Материнская плата Asus Z97-A/USB 3.1

с двумя портами USB 3.1


Мы уже писали о плате Asus Z97-A, которая появилась весной прошлого года. И вот, почти год спустя, компания Asus выпустила новую версию этой модели с новейшим контроллером USB 3.1. Именно обновленную плату, которая получила название Asus Z97-A/USB 3.1, мы и рассмотрим в этой статье.

Комплектация и упаковка

Комплектация платы Asus Z97-A/USB 3.1 ничем не отличается от таковой у «старой» Z97-A. Кроме самой платы в коробке поставляется инструкция пользователя (только на английском языке), DVD-диск с программным обеспечением и драйверами, три SATA-кабеля (все разъемы с защелками, один кабель имеет угловой разъем с одной стороны), мостик SLI, заглушка для задней панели платы и традиционный Asus Q-коннектор для облегчения подключения проводов от кнопки питания, перезагрузки и пр. к плате. Как видим, ничего лишнего в комплектацию не входит — только самое необходимое.


Конфигурация и особенности платы

Сводная таблица характеристик платы Asus Z97-A/USB 3.1 приведена ниже, а далее по тексту мы рассмотрим все ее особенности и функциональные возможности.

Поддерживаемые процессоры
Haswell, Haswell Refresh
Процессорный разъем
LGA1150
Чипсет
Intel Z97
Память
4 × DDR3 (до 32 ГБ)
Аудиоподсистема
Realtek ALC892
Сетевой контроллер
Intel i218-V
Слоты расширения
1 × PCI Express 3.0 x16/x8
1 × PCI Express 3.0 x8 (в форм-факторе PCI Express x16)
2 × PCI Express 2.0 x1
1 × PCI Express 2.0 x2 (в форм-факторе PCI Express x16)
2 × PCI (33 МГц)
1 × M.2 (Socket 3, ключ M-типа)
SATA-разъемы
6× SATA 6 Гбит/с (включая два порта разъема SATA Express)
1 ×SATA Express
USB-порты
2 × USB 3.1
6 × USB 3.0
6 × USB 2.0
Разъемы на задней панели
1 × HDMI
1 × DisplayPort
1 × DVI-D
1 × VGA
4 × USB 3.0
2 × USB 3.1
1 × RJ-45
1 × PS/2
1 × S/PDIF (оптический, выход)
5 × аудиоразъемов типа миниджек
Внутренние разъемы
24-контактный разъем питания ATX
8-контактный разъем питания ATX 12 В
4 × SATA 6 Гбит/с
1 × SATA Express
6 × разъемов для подключения 4-контактных вентиляторов
1 × разъем для подключения портов USB 3.0
3 × разъема для подключения портов USB 2.0
1 × разъем для подключения COM-порта
Форм-фактор
ATX (305×224 мм)

По характеристикам, как и следовало ожидать, плата Asus Z97-A/USB 3.1 почти не отличается от платы Asus Z97-A. Собственно, единственное отличие новинки заключается в том, что 2 порта USB 2.0, выведенные у Asus Z97-A на заднюю панель платы, здесь заменили на два порта USB 3.1. Тем не менее, наличие дополнительного контроллера USB 3.1 несколько меняет принцип работы платы, так что имеет смысл вкратце рассмотреть ее основные особенности, в то время как за более подробным описанием мы отсылаем вас к обзору прошлой модели.


Итак, начнем со слотов расширения. Здесь никаких отличий от Asus Z97-A нет: имеется два слота PCI Express 3.0 x16/x8, один слот PCI Express 2.0 x2 в форм-факторе PCI Express x16, два слота PCI Express 2.0 x1 и два традиционных слота PCI (33 МГц).

Слоты PCI Express 3.0 выполнены с использованием 16 линий PCI Express 3.0 процессора Haswell, которые за счет четырех мультиплексоров/демультиплексоров ASMedia ASM1480 группируются либо в один порт PCI Express 3.0 x16, либо в два порта PCI Express 3.0 x8. То есть если задействуется только один слот PCI Express 3.0 (первый от процессорного разъема), то он будет работать на скорости x16, а если одновременно оба слота, то они будут функционировать на скорости x8. Второй слот PCI Express 3.0 по сути является слотом PCI Express 3.0 x8, но выполнен в форм-факторе PCI Express x16. При установке двух дискретных видеокарт поддерживаются технологии Nvidia SLI и AMD CrossFireX.

Слот PCI Express 2.0 с форм-фактором PCI Express x16 всегда функционирует на скорости x2 и реализован с использованием двух линий PCI Express 2.0 чипсета Intel Z97 (по сути, это слот PCI Express 2.0 x2 в форм-факторе PCI Express x16). Аналогично, два слота PCI Express 2.0 x1 реализованы с использованием двух линий PCI Express 2.0 чипсета Intel Z97.

Поскольку чипсет Intel Z97 не имеет нативной поддержки шины PCI, для реализации слотов PCI на плате используется мост PCI Express — PCI, в качестве которого выступает контроллер ASMedia ASM1083. Этот контроллер, подключенный к линии PCI Express 2.0, поддерживает до трех слотов PCI (33 МГц).

Для подключения накопителей или оптических приводов на плате предусмотрено в совокупности шесть портов SATA 6 Гбит/с, которые поддерживают возможность создания RAID-массивов уровней 0, 1, 5, 10 и реализованы на базе интегрированного в чипсет SATA-контроллера. Два из этих шести портов SATA 6 Гбит/с входят в состав разъема SATA Express, но, тем не менее, могут использоваться и отдельно.

Также на плате имеется разъем M.2 (PCIe x2), поддержка которого реализована на уровне чипсета Intel Z97. Этот разъем имеет ключ типа M и поддерживает установку только PCIe-накопителей типоразмера 2260/2280. Для реализации разъема M.2 задействуется две линии PСI Express 2.0 чипсета Intel Z97.

Разъем M.2 разделяем с двумя слотами PCI Express 2.0 x1, то есть если задействуется разъем M.2, то оба слота PCI Express 2.0 x1 отключаются. По умолчанию отключен именно разъем M.2, для его включения необходимо произвести соответствующую настройку в UEFI BIOS.

Для подключения к сегменту локальной сети на плате реализован гигабитный интерфейс на базе PHY-контроллера (контроллер физического уровня) Intel i218-V (используется контроллер MAC-уровня, интегрированный в чипсет).

Ну а теперь о самом главном на плате Asus Z97-A/USB 3.1 — о портах USB. Итак, всего на плате имеется шесть портов USB 3.0/2.0, шесть портов USB 2.0/1.1 и два порта USB 3.1/3.0/2.0. Порты USB 3.0 и USB 2.0 реализованы на базе интегрированного в чипсет контроллера (всего чипсет Intel Z97 поддерживает до 14 портов USB, из которых до 6 портов могут быть портами USB 3.0). Причем из них четыре порта USB 3.0 выведены на заднюю панель платы, а для подключения остальных на плате предусмотрены соответствующие разъемы (три разъема для портов USB 2.0 и один разъем для портов USB 3.0).

А вот два порта USB 3.1 реализованы на базе двухпортового контроллера USB 3.1 ASMedia ASM1142.

Напомним, что новый стандарт USB 3.1 предусматривает теоретическую скорость передачи данных 10 Гбит/с, то есть в два раза больше, чем предусмотрено стандартом USB 3.0 (5 Гбит/с). Кроме того, в стандарте USB 3.1 предусмотрено использование нового симметричного штекера типа C, который можно вставлять любой стороной.

Естественно, возникает вопрос: а как контроллер ASMedia ASM1142 подключен к чипсету Intel Z97? Обычные контроллеры USB 3.0 подключались по интерфейсу PCI Express 2.0 x1, однако пропускная способность PCI Express 2.0 x1 составляет 4 Гбит/с в каждом направлении, и этого явно недостаточно для интерфейса USB 3.1. Именно поэтому контроллер ASMedia ASM1142 может подключаться либо к двум линиям (портам) PCI Express 2.0, либо к одной линии PCI Express 3.0. В принципе, этого все равно недостаточно (две линии PCI Express 2.0 или одна линия PCI Express 3.0 имеют пропускную способность 8 Гбит/с), и можно сказать, что в данном случае подключение контроллера к чипсету является узким местом, ограничивающим максимальную скорость, которую можно получить по интерфейсу USB 3.1, до 8 Гбит/с (1 ГБ/с или 1024 МБ/с). В случае платы Asus Z97-A/USB 3.1 контроллер ASMedia ASM1142 подключается к двум чипсетным портам PCI Express 2.0.

Теперь, давайте посчитаем, сколько всего задействуется чипсетных линий PCI Express 2.0 на плате Asus Z97-A/USB 3.1. На слот PCI Express 2.0 x2 и два слота PCI Express 2.0 x1 требуется в совокупности 4 линии PCI Express 2.0. Еще две линии PCI Express 2.0 заняты мостом PCIe—PCI и сетевым контроллером. Далее, под разъемы M.2 и SATA Express требуется еще по две линии PCI Express 2.0. Наконец, контроллер ASMedia ASM1142 — это еще две линии PCI Express 2.0. В результате получаем, что всего требуется 12 линий PCI Express 2.0, в то время как в чипсете Intel Z97 общее количество линий PCI Express 2.0 не может превышать восьми. Кроме того, напомним, что в чипсете Intel Z97 (как и во всех чипсетах 8-й и 9-й серий) может быть только 18 высокоскоростных портов ввода/вывода (PCI Express, SATA, USB 3.0), а технология Flexible IO, которую поддерживают эти чипсеты, лишь позволяет конфигурировать такие порты, убирая одни и добавляя другие. У платы Asus Z97-A/USB 3.1 шесть портов USB 3.0, шесть портов SATA 6 Гбит/с, и для реализации всех контроллеров, разъемов и слотов требуется 12 линий PCI Express 2.0, то есть количество высокоскоростных портов ввода/вывода явно больше 18.

Что ж, попробуем разобраться, как все это может работать. Во-первых, линии подключения контроллера ASMedia ASM1142 (то есть два порта USB 3.1) разделяемы со слотом PCI Express 2.0 x2. Либо используется слот PCI Express 2.0 x2 (и в этом случае блокируются порты USB 3.1), либо, наоборот, используются порты USB 3.1 (а слот PCI Express 2.0 x2 будет недоступен). Таким образом, имеем экономию двух линий PCI Express 2.0. Далее, как мы уже отмечали, разъем M.2 разделяем с двумя слотами PCI Express 2.0 x1 (используется либо разъем M.2, либо слоты PCI Express 2.0 x1). Соответственно, на разъем M.2 и два слота PCI Express 2.0 x1 в совокупности приходится лишь две линии PCI Express 2.0. С учетом сказанного получаем, что для реализации всех слотов и контроллеров на плате Asus Z97-A/USB 3.1 потребуется не 12, а только 8 линий PCI Express 2.0.

Теперь рассмотрим, как соблюдается правило 18 высокоскоростных портов. На плате Asus Z97-A/USB 3.1 жестко фиксированы (не подлежат переконфигурации) 6 портов USB 3.0, 4 порта SATA 6 Гбит/с и 6 портов PCI Express 2.0, то есть всего 16 высокоскоростных портов. А еще два порта могут быть либо портами PCI Express 2.0, либо портами SATA 6 Гбит/с — все зависит от того, как используется разъем SATA Express. Если в разъеме SATA Express задействуются порты SATA 6 Гбит/с или к разъему подключается SATA-устройство, то используются два чипсетных порта SATA 6 Гбит/с, а два порта PCI Express 2.0 блокируются. В результате получаем, что реализовано 6 портов USB 3.0, 6 портов SATA 6 Гбит/с и 6 портов PCI Express 2.0, то есть всего 18 высокоскоростных портов. Если же к разъему SATA Express подключается PCIe-устройство, то используется два чипсетных порта PCI Express 2.0, а два порта SATA 6 Гбит/с блокируются. В результате получаем, что реализовано 6 портов USB 3.0, 4 портов SATA 6 Гбит/с и 8 портов PCI Express 2.0, то есть опять 18 высокоскоростных портов.

Рассказывать о дополнительных особенностях платы Asus Z97-A/USB 3.1 нет смысла, поскольку они точно такие же, как и в случае платы Asus Z97-A.

В частности, система питания, система охлаждения и аудиоподсистема у этих плат абсолютно одинаковы. Да и в настройках UEFI BIOS ничего нового вы найдете. А потому перейдем сразу к самому интересному — к тестированию нового интерфейса USB 3.1.

Тестирование интерфейса USB 3.1

Поскольку внешние накопители с интерфейсом USB 3.1 пока еще не появились в продаже, для тестирования нового интерфейса на плате Asus Z97-A/USB 3.1 мы использовали накопитель, специально созданный компанией Asus для этих целей. Он называется Asus USB 3.1 Enclosure, однако это инженерный сэмпл, и продаваться такой накопитель не будет. Тем не менее, расскажем, что он собой представляет.


Речь идет о внешнем накопителе с форм-фактором 2,5 дюйма. Естественно, это накопитель на основе SSD (в противном случае продемонстрировать возможности интерфейса USB 3.1 было бы невозможно).

Внутри металлической коробочки скрывается плата с двумя разъемами mSATA, в которые установлены SSD-накопители Samsung MZ-MTE250 емкостью по 250 ГБ. Но самое главное, что эти два SSD-накопителя объединены в RAID-массив уровня 0.

В качестве RAID-контроллера используется чип ASMedia ASM1352R. Этот контроллер, кроме того, выполняет функцию моста между интерфейсом USB 3.1 и двумя интерфейсами SATA 6 Гбит/с.

Для подключения к плате в накопителе используется разъем USB 3.1 типа C. Кроме того, имеется еще и разъем Micro-USВ, но он предназначен для подачи дополнительного питания. Заметим, что без подключения дополнительного питания к разъему Micro-USB накопитель не инициализируется.


Для тестирования портов USB 3.1 на плате Asus Z97-A/USB 3.1 мы использовали стенд следующей конфигурации:

  • процессор: Intel Core i7-4790K;
  • материнская плата: Asus Z97-A/USB 3.1;
  • версия BIOS: 0401
  • графическая подсистема: Intel HD Graphics 4600;
  • оперативная память: 16 ГБ DDR3-2666 (4×4 ГБ);
  • системный накопитель: Intel SSD 520 Series (240 ГБ);
  • операционная система: Windows 8.1 (64-битная).

Дополнительно устанавливалась утилита Asus USB 3.1 Boost (она входит в комплект Asus AI Suite 3). Кроме того, для контроллера ASMedia ASM1142 (ASMedia XHCI 1.1) устанавливался драйвер ASMedia версии 1.16.23.00. Как уже отмечалось, тестирование проводилось с использованием накопителя Asus USB 3.1 Enclosure.

Для измерения скорости передачи данных по интерфейсу USB 3.1 мы использовали следующий набор утилит:

  • CrystalDiskMark v3.0.3a;
  • ATTO Disk Benchmark v2.47;
  • AS SSD Benchmark v.1.7.4739.38088;
  • HD Tune Pro 5.5.

Перечисленные утилиты относятся к категории синтетических бенчмарков и позволяют измерять максимально возможную скорость передачи данных. Однако интерес представляет не только теоретически возможная скорость передачи, но и реальная скорость, причем реальная скорость куда более важна. Для измерения реальной скорости передачи данных мы использовали свою собственную утилиту, которая просто реализует копирование тестовой директории с системного диска C: на накопитель Asus USB 3.1 Enclosure и наоборот. Тестовая директория содержит разнообразные данные, суммарный размер которых составляет 16 ГБ.

Чтобы оценить преимущество (если оно вообще есть) нового интерфейса USB 3.1 в сравнении с интерфейсом USB 3.0, мы провели тестирование, один раз подключив накопитель Asus USB 3.1 Enclosure к порту USB 3.1, а второй раз — к порту USB 3.0. Кроме того, все тесты проводились как для обычного режима подключения USB-накопителя (режим Normal), так и для режима Turbo, который активировался с помощью утилиты Asus USB 3.1 Boost.

Итак, рассмотрим полученные результаты. Начнем с синтетических тестов в различных режимах подключения накопителя Asus USB 3.1 Enclosure.

Результаты в режиме Normal при подключении по интерфейсу USB 3.1

Режим обычного подключения накопителя — это, пожалуй, самый распространенный режим, поскольку мало кто «заморачивается» активацией режима Turbo с использованием фирменной утилиты. Результаты тестирования в данном режиме подключения показаны на скриншотах.

Как видно по результатам тестирования, в данном режиме максимально достижимая скорость передачи данных составляет чуть менее 800 МБ/с, причем максимальная скорость чтения практически равна максимальной скорости записи.

Результаты в режиме Turbo при подключении по интерфейсу USB 3.1

В режиме Turbo, который, как уже отмечалось, активируется с помощью утилиты Asus USB 3.1 Boost, все тестовые утилиты демонстрируют немного более высокий результат, причем утилита CrystalDiskMark v3.0.3a демонстрирует скорость последовательной записи даже чуть больше 800 МБ/с. С учетом теоретического предела в 1024 МБ/с это очень неплохой результат.

Однако разница по скорости передачи данных в режимах Normal и Turbo совсем незначительная, и можно сказать, что для интерфейса USB 3.1 использование режима Turbo просто не имеет смысла.

Результаты в режиме Normal при подключении по интерфейсу USB 3.0

Ну а теперь посмотрим, какие результаты дают те же тестовые утилиты при подключении того же накопителя Asus USB 3.1 Enclosure к порту USB 3.0, который реализован через чипсетный USB-контроллер. Начнем с обычного режима (Normal). В данном режиме скорость последовательных операций немного превышает 400 МБ/с, что для накопителя с интерфейсом USB 3.0 является очень высоким результатом. Напомним, что для интерфейса USB 3.0 максимальная теоретическая скорость передачи данных составляет 5 Гбит/с, но в реальности соответствующие USB-контроллеры подключаются одной линией PCI Express 2.0, так что эта величина не превышает 4 Гбит/с, или 512 МБ/с.

Результаты в режиме Turbo при подключении по интерфейсу USB 3.0

Использование «шаманского» режима Turbo позволяет незначительно увеличить результаты, демонстрируемые всеми утилитами. Однако, опять-таки, речь идет лишь о незначительной разнице в результатах, и по большому счету никакого практического значения данный режим не имеет и при подключении накопителя в режиме USB 3.0.

Результаты скорости копирования данных

Теперь рассмотрим вариант с копированием данных между накопителем Asus USB 3.1 Enclosure и системным накопителем. Сразу оговоримся, что результаты данных тестов не могут в полной мере продемонстрировать скорость интерфейса USB 3.1 и скорость накопителя Asus USB 3.1 Enclosure, потому что приемником или передатчиком данных в этих тестах выступает системный накопитель, и скорость копирования будет определяться наименьшей из скоростей записи/чтения. А поскольку в нашем случае системный накопитель (Intel SSD 520 Series) имеет заведомо более скромные характеристики в сравнении с Asus USB 3.1 Enclosure, результаты теста по скорости копирования данных в данном случае определяются скоростными характеристиками SSD-накопителя Intel SSD 520. Казалось бы, зачем тогда нужен такой тест? Однако он имеет смысл просто для того, чтобы наглядно проиллюстрировать использование высокоскоростного накопителя с интерфейсом USB 3.1 в системе с относительно медленными накопителями.

Итак, если обратиться к результатам тестирования, то становится очевидно, что в случае медленного системного накопителя особого смысла в интерфейсе USB 3.1 нет, если предполагается копирование данных с или на подключенный по этому интерфейсу диск. В данном случае интерфейс USB 3.1 не имеет преимущества перед интерфейсом USB 3.0.

У накопителя Intel SSD 520 Series максимальная скорость последовательного чтения составляет примерно 500 МБ/с, а скорость последовательной записи — 245 МБ/с. Скорость копирования данных с Intel SSD 520 Series на внешний накопитель Asus USB 3.1 Enclosure, согласно нашим тестам, не превышает 460 МБ/с, а скорость копирования данных с внешнего накопителя Asus USB 3.1 Enclosure на системный накопитель Intel SSD 520 Series не превышает 265 МБ/с. Совершенно очевидно, что в обоих случаях скорость ограничивается не пропускной способностью интерфейса USB 3.1 и не скоростными характеристиками накопителя Asus USB 3.1 Enclosure, а скоростью системного накопителя Intel SSD 520 Series.

Режим подключения
USB 3.1 Normal
USB 3.1 Turbo
USB 3.0 Normal
USB 3.0 Turbo
Скорость копирования с системного накопителя на Asus USB 3.1 Enclosure, МБ/с
458,4
450,0
350,2
431,0
Скорость копирования с Asus USB 3.1 Enclosure на системный накопитель, МБ/с
261,0
252,6
259,4
251,7

Выводы

Итак, плата Asus Z97-A/USB 3.1 — это одно из первых решений на рынке с реализацией портов USB 3.1. В будущем моделей с портами USB 3.1 наверняка будет становится все больше и больше. Вопрос лишь в том, насколько быстро на рынке появятся внешние накопители с интерфейсом USB 3.1, и это, пожалуй, самый важный вопрос. Для реализации потенциала интерфейса USB 3.1 нужны, во-первых, скоростные SSD-накопители, установленные в системе, а во-вторых, скоростные внешние накопители. В частности, обычного SSD будет попросту недостаточно для реализации скоростных возможностей интерфейса USB 3.1. Другое дело, когда накопитель представляет собой два современных SSD, объединенных в RAID-массив (как в случае накопителя Asus USB 3.1 Enclosure). Еще раз напомним, что накопитель Asus USB 3.1 Enclosure представляет собой инженерный сэмпл, и, скорее всего, внешние накопители с интерфейсом USB 3.1, которые поступят в продажу, будут реализованы несколько иначе (например, у них не будет двух отдельных разъемов mSATA или M.2, все будет распаяно на одной плате). А вот по стоимости такие накопители должны мало отличаться от обычного SSD-накопителя (без RAID-массива) аналогичной емкости.

Вопрос о флэшках с интерфейсом USB 3.1 вообще непонятен. Возможно, некоторые компании и станут выпускать флэшки с интерфейсом USB 3.1, но это будет чисто маркетинговое решение. Собственно, аналогичная ситуация наблюдается и с флэшками с интерфейсом USB 3.0: на самом деле на рынке не так много скоростных моделей, и часто оказывается, что флэшка с интерфейсом USB 2.0 даже быстрее флэшки с цифрами 3.0 на коробке. В обозримом будущем если на рынке и появятся флэшки с интерфейсом USB 3.1, то по скорости передачи данных они не будут отличаться от моделей под USB 3.0. Пожалуй, единственное основание для выпуска таких моделей — использование симметричного разъема типа C, который позволит ликвидировать Первый закон Мерфи в применении к USB-устройствам: «Какой бы стороной вы ни вставляли штекер USB в разъем, окажется, что вы вставляете его не той стороной». (Второй закон Мерфи в применении к USB-устройствам гласит, что, перевернув штекер, вы лишь убедитесь в том, что раньше вставляли его правильно.) Впрочем, и это не решит проблему с нашариванием портов на задней панели компьютера/моноблока и вероятность запихивания флэшки, например, в сетевую розетку.

Впрочем, мы немного отвлеклись на общие рассуждения. Что касается платы Asus Z97-A/USB 3.1, то это полная копия выпущенной ранее модели Asus Z97-A, отличающаяся лишь наличием двух портов USB 3.1, реализованных на базе контроллера ASMedia ASM1142. Этот двухпортовый контроллер подключен к чипсету Intel Z97 с использованием двух линий PCI Express 2.0, чего почти достаточно для обеспечения пропускной способности интерфейса USB 3.1. Таким образом, Asus Z97-A/USB 3.1 — одно из первых типовых решений с реализацией нового стандарта, и мы смело можем рекомендовать ее всем, кто испытывает потребность в портах USB 3.1.



Плата предоставлена на тестирование производителем



Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.