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彻底引爆4×4MIMO网件R7500路由器深度体验

时间：2022-12-14 20:52:21 下载该word文档

彻底引爆4×4MIMO网件R7500路由器深度体验
作者：暂无
来源：《微型计算机》2015年第15期

文/图王锴
在网络芯片老大哥博通停滞不前的时间里，顶级路由器市场一度缺乏新亮点。直到华硕RT-AC87U的发布，才打破了AC固守3×3MIMO@1300Mbps的规格壁垒。毫无疑问，在顶级路由器市场一直与华硕死掐的网件不可能坐看对手独占鳌头，在RT-AC87U进入国内不久，R7500也携手4×4MIMO规格而来……
Tips：说高通IPQ8062很陌生，那说高通晓龙600呢？去年，高通(被收购后的Atheros发布了全新的“互联网处理器”(InternetProcessor芯片，并且将其命名为IPQ(InternetProcessorQualcomm系列。首发两款型号IPQ8064、IPQ8062，架构上衍生自大家熟悉的自骁龙600APQ8064，皆采用台积电28nmLP工艺制造，主要面向高性能的智能家庭网络设备，包括家庭网关、路由器、媒体服务器等等。
IPQ8064是家族当前的最强型号，拥有两个Krait300核心，主频高达1.4GHz。其片内集成两个多线程的网络加速引擎，可高效率处理最高5Gbps的数据吞吐量。当然，作为互联网处理器，全面支持Wi-Fi802.11ac、LTE、有线以太网、、混合组网、HomePlug电力网等是必备技能。它相比博通BCM470X方案的一大优势就是I/O输入输出功能，其原生支持三条PCI-E通道、一个SATA6Gbps接口、两个USB3.0接口和XGMII接口等。
网件这两代的高端路由器一改以往专注于内置天线的设计风格，开始使用外置天线设计。与以往的内置天线可以按需分配不同，外置天线受到布置空间有限，没办法为多路MIMO系统设计等量的天线的限制。所以厂商们不得不转向复用设计。天线复用，这在以前的华硕高端路由器上已经见过很多次，物理天线只有一根，但是分别拥有2.4GHz频段和5GHz频段的天线放大电路和各自的信号处理芯片。就以往的测试来说，复用没有明显影响各自的信号传输，还能拥有外置天线能获得更自由的设计空间，和通常较好的信号覆盖率等优势。所以近年来我们看到越来越多的路由器开始使用外置天线双频段复用设计。网件R7500采用了3×3MIMO的
2.4GHz@600Mbps加4×4MIMO的5GHz@1733Mbps的设计，理论上需要7根天线。最终我们看到R7500只有4根外置天线，每根对应一组5GHz频段的AC放大线路，其中3根和2.4GHz的802.11n信号放大线路复用，组成了等效7天线规格。
内部的硬件架构上，R7500和RTAC87U终于不再严重同质。RT-AC87U依旧使用了博通方案，而R7500则是少见的高通方案，我们通过拆解，发现了两者架构上的明显不同。
一开始拆解的时候，我其实没有太大的新鲜感。因为主观臆断R7500的硬件方案除了换用高通主控之外，整体架构上和使用博通主控的RT-AC87U应该是一样的。直到我们仔细看过IPQ8046主控的介绍之后，才发现了两者的最大区别。IPQ8064没有自带千兆有线网络控制功能，为此R7500特意增加了一颗QCA8337千兆有线网络控制芯片，理论上数据因为多经过一颗芯片，可能存在延迟增加的问题。在RT-AC87U上，因为主控自带千兆网络交换功能，所以WAN、LAN等都是和主控直连的。当然，这不是最重要的，最重要的是我们在此前的RT-AC87U的拆解中也发现了一颗独立的千兆有线网络控制芯片，这是画蛇添足？显然不是，这种怪异的组合一度让我们觉得两者的硬件拓扑是一样的，其实这是有关QSR1000接入方式的关键变化。在RT-AC87U上，QSR1000是通过RTL8367千兆控制芯片与主控相连的，其LAN1口并不是原生主控的

接口，而是RTL8367提供的。在R7500上，QSR1000却是通过PCI-Ex2与主控直连，因为数据少通过一颗芯片，理论上拥有延迟更低的优势。这很可能得益于IPQ8046主控原生支持USB3.0的优势，不需要PCI-E来转接USB，让PCI-E通道空了出来，留给了无线系统。坦白说，算上实际数据传输过程中的预处理延时，我们很难直观说哪个方案更好。不过高通的方案显然不存在和LAN复用导致相互影响的隐患。在排除LAN口影响的前提下，这两种方案在连接速度上都不会是当前AC无线的瓶颈。当前5G频段的QSR1000系统是AC最高性能的代表，其理论无线速度达到1733Mbps，看似超过了1000Mbps的有线连接速度。但实际使用中根本达不到这种理想状况，能达到理论值的一半都是超水平发挥。所以无论是使用千兆有线连接的RT-AC87U方案，还是PCI-Ex2连接的R7500方案都不存在数据带宽上的瓶颈。
在以往，高端路由器芯片基本由博通垄断，这导致高端路由器的硬件方案同质化非常严重，各厂商只有通过固件和外围设计来展现产品的与众不同。很显然，在博通长期停滞在
3×3MIMO@1300Mbps这段时间，给了其他芯片厂商绝好的机会，尤其是收购了Atheros的高通，终于在完成业务整合后开始了第一轮发力。在被高通收购前，Atheros和博通是无线网络领域长期相互搏杀的传统两强。相比博通，Atheros在高端上略微乏力，但笔记本网卡份额上却时常占据半壁江山。毫无疑问，高通看中的正是这种广泛的用户基础和出色的兼容特性，收购Atheros能够让自己快速获得无线局域网领域的关键技术。但收购Atheros之初，高通的表现并不好，尤其是首推的3×3MIMO廉价1300Mbps规格AC方案，并不讨喜。主要是它在TP-link等产品上展现的性能和兼容特性让人难以接受，几乎自砸招牌。现在，高通转变了策略，先从自己拿手的主控开始发力，借助宽腾达(Quantenna发布4×4MIMI的AC方案之际开始了向博通方案的反击。
很显然，作为第一款使用高通QualcommIPQ8064主控方案的高端家用路由器，网件R7500的实际性能表现不仅关系到当前谁是家用路由器王者的结论，也承载着高通方案为自己正名的使命。接下来让我们进入测试环节……
鉴于网件当前没有针对4×4MIMO规格的AC无线网卡，我们不得不使用华硕的EA-AC87网桥搭建无线测试的接收端，你可以将它看作是基于5GHz频段设计的4×4MIMO@1733Mbps网卡，以此能最大限度地发挥出R7500的5GHz@1733Mbps的无线性能。测试的平台的具体连接方式详细见连接示意图。接下来我们在A、B、C点分别测试了这套系统的最大无线传输性能。对比之前华硕RT-AC87U的测数据来看，我们看不出R7500使用高通方案之后的明显优势。两者同为外置4天线设计，其中3根也都与802.11n的2.4GHz频段复用。在此基础上，我们看到最终的测试结果是华硕RT-AC87U在近场传输中的表现稍好，R7500则在中远距离的对比中挽回败局，两者的AC无线性能基本处于伯仲之间。实际上抛开主控和无线模块的接驳设计，这两者的AC无线方案都是来自宽腾达的QSR1000，理论性能完全一致，网络质量上的差异更多来自信号放大系统等外围设计的优劣。从这一点看，R7500的整体设计水平和RT-AC87U是相当的。很显然当前环境下，QSR1000通过PCI-E总线与主控直连的优势并没能明显展现出来，尤其是在并发处理请求并不太繁重的真实应用环境中，我们完全看不出两者的差异，任意提取RT-AC87U的单个网络线程查看数据延迟，都基本和R7500相当。只有在超过100线程的大量并发处理中，R7500才能在数据延迟上获得一定优势，平均比RT-AC87U快了1ms左右。
不过值得注意的是，R7500使用的高通IPQ8064主控拥有主频上的优势，理论上并发处理能力应该更好。而且根据我们以往的经验，数据延迟越低，越有利于平均传输速度的发挥，测试成绩往往越好。但在并发100线程网络应用的测试中，R7500的平均数据传输速度结果让人比较意外。使用BCM4709芯片的RTAC87U展现出了相当稳健、高效的处理能力，在数据平均延迟表现略微落后的情况下，数据平均传输速度反而比使用了高频IPQ8064主控的R7500更强。
在本次测试中，真正让IPQ8064