最近给家里的小主机挂了个尿袋，是绿联的 USB 3.2 外接硬盘盒，RTL9210 芯片（虽然 UASP 兼容性差，但通过折腾还是支持上了...），所以想测试下性能咋样，顺便连带两个用了半年的同型号 NVME 盘一起测了叭，作为对比记录在下面。

准备

平台：Arch Linux (6.17.1-arch1-1)

测试工具：fio

硬盘：均为 Samsung SSD 990 PRO with Heatsink 1TB

测试命令：

# 顺序读
fio --name=seqread_usb --filename=/foobar/testfile --size=1G --rw=read --bs=1M --runtime=30 --direct=1 --group_reporting

# 顺序写
fio --name=seqwrite_usb --filename=/foobar/testfile --size=1G --rw=write --bs=1M --runtime=30 --direct=1 --group_reporting

# 随机读
fio --name=randread_usb --filename=/foobar/testfile --size=1G --rw=randread --bs=4k --iodepth=32 --runtime=30 --direct=1 --group_reporting

# 随机写
fio --name=randwrite_usb --filename=/foobar/testfile --size=1G --rw=randwrite --bs=4k --iodepth=32 --runtime=30 --direct=1 --group_reporting

结果

性能对比表格

结论

1. 带宽性能:

   • 这个 NVMe SSD 在顺序读写上可达 2.4GB/s，是USB 3.2外接硬盘（755MB/s）的 3倍以上。

   • 随机读写带宽差距更显著，NVMe可达USB的 3.2倍（如169MB/s vs 52.6MB/s）。

2. 延迟优势:

   • NVMe 平均延迟比 USB 低 52%-68%（如顺序写：1237μs vs 2578μs）。

   • 在随机操作中，NVMe 的延迟优势尤为明显（如随机写：23μs vs 77μs）。

3. IOPS表现:

   • NVMe 的随机写 IOPS 高达 43,200，是 USB（12,800）的 3.4 倍。

   • 即使在小文件场景下（4K 块），NVMe 仍能保持显著优势。

4. USB外接硬盘瓶颈:

   • USB 的协议开销导致顺序读写不对称（读 755MB/s vs 写 406MB/s）。

   • 在高队列深度（QD32）时无法发挥潜力（受限于UAS 协议同步 I/O）。

💡 本质区别:
NVMe 通过 PCIe 直连 CPU，而 USB 依赖主机控制器转换协议（SCSI 命令集），导致额外的协议转换延迟和带宽限制。
NVMe 的并行队列机制（支持 64K 队列深度）使其在高并发场景下性能呈指数级优势。