USB 3.0/SATA 6Gbps và giải pháp từ Asus, Gigabyte

​

USB 3.0 và SATA 6Gbps đã được Gigabyte và Asus ứng dụng trong một vài thế hệ bo mạch chủ P55, với sự hỗ trợ của chip NEC µD720200F1 (cho 2 cổng USB 3.0) và chip Marvell 88SE9123 (cho 2 cổng SATA 6Gbps). Tuy nhiên, mọi chuyện không đơn giản chỉ dừng lại ở đó.

Giải pháp hỗ trợ không chính thống này đã nảy sinh một vấn đề lớn về băng thông ở bo mạch chủ P55, và nó đòi hỏi mỗi nhà sản xuất phải có cách riêng để giải quyết vấn đề này.

Trước khi đọc tiếp bài viết, các bạn cần nhớ: Ở nền tảng Lynnfield thì CPU quản lý bộ nhớ RAM và các khe PCI-Express với sự hỗ trợ tối đa lên tới 16 làn PCI-Express x1 Gen 2 (500MB/s), chipset P55 sẽ đảm nhận các kết nối còn lại trên bo mạch chủ với băng thông cao nhất trên mỗi làn tương đương với PCI-Express x1 Gen 1 (250MB/s). Các kết nối USB 3.0 (480MB/giây) và SATA 6Gbps đòi hòi băng thông tương đương với một làn PCI-Express x1 Gen 2.

Sơ đồ khối của kiến trúc Lynnfield​

Gigabyte và 4 kịch bản có thể xảy ra

Với việc chỉ đơn thuần sử dụng hai chip hỗ trợ của NEC và Marvell, các bo mạch chủ dòng P55A (hỗ trợ USB 3.0/SATA 6Gbps) mà Gigiabyte mới ra mắt sẽ không thể tránh khỏi hiện tượng thắt cổ chai PCI-Express, cho dù nhà sản xuất này có sử dụng bất cứ hình thức thiết kế nào.

Hiện tượng nghẽn cổ chai sẽ xảy ra​

Hardware.info đã liệt kê ra 4 kịch bản mà người dùng có thể gặp phải với dòng bo mạch chủ này, 4 kịch bản này tương ứng với 4 kiểu thiết kế mà Gigabyte có thể thiết lập nếu chỉ đơn thuần sử dụng 2 chip NEC và Marvell.

Kịch bản 1​

Kịch bản đầu tiên sẽ ưu tiên cho USB 3.0 và SATA 6Gbps, các kết nối này có thể hoạt động với băng thông đầy đủ nhất qua hai làn PCI-Express x1 Gen 2 được cấp riêng từ CPU. Tuy nhiên, người dùng sẽ phải chịu thiệt khi chỉ sử dụng được card đồ họa với 8 làn PCI-Express x1 Gen 2. Đó là chưa kể tới sự lãng phí ở 6 làn PCI-Express x1 Gen 2 sau khi cung cấp cho USB 3.0/ SATA 6Gbps.

Kịch bản 2​

Kịch bản thứ hai sẽ ưu tiên cho các thiết lập đồ họa, bạn có thể sử dụng đủ trọn cả 16 làn PCI-Express x1 Gen 2 cho card đồ họa. Chipset P55 sẽ cấp băng thông cho USB 3.0/SATA 6Gbps. Tuy nhiên, chipset này chỉ cấp được hai làn PCI-Express x1 Gen 1, trong khi hai kết nối trên đòi hỏi hai làn PCI-Express x1 Gen 2 có băng thông lớn gấp đôi. Như vậy sẽ xảy ra hiện tượng nghẽn cổ chai tại đây. Nói cách khác, USB 3.0/SATA 6Gbps phải làm việc với băng thông còn một nửa so với lý thuyết.

Kịch bản 3​

Kịch bản thứ ba cũng tương tự như vậy, bạn có thể thiết lập SLI/ CrossFire với trọn 16 làn PCI-Express X1 Gen 2, các cổng USB 3.0/SATA 6Gbps vẫn do chipset P55 cấp băng thông, và đương nhiên là vẫn bị nghẽn cổ chai.

Kịch bản 4​

Kịch bản thứ tư, ít gặp hơn và cũng thảm hại hơn khi bạn thiết lập triple CrossfireX hoặc SLI + card PhysX. Khi đó hai khe PCI-Express đầu tiên sẽ nhận đủ băng thông từ CPU, khe còn lại phải nhờ đến chipset P55 với bốn làn PCI-Expres x1. Hiển nhiên, chẳng còn chút băng thông nào cho USB 3.0 và SATA 6Gbps.

Như vậy, nhìn chung lại thì cả bốn kịch bản đều cho thấy rõ người dùng sẽ phải hi sinh hoặc là các thiết lập đồ họa, hoặc là USB 3.0 và SATA 6Gbps nếu sử dụng thế hệ bo mạch chủ P55A của Gigabyte. Xin nhắc lại, điều này là không thể tránh khỏi với giải pháp chỉ sử dụng chip hỗ trợ NEC và Marvell của Gigabyte.

Giải pháp của Asus

Chip chuyển đổi PLX trên bo mạch chủ Asus P7P55D-E Premium​

Khác với Gigabyte, Asus đã sử dụng thêm một chip chuyển đổi PLX bên cạnh chip NEC và Marvell trong hệ thống bo mạch chủ của mình (P7P55D-E Premium). Chip PLX có thể tổng hợp bốn làn PCI-Express x1 Gen 1 từ chipset P55 và chuyển thành hai làn PCI-Express x1 Gen 2 để cung cấp cho cổng USB 3.o/SATA 6Gbps. Khắc phục hoàn toàn hiện tượng nghẽn cổ chai.

Chip PLX sẽ giúp khắc phục hiện tượng nghẽn cổ chai​

Như vậy, bo mạch chủ của Asus có thể đảm bảo được băng thông đầy đủ cho cả thiết lập đồ họa cũng như các cổng USB 3.0/ SATA6Gbps trong phần lớn trường hợp. (Riêng trường hợp bạn thiết lập triple CrossfireX hoặc SLI + card PhysX thì đương nhiên là không đủ băng thông).

Bạn có thể sử dụng cả USB3.0/SATA 6Gbps và thiết lập đồ họa với đầy đủ băng thông



Trong cả trường hợp thiết lập SLI/ CrossFire​

Kết luận

​

Giải pháp của Asus là tối ưu hơn hẳn về thiết kế so Gigabyte. Nó sẽ giúp bo mạch chủ tránh được hiện tượng nghẽn cổ chai PCI-Express khá phiền phức. Tuy nhiên, để có được giải pháp ấy, Asus phải bỏ thêm khoảng 20-25USD cho chip chuyển đổi PLX, và rõ ràng phần phụ trội này bạn phải chịu chứ không phải nhà sản xuất.

Còn Gigabyte, với giải pháp hỗ trợ không thực sự tối ưu của mình, bo mạch chủ của họ có thể bị nghẽn cổ chai trong một số trường hợp nhưng nó lại có mức giá hấp dẫn hơn các dòng sản phẩm cùng loại của đối thủ.
Tất nhiên, chúng tôi sẽ không khuyên các bạn chọn sản phẩm của nhà sản xuất nào là tốt hơn. Chúng tôi tin là các bạn sẽ có quyết định hợp lý nhất cho mình sau khi đọc xong bài viết này.

Nguồn: Extra info: geteste moederborden met USB3/SATA3 | Hardware.Info Nederland