AMD Ryzen vs. Intel Kaby Lake,晶片組 I/O 傳輸效率比試
睽違 4 年之久,AMD 推出代號 Ryzen 全新處理器暨平台,首登場的 Ryzen 7 系列處理器,性能表現加計價格因素普遍獲得好評。由於 Ryzen 是 AMD 近年來唯一全新產品,關於處理器與晶片組的種種難免引人好奇,讓我們實際動手來試驗晶片組 I/O 表現。<h2>處理器亦內建 USB 3.1、SATA,增加配置彈性</h2> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386561/original/95591d0c46dc785c56e2604f420ab508.png?1489487512" alt="" width="698" height="483" /><br /><span>▲&nbsp;<span>Asus&nbsp;ROG Crosshair VI Hero 功能配置方塊圖,可作為 Ryzen 架構參考。</span></span></p> <p>首先來溫習 Ryzen 平台基礎概念,Ryzen 所適用最高階晶片組 X370,內建 USB 3.1 Gen 1 與 SATA 6Gb/s,最大化配置數量皆為 6 組。值得留意的還有 2 組 SATA Express,其架構每組亦等於有 2 組 SATA 6Gb/s,因此也能夠單純配置成 4 組 SATA 6Gb/s 來運用。換言之,SATA 6Gb/s 光算到這裡,X370 最大化配置數量即有 8 組,故得到下圖出現 3 個磁碟控制器的結果。</p> <p>再加上 Ryzen 處理器本身,也內建 USB 3.1 Gen 1 共 4 組、SATA 6Gb/s 共 2 組(可配置為 SATA x 2 搭配 PCIe NVMe x2 或僅 PCIe NVMe x4),因此理論總和數量皆可達到 10 組之多。當然了,以上是單就規格而言,實際配置還得視主機板廠商設計而定。而 X370 晶片組還內建 USB 3.1 Gen 2(2 組連接埠),礙於手邊主機板需要特定轉接線,因此趕不及在這次試驗一併把玩、比較。</p> <p style="text-align: center;"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386312/original/f42bd410751bff57d98c413608a72f1d.png?1489402573" alt="" width="557" height="723" /><span>▲ 測試平台 Asus&nbsp;ROG Crosshair VI Hero(X370 晶片組)於裝置管理員內,所顯示 SATA 磁碟控制器、USB 3.1 Gen 2 / 1 控制器資訊。</span></p> <p>為縮減性能變數影響,我們所採用主機板同為 Asus 製品,Ryzen 代表組為&nbsp;ROG Crosshair VI Hero(X370 晶片組),Intel 則是 Kaby Lake 世代的 Z270-A(Z270&nbsp;晶片組)。主機板 BIOS 與驅動程式,皆採用測試當下最新版本,其中 BIOS 亦維持出廠預設值。至於用以搭配的處理器,分別是 Ryzen 7 1700 與 Core i7-7700K,這同時也符合 AMD 所預設競爭標的。</p> <p>以下簡短試驗,磁碟介面針對原生內建 SATA 6Gb/s,以及 PCIe NVMe 固態硬碟支援與傳輸表現部分,搭配測試碟為 Seagate 600 SSD 240GB(SATA 6Gb/s)與 Plextor M8PeG 512GB(PCIe 3.0 x4 NVMe)。至於 USB 3.1 Gen 1 部分,所使用外接盒的橋接器同為 ASMedia 型號&nbsp;ASM1351(USB 3.1 Gen 2),裝載前述&nbsp;Seagate 600 SSD 使用。</p> <h2>SATA 可用數量眾多,控制器性能差異小</h2> <p style="text-align: center;"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386390/original/a83ad5f6c1ad34a7b50dbf46a9f35322.jpg?1489460865" alt="" width="700" height="464" /><span>▲ ROG Crosshair VI Hero 計有 8 組 SATA 連接埠,</span>紅框 4 組為純 SATA 6Gb/s,藍框部分 AMD 原定為 SATA Express,Asus 設計捨 SATA Express 就 SATA。(順序為由左到右、從上而下,SATA 1 / 2 / ... ...)</p> <p>正式來看磁碟裝置介面表現差異,SATA 6Gb/s 由於有前述 2 種變數,所以我們做了較為繁複的試驗。先以各控制器的單顆測試結果作為基準,再交叉試驗不同連接埠,同時執行測試會產生什麼變化。由於所得結果眾多且相近,因此我們只列出局部數據當代表,其餘經由文字彙總說明之。Ryzen 讀取速度和 Kaby Lake 相近,Seq 寫入更是有過而無不及,惟 4K Q32T1 讀寫與 4K 寫入有較為顯著落差。</p> <p style="text-align: center;"><strong>SATA 6Gb/s 基準測試</strong><br /><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386319/original/714a2fa2409e35aff8aa0672922badab.png?1489404120" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386321/original/36aa3625f525c293c15a612fac64bb47.png?1489404457" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Ryzen:接於連接埠 1。</span></p> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386322/original/c8f063ede1fa5f9d271511d8d203bd37.png?1489404475" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386323/original/1f67f13db15d11691bc77640520d7c6b.png?1489404482" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ <span>Ryzen</span>:接於連接埠 5。<br /></span></p> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386320/original/3e4a8e31e41f52867f105c53bdb0327c.png?1489404140" alt="" width="340" height="310" /><img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386324/original/3f66b5eb98eb8773e42e16f1e9197347.png?1489404533" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Kaby Lake</span><span>:接於連接埠 1。</span></p> <p style="text-align: left;">接著我們進行壓力測試,也就是同時執行 2 個磁碟測試,經由這樣的試驗或許能看出更多蛛絲馬跡。我們加以試驗了連接埠差異,例如緊鄰的 SATA 1 / 2、1 / 3,針對 Ryzen 架構特性亦試驗過 SATA 1 / 5、5 / 7、5 / 6 等多種接法。由於所得結果也是相當接近,因此我們只列出部分數據當代表,Ryzen 的性能傾向看來是和單顆磁碟進行測試相仿,4K 存取表現低於 Kaby Lake 平台。</p> <p style="text-align: center;"><strong>SATA 6Gb/s 壓力測試<strong>( 2 個固態硬碟同步測試結果)</strong></strong><br /><img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386391/original/a3d283ca796c1feda45e14807dbab5d4.png?1489463078" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386392/original/443e8c5b800a3b39f359fec8af2e084d.png?1489463087" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲&nbsp;</span><span>Ryzen</span><span>:左圖連接埠 1、右圖連接埠 2。</span></p> <p style="text-align: center;"><span><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386523/original/113dfff99796325864cf2cb213cad7b7.png?1489482461" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386524/original/c22687107d661ffdd6a579f74640cc1b.png?1489482470" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲&nbsp;</span><span>Ryzen</span><span>:左圖連接埠 5、右圖連接埠 7,即跨越控制器。</span><br /></span></p> <p style="text-align: center;"><span><img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386393/original/6b57c68e4697916520f791cf3b4ecf3a.png?1489463129" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386394/original/1d067f08a2ae119269ef63b8c51c73e1.png?1489463140" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Kaby Lake</span><span>:左圖連接埠 1、右圖連接埠 2。</span></span></p> <p style="text-align: center;">&nbsp;</p> <p style="text-align: right;"><span>(下一頁還有:M.2、USB 3.1 Gen 1 試驗)</span></p> <p style="text-align: center;"><span><span><!-- pagebreak --></span></span></p> <h2 style="text-align: left;">M.2 直接與處理器相連,惟性能傾向相似</h2> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386558/original/3b05ea570f10d15b877c7c461c7d6d66.jpg?1489485973" alt="" width="700" height="464" /><br /><span>▲ Ryzen 平台主要 M.2 插槽,是由處理器供應所需 PCIe 通道、SATA 6Gb/s 資源,與 Kaby Lake 通常配置連結至晶片組相較,理論上是有利於發揮性能。</span></p> <p style="text-align: left;">PCIe NVMe 固態硬碟試驗部分,Seq 讀取與寫入速度,Ryzen 和 Kaby Lake 比較結果相近,惟 Ryzen 寫入慢了 20%。4K 有著較為顯著落差,Ryzen 讀取慢 11% 左右,寫入則是達到 55%。至於 4K Q32T1 讀取落後更達到倍數,寫入亦有 87% 之多,僅 Seq Q32T1 項目能和 Kaby Lake 相比。這部分性能變數少於 SATA,除了 AMD 架構設計因果關係式之外,也不排除有 Asus 調校因素影響。</p> <p style="text-align: center;"><strong>M.2 基本測試</strong><br /><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386418/original/79d587bacfd8701d6bb99d9ee8b5fd4a.png?1489464335" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386419/original/d7c0fecebe5b70c2197f0c1d4e54f1b3.png?1489464342" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲&nbsp;</span><span>Ryzen:安裝於 M.2_1 插槽。</span></p> <p style="text-align: center;"><span><img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386420/original/e46e5df6c2a3016bfb2bc03d481df4b6.png?1489464380" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386421/original/2f28ecb6a74dade83e3e22fc86035b2f.png?1489464388" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Kaby Lake</span><span>:<span>安裝於 M.2_1 插槽。</span></span></span></p> <h2 style="text-align: left;">USB 3.1 Gen 1 略有特異,出現頻寬共享跡象</h2> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386434/original/96c50eb016fafa2abd40c0024d070ec3.jpg?1489465842" alt="" width="700" height="464" /><br /><span>▲ Asus 官方資料標示,藍框 4 組 USB 3.1 Gen 1 連接埠由 Ryzen 處理器供應(由上而下 USB 1 / 2 / 3 / 4),紅框 4 組 USB&nbsp;<span>3.1 Gen 1&nbsp;</span>則是來自<span>&nbsp;X370 晶片組<span>(由上而下 USB 5 / 6 / 7 / 8)</span></span>。</span></p> <p style="text-align: left;">USB 3.1 Gen x 試驗部分,我們使用 Windows 10 原生內建 xHCI 驅動程式,在開頭的裝置管理員截圖能查看、確認之。不難發現 Ryzen 表現有些特異,Asus 標示來自 Ryzen 處理器的部分,Seq 讀取與寫入速度不到 380MB/s,反觀 X370 晶片組的可達 429.3~435.2MB/s 之譜。Kaby Lake 平台 Seq 速度在 407.1~419.0MB/s 之間,但是可以看出來,4K 寫入與 4K Q32T1 都快上不等幅度。</p> <p style="text-align: center;"><span><strong>USB 3.1 Gen 1 基準測試<span>(外接盒獨立測試結果)</span></strong><br /><img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386435/original/32dc0c298dfc42ad575d5caed0b88f42.png?1489466018" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386436/original/c74965e32faf07cd58fa9b4c2a6e4e26.png?1489466061" alt="" width="340" height="310" /><br /><span><span>▲ Ryzen:Ryzen 處理器內建控制器,接於 USB 1。</span></span></span></p> <p style="text-align: center;"><span><span><span><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386437/original/221050d3e3867f620c326f0d6d6f970b.png?1489466117" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386438/original/99d7bb75c1d9df89bb815c5d2361b928.png?1489466125" alt="" width="340" height="309" /><br /><span>▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器<span>,接於 USB 5</span>。</span></span></span></span></p> <p style="text-align: center;"><span><span><span><span><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386452/original/057ac7cebb2c22cb4635e84044645c27.png?1489466187" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn0-techbang.pixcdn.tw/system/images/386456/original/d4eb664d52ab915ee31fb6a598bbc487.png?1489466195" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Kaby Lake:Z270 晶片組內建控制器。</span><br /></span></span></span></span></p> <p style="text-align: left;">壓力測試使用 2 個外接盒同步進行,我們同樣試驗了多種接法,如&nbsp;<span>USB 1 / 2、</span>USB 1 / 3(Ryzen 部分),所得結果差異大多有限,因此同樣只列出部分接法來當代表。Ryzen 處理器所內建控制器,4K Q32T1 存取速度滑落約 75%,Kaby Lake 降幅是較少的 20% 上下。但 X370 晶片組 Seq 速度只剩下 226.1~237.8MB/s 不等,降幅大約在 85% 之多,猶如有頻寬共享關係式。</p> <p style="text-align: center;"><strong>USB 3.1 Gen 1 壓力測試<span>( 2 個外接盒同步測試結果)</span></strong><br /><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386458/original/58d712936c17d82eb307431b9a079a02.png?1489466785" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386459/original/0c3695e76658731d8dd84ca0608c192e.png?1489466794" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Ryzen:Ryzen 處理器內建控制器,接於 USB 1 / 2。</span></p> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386460/original/c489d308f4ee10a19d14639d4069fd0d.png?1489466810" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386461/original/60838f78741d247d18e7081fa92375e3.png?1489466823" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器,<span>接於 USB 5 / 6</span>。</span></p> <p style="text-align: center;"><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386462/original/7a6019b6cdf21aa31c88e02d96f8aa19.png?1489466833" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386464/original/478c61c7674b46dd0d46077696ac07f4.png?1489466845" alt="" width="340" height="310" /><br /><span>▲ Kaby Lake:Z270 晶片組內建控制器。</span></p> <p style="text-align: left;"><span>針對前面 X370 晶片組內建控制器所得結果,我們在 Ryzen 平台反覆試驗</span>,最後確認 USB 5 / 7、5 / 8、6 / 7、6 / 8 接法,所得結果如下列變得正常多了。即使 4K Q32T1 仍然不盡人意,而且其中 1 個外接盒 Seq 寫入速度低落,但至少不再有嚴重的頻寬共享之類現象。這是否顯示,X370 固然提供了 6 組連接埠,但核心架構可能是每 2 個連接埠為 1 個群組共享資源,還有待進一步確認、釐清。</p> <p style="text-align: center;"><span><strong>USB 3.1 Gen 1 壓力測試 - 續(兩款外接盒同步測試結果)</strong><br /><img src="https://cdn2-techbang.pixcdn.tw/system/images/386465/original/0bc38ac7b616b1bdf678949df4b265d5.png?1489467998" alt="" width="340" height="310" />&nbsp;<img src="https://cdn1-techbang.pixcdn.tw/system/images/386466/original/38e101e90fed21c5a04791a1b9242db6.png?1489468007" alt="" width="340" height="310" /><br /><span><span>▲ Ryzen:X370 晶片組內建控制器,接於 USB 5 / 7。</span></span><br /></span></p> <p style="text-align: left;">綜觀以上試驗,不難看出 Ryzen 平台與 Kaby Lake 相較下,磁碟 I/O 傳輸表現罩門在 4K 部分。就算使用&nbsp;Anvil&rsquo;s Storage Utilities 之類軟體測試,亦會出現相同的性能傾向,我們推測這是 AMD 所採購IP(Intellectual Property,智慧財產權)特性所導致。至於實際應用會有何等影響,這還得經過進一步測試驗證,此階段至少還能讓大家參考,各連接埠該如何配置運用會比較合宜。</p> <p style="text-align: left;">編按:Ryzen 平台測試所得結果不如 Kaby Lake,會不會是示範組個案問題呢?事實上我們在其他品牌主機板上做過一些白工,才輾轉完成這樣的簡短試驗,Asus 已經算是其中較好的之一。</p> <h3>測試平台</h3> <ul> <li>主機板:Asus <span>ROG Crosshair VI Hero</span>、Asus Z270-A</li> <li>記憶體:Kingston &nbsp;KVR24N17D8/16<span>(DDR4-2400 16GB x 2 Kit)2 組</span></li> <li>系統碟:Plextor M6e 256GB</li> <li>資料碟:Plextor M8PeG 512GB、Seagate 600 SSD 240GB</li> <li>顯示卡:NVIDIA GeForce GTX 1060 創始版</li> <li>電源供應器:FSP PT-550M</li> <li>作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 中文版</li> </ul> <h3>延伸閱讀</h3> <blockquote> <p><a href="http://www.techbang.com/posts/49690-amd-ryzen-7-1800x-performance-measurement" target="_blank">這是值得你期待的裝機新選擇,AMD Ryzen 7 1800X 處理器實測</a></p> <p><a href="http://www.techbang.com/posts/49682-returning-to-the-road-to-glory-amd-launched-ryzen-processor-and-the-platform" target="_blank">AMD 開啟重返榮耀之旅,正式推出 Ryzen 處理器暨平台</a></p> <p><a href="http://www.techbang.com/posts/46212-gigabyte-motherboard-akitio-external-box-partner-thunderbolt-3-wind-speed-experience" target="_blank">Thunderbolt 3 飆速體驗,GIGABYTE 主機板搭 AKiTiO 硬碟外接盒</a></p> <p><a href="http://www.techbang.com/posts/40387" target="_blank">USB 3.1 主控制器性能有沒有差別?ASMedia vs. Intel 飆速比一比</a></p> </blockquote><a href="http://www.facebook.com/TKbang">加入T客邦Facebook粉絲團</a><img src="http://feeds.feedburner.com/~r/techbang/~4/3Mcd_9L172c" height="1" width="1" alt=""/>