5Gbps 和 8 空間流
今年可以說是 Wi-Fi 6/802.11ax 無線網路產品問世元年,不僅許多網路大廠均已在消費市場推出無線網路路由器,Samsung Galaxy S10 系列智慧型手機也成為率先支援的終端裝置,接著由於 Intel 力推 802.11ax 規格,Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡售價相當便宜,不少 AMD X570 晶片組均會率先搭載。如果讀者尚未了解 Wi-Fi 6/802.11ax 可帶來的速度與頻譜利用率等好處,可以先行參考我們電腦王所製作的專題。
目前市面上第一批上市的家用消費級無線網路路由器,絕大多數採用 Broadcom 解決方案,網路 SoC 採用 BCM4908,內建多埠 GbE 級實體層,另有 SGMII+ 媒體層與實體層連接介面,能夠額外加裝 2.5Gbps 實體層晶片,再考量產品定位,安裝 2 個或是 3 個 BCM43684 無線網路晶片,製作成雙頻或是 3 頻路由器。
Netgear Nighthawk AX12 RAX120 則有些不一樣,改採 Qualcomm 解決方案,透過 USXGMII 介面,提供 5Gbps 有線網路規格,無線網路晶片設計與組成也相當有意思,除了一般認知安排 1 個晶片負責 2.4GHz,5GHz 卻是安排 2 個晶片負責同頻段 8 空間流規格,值得好好玩味。
Netgear Nighthawk AX12 RAX120 規格
- 網路 SoC:Qualcomm IPQ8074 2.2GHz 四核心
- 無線網路晶片:Qualcomm QCN5024 x 1、Qualcomm QCN5054 x 2
- 天線:3.29dBi x 4(2.4GHz)、3.32dBi x 4(5GHz、4TX+4TX) or 11.72dBi(5GHz、8TX),內建式
- 有線網路:10/100/1000Mbps x 5、100/1000/2500/5000Mbps x 1
- 無線網路:802.11 b/g/n/ax、4T4R、802.11 a/n/ac/ax、8T8R
- 記憶體:DDR3 1GB
- 其它:USB 3.1 Gen1 x 2、無線網路按鈕、WPS 按鈕、LED 開關
- 尺寸:310 x 190 x 145(mm)
宇宙戰艦外型
Netgear 旗下 Nighthawk 系列高階產品線,進入 Wi-Fi 6/802.11ax 時代之後,不僅是先前已評測過的 Nighthawk AX8 RAX80採用類似宇宙戰艦的外型,就連這篇文章的主角 Nighthawk AX12 RAX120 也不例外,只是尺寸略有增減。
Nighthawk AX12 RAX120 機身 2 側翼行收合結構,依舊安排 2.4GHz 和 5GHz 天線於內部,合頁仍然採用金屬材質,確保多次收合依舊能夠保證耐用性。機身頂部前方安排 WPS 和 Wi-Fi 無線網路按鈕,略為後方的位置則可從通風網孔見到 1 個散熱風扇,此散熱風扇未到一定溫度不轉動,即便是劇烈操駕測試也不曾啟動。
有線網路實體連接埠包含常見的 GbE 級 1WAN+4LAN 設計,另外再安排 1 個額外支援 2.5Gbps 和 5Gbps 的網路埠,透過網頁管理介面可指定作為 WAN 或是 LAN。2 個 USB 3.1 Gen1 連接埠也位於機背處,還有 1 個滑動開關負責 LED 狀態指示燈,以及 1 個按壓式開關負責電源開關。
Qualcomm 方案大不同
Nighthawk AX12 RAX120 內部晶片採用 802.11ax 無線網路路由器產品當中,仍舊屬於少數派的 Qualcomm 解決方案,各晶片功能和連結拓樸與 Broadcom 解決方案相當不同。被多種晶片環繞的處理中心網路 SoC 選用 IPQ8074,內含 Arm 架構 Cortex-A53 64 位元四核心 2.2GHz 處理器,並針對網路應用,增加雙核心 NPU。IPQ8074 採用在家用網路產品當中較為先進的 14nm FinFET 製程製造,電源供應管理則需使用自家 PMP8074 整合式晶片。(註:根據 Qualcomm 官方資料,IPQ8074 Cortex-A53 為 2.0GHz,NPU 為 1.5GHz;IPQ8078 Cortex-A53 為 2.2 GHz,NPU 為 1.7GHz,本文採用 Netgear 的規格資料 2.2GHz。)
▲記憶體安排 2 個 Nanya NT5CC256M16EP-EK DDR3L-1866 512MB,共 1GB 容量。
IPQ8074 內部已經整合 GbE 等級有線網路實體層,不過 Nighthawk AX12 RAX120 依舊安排 1 個 5 埠交換器實體層晶片 QCA8075,與 IPQ8074 透過 PSGMII 相互連接。額外支援 2.5Gbps 和 5Gbps 的 Multi-Gig 埠,則透過 USXGMII 連接 Aquantia AQrate AQR111 實體層晶片。
無線網路為 Qualcomm 解決方案較為複雜的部份,為了達成 2.4GHz 和 5GHz 共計 12 個空間流規格,5GHz 頻段交由 2 個 QCN5054 各自負責 4 空間流和 80MHz 頻寬,因此 5GHz 頻段最高可以提供 802.11ax 8 空間流/80MHz 或是 4 空間流/160MHz;2.4GHz 則透過 QCN5024 提供 4 空間流/40MHz 規格。
由於 5GHz 頻段需要 2 個無線網路晶片共同協力,因此 2 個 QCN5054 之間有著主次之分。3 個 QCN5024/ QCN5054 晶片均透過 2 條 PCIe 通道/4 條 WSI 和 IPQ8074 連接,其中 1 個 QCN5054 裝有 96MHz 晶體震盪器,倍頻至 192MHz 再提供訊號給 QCN5024 和另外 1 個 QCN5054,另外 1 個 QCN5054 同時也會接受來自主要 QCN5054 的同步訊號。
一般而言,802.11ac/802.11ax 無線網路晶片 MU-MIMO 最多能夠同時服務的設備數量,與該晶片最大空間流數量有關,雙空間流晶片可以同時服務 2 個設備,3 空間流晶片可以同時服務 3 個設備……以此類推。QCN5054 雙晶片組成單一 5GHz 無線網路的特殊性,因此在 8 空間流/80MHz 傳輸模式時,MU-MIMO 最多僅能同時服務 4 個設備。
(下一頁:軟體功能與實測速度)
網路設定+USB 儲存裝置
這款 Nighthawk AX12 RAX120 無線網路路由器,筆者測試的韌體版本為 V1.0.0.84,內部主要依舊以網路相關設定為主,額外附加功能僅有針對 USB 連接埠,配置 ReadySHARE 相關功能以及 DLNA 伺服器……等,對於頂級產品而言略少,希望 Netgear 未來能夠加強此一部分。
值得注意的是,當無線網路區域選擇台灣時,應該是內部表單對應沒有更新的關係,無法使用 DFS 頻道,需更改成美國地區才可使用。查詢 NCC 認證號碼,得知這款產品確實有通過台灣 DFS 測試,因此這一部分同樣有待韌體更新過後,於台灣選項加入 DFS 頻道可用性。
整體而言,Nighthawk AX12 RAX120 提供的網路選項算是相當詳盡,無線網路已提供 WPA3 加密功能,亦可啟用訪客無線網路,或是選擇是否開啟 MU-MIMO 功能,更支援 IPv6 和 AP、橋接(無線轉有線)運作模式。有線網路部分,甚至還提供 RIP 傳播方向以及 VLAN 虛擬區域網路設定,下方使用以圖帶文的方式介紹 Nighthawk AX12 RAX120 功能特色。
無線網路突破 1Gbps
Wi-Fi 6/802.11ax 無線網路規格剛剛進入市場交接階段,相對應的終端裝置還不是相當普及,在此選擇 Asus ROG Rapture GT-AX11000 並設定為媒體橋接器模式,充當為無線網路卡使用。由於 Nighthawk AX12 RAX120 802.11ax 無線網路最高速可以使用 8 空間流/80MHz 或是 4 空間流/160MHz,但 ROG Rapture GT-AX11000 僅支援後者,因此 802.11ax 測試只有 4 空間流/160MHz 的成績。
測試軟體選用 iperf,額外施加的參數為 -t 30 -i 5 -w 2048KB -P 8,將 TCP window 加大為 2MB、並同步使用 8 條連線進行測試。另外 ROG Rapture GT-AX11000 有線網路最高僅提供 2.5Gbps 速率,與 Nighthawk AX12 RAX120 最高可提供 5Gbps 不對等,部分測試結果有可能受制於此,敬請讀者留意。
Nighthawk AX12 RAX120 多數結果測試良好,透過 5Gbps 有線網路,讓 802.11ax 5GHz 無線網路傳輸頻寬不再受限突破 1Gbps。唯有 upstream 上傳方向出現 108Mbps 過低速率,推測應該是 802.11ax 上市初期的廠商相容性問題,有賴 Qualcomm 和 Broadcom 共同解決。
為了驗證筆者的想法,另外以前一世代 PCE-AC88 無線網路卡進行額外測試,此時傳輸速度回復水準,Nighthawk AX12 RAX120 Qualcomm 晶片和 PCE-AC88 Broadcom 晶片相處融洽,上傳方向甚至出現 1170Mbps 的好成績。
8 空間流、5Gbps 唯一選擇
目前已經推出並採用 Broadcom 晶片解決方案的 Wi-Fi 6/802.11ax 無線網路路由器,受限於該方案網路 SoC 對外提供 SGMII+,有線網路最高僅能採用 2.5Gbps 傳輸速率,而 Nighthawk AX12 RAX120 選擇的 Qualcomm 解決方案,其網路 SoC 可提供 USXGMII,有線網路最高可達 10Gbps,而本款選用加裝的實體層晶片 AQR111 則達 5Gbps。
Nighthawk AX12 RAX120 內部晶片數量眾多,相對而言也會墊高成本,因此目前台灣可以見到新台幣 18,100 元的售價;售價定位其來有自,802.11ax 5GHz 頻段 8 空間流和有線網路 5Gbps 在市場上並無競爭對手。多方因素考量,Nighthawk AX12 RAX120 較為適合追求規格的頂級玩家,不僅手邊多款裝置已升級成 802.11ax 規格,也相當程度看重有線網路傳輸速度。
產品資訊
延伸閱讀
測試平台
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- PC1
- 處理器:Intel Xeon E3-1230 v3
- 主機板:Asus Z97-WS
- 記憶體:Micron DDR3-1600 8GB x 4
- 網路卡:Asus XG-C100C、Asus PCE-AC88
- 系統碟:Plextor M6V 512GB
- 作業系統:Microsoft Windows 7 Ultimate 64bit
- PC2
- 處理器:Intel Core i9-9900K
- 主機板:Asus ROG Maximus XI Extreme
- 記憶體:Team Group T-FORCE NIGHT HAWK Legend RGB DDR4-3200 8GB x 2 @DDR4-2666
- 網路卡:Aquantia AQC111C
- 系統碟:Plextor M9 M9Pe(G) 512GB
- 作業系統:Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1809