

smallreader 11/30 23:43買USB4就是要他的3800MB/s速度,要怎

smallreader 11/30 23:43麼降級改用TB3協議跑?

sdbb 12/01 00:45看起來tb 可以用hmb?

※ 編輯: AreLies (36.238.16.118 臺灣), 12/01/2023 02:06:41

comipa 12/01 07:54真正的TB == PCIE裝置 可以用HMB

comipa 12/01 07:54走USB protocol就得要過bridge轉一手

comipa 12/01 07:56ASM2464PD同時支援兩種protocol

tennyleaz 12/01 08:30想知道外接顯卡如何

popbitch 12/01 08:33很多機殼的前TypeC都沒有註明是什麼速度

E6300 12/01 08:49高速usb只有用來跑外接顯卡才有價值

Catlaco 12/01 09:43海盜5000D Airflow前置有支援20G

ae1060510 12/01 10:01優質好文推

aries5420 12/01 10:23先推後看

bunjie 12/01 11:53先推後看

storym94374 12/01 14:38希望這晶片能盡快普及取代TB4

SuichanKWI 12/02 10:49這種高速協議對機殼前面板確實是個麻

SuichanKWI 12/02 10:49

SuichanKWI 12/02 10:50難不成以後買新機殼還要加測眼圖?

music1125 12/02 11:46不知道右邊那兩組pin腳接到主機板上的

music1125 12/02 11:46用途是什麼?

smallreader 12/02 12:12下面那組TB針腳有人說是輸出iGPU訊號

smallreader 12/02 12:15https://redd.it/elol9w 參考回答

Cubelia 12/02 15:12TB針腳用途不是IGPU訊號

Cubelia 12/02 15:13TB卡上面的DP接口就是輸入顯示訊號的

Cubelia 12/02 15:20看TB卡魔改有寫是和主板溝通的GPIO

Cubelia 12/02 15:21雞排Titan Ridge則是可強制短路pin來用

mikapauli 12/02 16:27機殼就不要給前面板,後面板就夠用了

mikapauli 12/02 16:27機殼就不要給前面板,後面板就夠用了

mikapauli 12/02 16:29怎麼會多推一次@@