2018年款ThinkPad Thunderbolt 3效能實測

▼有位網友對於T470的Thunderbolt 3是「半速」(20Gbps)規格十分在意,因為他打算用來連接外接顯卡。站長剛好手邊有三台2018年款的ThinkPad,有的是全速(40Gbps)版本,例如X1 Carbon;有的則是半速版本,例如T480s與T480。站長便利用這次機會來測試一下,在不同Thunderbolt 3規格下的效能差距。下表為三款ThinkPad的規格,由於是不同時期買的,所以CPU規格不一致,但記憶體都是16GB,而且均使用同一條三星的970 Pro M.2 SSD進行測試。

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▼在外接顯卡的部分,站長準備了中階以及高階的顯卡。高階顯卡是技嘉的NVIDIA GeForce GTX 1080(8GB顯示記憶體) ,搭配AKiTiO公司推出的Thunderbolt 3 Node顯示卡轉接盒(官網介紹)。中階顯卡則使用Lenovo原廠推出的Thunderbolt 3 Graphics Dock,裡面內建NVIDIA GeForce GTX 1050顯示晶片(4GB顯示記憶體)。下圖是X1 Carbon 6th與兩個外接顯卡的特寫。

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▼坊間不乏各大廠推出的顯卡外接盒,使用者可以自行安裝各式型號的顯示卡,具有擴充性強大的優勢,但缺點則是體積頗為龐大。Lenovo則是為了旗下13.3吋的ideaPad 720s超薄筆電,量身訂製一款輕巧的「獨顯擴充底座」,名稱為「Thunderbolt 3 Graphics Dock」,採用NVIDIA GeForce GTX 1050顯示晶片(4GB GDDR5顯示記憶體),並透過Thunderbolt 3連接720s。由於Lenovo-tw並不會引進這款獨顯底座,所以站長直接從美國Amazon買回來自行測試。原廠包裝以及官網上也強調這台「Thunderbolt 3 Graphics Dock」是針對720s最佳化的產品,不建議在其他機種上使用,所以站長也不建議網友特別購入來搭配ThinkPad。下圖是Thunderbolt 3 Graphics Dock的包裝內容物,除了底座本體之外,還附上一個170W變壓器、電源線與Thunderbolt 3傳輸線。

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▼「Thunderbolt 3 Graphics Dock」不單是外接顯卡功能而已,畢竟還是定位為擴充底座,所以提供了豐富的擴充接頭,下圖為正面的特寫,從左至右各連接埠的功用如下:

  • 耳機/麥克風複合接頭
  • USB 2.0連接埠(適合安裝2.4GHz頻段的無線鍵盤、滑鼠訊號發射器使用)
  • USB 3.0連接埠
  • USB 3.0連接埠(支援Always-On關機/休眠充電功能)
  • 狀態指示燈

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▼下圖是底座的背後特寫,從左至右功能如下:

  • 電源接頭(相容ThinkPad方形接頭)
  • DisplayPort接頭
  • DisplayPort接頭
  • HDMI 2.0接頭
  • 乙太網路接頭
  • GPU排風口

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▼底座的右側有一個Thunderbolt 3接頭,用來連接筆電,並可同時幫筆電充電(支援USB-PD供電功能),因此筆電可僅靠一條Thunderbolt 3傳輸線連接到底座,同時傳輸資料與供電。反而AKiTiO公司的Thunderbolt 3 Node只能當單純的外接顯卡使用。底座的左側則是Kensington防盜鎖孔。此款Thunderbolt 3 Graphics Dock並沒有提供第二個Thunderbolt 3接頭,甚至連USB 3.1 Gen2(10Gbps)都不支援,是比較可惜之處。網路上有Thunderbolt 3 Graphics Dock的詳細拆解說明(網址在此),GTX 1050晶片是焊死在主機板上,所以並沒有辦法自行更換GPU。

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▼站長首先使用FINAL FANTASY XV Windows Edition Benchmark進行測試。站長選擇了Full HD(1920×1080)解析度的「Standard Quality」與「High Quality」兩種設定。當ThinkPad透過Thunderbolt 3外接顯卡時,可以選擇畫面從ThinkPad本身的螢幕顯示,但此時會占用到Thunderbolt 3頻寬,所以通常效能會輸給直接從外接顯卡輸出到外接螢幕。

先進行GeForce GTX 1080的實測。考量X1 Carbon 6th與T480都是Core i5-8350U,我們先來比較這兩台的成績。首先在「ThinkPad 顯示螢幕」的成績,X1 Carbon 6th憑藉著全速版的Thunderbolt 3,成績都比T480優秀。但透過外接顯卡直接輸出畫面到外接螢幕時,此時Thunderbolt 3頻寬已不再是瓶頸,T480的成績已經能夠跟X1c 6th平起平坐了。

原本站長以為T480s的成績可以輕鬆勝過T480,因為搭載了更高時脈的i7-8550U,但實測的成績卻是互有勝負,有可能是受到第八代Core i7的溫度牆限制,長時間高速運轉後被強制降速。因此在短秒數的測速程式中,四核心的Core i7可能效果不錯,但一旦遇到長時間馬拉松的測試程式時,反而四核心Core i5較不容易「撞牆」,可以長時間維持較高時脈運轉。

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▼再來看GeForce GTX 1050的成績。如果是透過ThinkPad螢幕顯示,X1c 6th成績都勝過T480或是T480s。如果是顯卡直接外接螢幕,反而讓T480以及T480s有機會勝出。至少從GTX 1080以及GTX 1050這兩張外接顯卡的成績,可以看出即使是透過Thunderbolt 3,高階顯卡成績還是跟中階顯卡成績有段明顯落差。不至於花錢買了GTX 1080的外接顯卡而沒有大幅提升效能。

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▼接下來站長改用「SUPERPOSITION Benchmark」進行測試,挑選這套程式的原因是有提供每秒張數,這比較直覺而且容易比較。首先在GTX 1080的成績部分,當場景複雜度僅中等(Medium)時,如果使用ThinkPad螢幕顯示畫面,擁有全速Thunderbolt 3的X1c 6th成績明顯優於僅有半速Thunderbolt 3的T480與T480s,每秒張數差距高達15張。只是一但進入高度複雜等級(Extreme)的場景時,由於每秒張數都在30張以內,所以三台筆電的每秒張數差距不到一張!

如果改從外接顯卡直接輸出畫面到外接螢幕,此時的效能表現終於得到解放,不必再受限於Thunderbolt 3 頻寬,三台筆電的中等複雜度場景每秒張數均突破100張,而且差距僅每秒一、二張而已。至於高度複雜等級場景,每秒張數也都維持在30張以內,且差距僅一張而已。所以根據實測的結果,Thunderbolt 3全速、半速與否,只有在畫面透過ThinkPad螢幕輸出時,才會有明顯差異。如果直接從外接顯卡輸出到外接螢幕,其實差距就非常小了,每秒只會差到一張或二張而已。

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▼至於Thunderbolt 3 Graphics Dock的成績,由於GPU本身屬中階等級,所以僅能應付中等複雜度場景,每秒張數勉強接近30張,如果從ThinkPad螢幕顯示,張數差距較大,有到每秒2張。但如果直接輸出到外接顯卡,每秒張數幾乎就沒差距了。至於高度複雜度場景,三款筆電的成績都在每秒7張左右,由於GPU演算出的每秒張數實在太低了,此時是否從筆電螢幕顯示,或是外接螢幕顯示,都差不多了。

Lenovo Thunderbolt 3 Graphics Dock目前在美國Amazon的售價僅367美金,而AKiTiO公司的Thunderbolt 3 Node外接盒則為202美金,顯示卡還得另外購買。雖然Thunderbolt 3 Graphics Dock的性能的確普普,畢竟只安裝了GTX 1050,如果體積能再厚一些並換裝GTX 1060,可能會更實用。畢竟再厚也不至於像AKiTiO Node外接盒那麼巨大。而且現在的顯示卡外接盒都太佔空間了,站長個人覺得Thunderbolt 3 Graphics DocK的設計原意真的不錯,以相較於市售外接盒的迷你體積,用來搭配家用輕薄主機。但站長再提醒一次,Lenovo Thunderbolt 3 Graphics Dock原廠只保證在13.3吋的ideaPad 720s上能正常運作(雖然三款ThinkPad也照跑無誤就是了…)。

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▼最後站長使用SPECviewperf 13進行測試,比較有趣的是,在某些項目(Maya、Catia、Creo)從ThinkPad螢幕顯示時,成績差距會比較大,X1c 6th的成績明顯超越T480s與T480,可能也是Thunderbolt 3速度差異造成的。

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▼Thunderbolt 3 Graphics Dock同樣進行SPECviewperf 13測試,站長勾選了全部九種測試項目,但三台主機的測試結果一律跳過Energy此項目,所以最後均只顯示出八項成績,這點真的頗奇特。

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▼從eGPU的測試中,網友會發現其實Thunderbolt 3 半速、全速與否,對於外接顯卡的效能衝擊是可以減輕的,畢竟只要從外接顯卡直接外接螢幕就沒啥差別。但站長還是想了解,不同傳輸速率的Thunderbolt 3是否能有更明確的鑑定方式。剛好最近三星(Samsung)推出了超高速的Thunderbolt 3專用外接SSD,宣稱讀取速率最高可達2800MB/s,寫入速度最高也可達2300MB/s。由於台灣尚未引進公司貨,站長同樣先從美國Amazon購入。包裝內容物除了多國語手冊外,就是Samsung X5 Portable SSD(1TB版本)與一條Thunderbolt 3傳輸線。

 

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▼Samsung X5 Portable SSD採用NVMe SSD,故能對應40Gbps的Thunderbolt 3規格,而且還是Thunderbilt 3專用款,主機的接頭旁邊有Thunderbolt的閃電圖示

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▼如果故意將Samsung X5 Portable SSD接到ThinkPad的其他USB Type-C接頭,便會出現下面的警告畫面,而且電腦也無法偵測到Samsung X5 Portable SSD。因此沒有配備Thunderbolt 3的ThinkPad,例如L480、E480、A485、A285等,是無法使用Samsung X5 Portable SSD的。

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▼下圖則是三款ThinkPad在CrystalDiskMark的Thunderbolt 3實測成績。Samsung X5 Portable SSD在X1c 6th的全速Thunderbolt 3支援下,在循序讀寫成績上幾乎達到原廠宣稱的數值了。反觀T480以及T480s,循序讀取速度很明顯被「封印」住了,畢竟只有搭載半速(20Gbps)的Thunderbolt 3。但實際使用ThinkPad時,SSD主要是進行隨機讀寫,因此在CrystalDiskMark的另外三項隨機讀寫成績中,三台ThinkPad的效能差距就沒那麼大了,因為Samsung X5 Portable SSD的隨機讀寫數值其實都還在半速Thunderbolt 3能應付的範圍內。

將來遇到原廠標示未明的狀況下,只要把Samsung X5 Portable SSD跑一遍CrystalDiskMark,從循序讀寫的數值就知道,該台筆電是半速或全速Thunderbolt 3了。

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▼站長這次測試Thunderbolt 3速率時,意外查出「案外案」。站長為了儘量讓三台ThinkPad的測試平台規格一致,因此購入一條三星的970 Pro 512GB M.2 SSD。但安裝在T480時,使用CrystalDiskMark測速時,意外發現速度明顯偏低。

因為970 Pro可是貨真價實支援PCIe 3.0×4的NVMe SSD,但根據CrystalDiskMark的數值,T480的M.2 SSD速度被封印在PCIe 3.0×2的狀態,這點與原廠文件(PSREF)標示的PCIe 3.0×4不符。

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▼站長使用三星原廠的「Magician」程式檢視SSD狀態,赫然發現介面速度標示為「PCIe Gen. 3 x 2」,呃…那豈不是代表原廠規格表寫錯了?於是站長便向Yamato Lab詢問,日方後來表示PSREF真的寫錯了….,而且L480也寫錯了,會一併更正。

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▼因此最新版的「T480線上規格表」以及「L480線上規格表」均已修正2280 M.2 SSD的規格,改回PCIe 3.0×2了。不過T480/T470/L480/L470的使用者也不用太擔心,SSD的隨機讀寫數值才是攸關系統整體速度的關鍵,站長實測的T480  CrystalDiskMark隨機讀寫數值甚至還超越X1c 6th,因此除了大檔案連續讀寫之外,在操作作業系統時,其實M.2 SSD的全速、半速與否,可能感覺不太出來。

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Comments

  1. T480/T580 都是x2。請問站長,這是頻寬被拿去做別的用途,還是只是單純被策略性封印?

  2. 有網友指出T480的MX150是PCIe 3.0×4,而T480s的MX150只有PCIe 3.0×2,可能差別就在此。

  3. 請問有含獨顯的T480s是否支援外接顯卡呢?

  4. 可以的,站長的T480s獨顯機種一樣可以使用TB3外接顯卡。建議同樣使用NVIDIA顯卡。

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