Wie wirken sich USB 3.0-Hubs und USB-Verlängerungskabel auf die Latenz aus?

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Matthew Jendrasiak

Ich habe derzeit drei Peripheriegeräte (Maus, Tastatur, Wacom-Tablet), die alle mit einem einzelnen USB-Anschluss an meinem Computer verbunden sind. Sie haben auch jeweils ein eigenes 6-Fuß-USB-Verlängerungskabel (passiv), da der Computer etwas weiter entfernt ist. Sie sind jeweils USB 2.0-Geräte.

Um die Kabel zu reduzieren, wollte ich die Dinge vereinfachen. Führen Sie ein einzelnes USB-Verlängerungskabel (6-10 Fuß) vom PC zu einem angetriebenen USB 3.0-Hub mit 4 Ports, den ich herumliegen habe, und schließen Sie alle drei USB 2.0-Peripheriegeräte daran an.

Ich bin neugierig auf ein paar Dinge:

  1. Ich weiß, dass das Anschließen der 2.0-Geräte an eine 3.0-Erweiterung keinen Vorteil von 3.0-Geschwindigkeiten bietet. Was aber, wenn sie alle an einen 3.0-Hub angeschlossen sind, der an ein 3.0-Kabel angeschlossen ist? Würden diese 2.0-Geräte theoretisch die zusätzlichen Drähte in einem 3.0-Kabel verwenden?

  2. Könnten die Ereignisanrufe von allen drei Geräten über ein einziges Kabel erzwungen werden, wodurch sich theoretisch Latenzzeiten ergeben?

  3. Mir wurde gesagt, dass Power-USB-Hubs als Repeater fungieren. Ist das der Fall und wenn ja, könnte dies die Latenz reduzieren? Oder funktioniert ein Repeater nicht so?

Beantworten Sie eine oder einige oder alle. Mir ist klar, dass dies wie eine unbedeutende Sache erscheinen mag, aber mir liegen die Details am Herzen. Vielen Dank fürs Lesen.

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Gute Fragen (und ich kann die meisten davon nicht beantworten), aber ein Repeater kann die Latenz nicht reduzieren, er kann sie nur erhöhen, da er das Signal annehmen, verarbeiten und weiterleiten muss. Die Zeit für die Verarbeitung und Weitergabe wird zusätzlich zur ursprünglichen Latenzzeit verwendet. davidgo vor 6 Jahren 0
Das gleichzeitige Erzwingen mehrerer Anrufe kann die Latenz erhöhen. Längere Kabel erhöhen die Latenz, jedoch nicht spürbar. davidgo vor 6 Jahren 0
Mögliches Duplikat von [Beeinflusst ein USB-Hub die Leistung?] (Https://superuser.com/questions/437429/does-a-usb-hub-affect-performance) Tiago Caldeira vor 6 Jahren 1

3 Antworten auf die Frage

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fixer1234
  1. Ich weiß, dass das Anschließen der 2.0-Geräte an eine 3.0-Erweiterung keinen Vorteil von 3.0-Geschwindigkeiten bietet. Was aber, wenn sie alle an einen 3.0-Hub angeschlossen sind, der an ein 3.0-Kabel angeschlossen ist? Würden diese 2.0-Geräte theoretisch die zusätzlichen Drähte in einem 3.0-Kabel verwenden?

USB 3.0 enthält die USB 2.0-Anschlüsse für die Abwärtskompatibilität. Der Datenverkehr wird jedoch getrennt gehalten. Es gibt einen USB 2.0-Controller, der den USB 2.0-Datenverkehr durch die USB 3.0-Infrastruktur verarbeitet. So können Sie USB 3.0-Kabel und -Hubs verwenden, USB 2.0-Geräte erhalten jedoch die gesamte USB 2.0-Behandlung. Die zusätzliche USB 3.0-Infrastruktur wird ignoriert.

  1. Könnten die Ereignisanrufe von allen drei Geräten über ein einziges Kabel erzwungen werden, wodurch sich theoretisch Latenzzeiten ergeben?

Das Schlüsselwort lautet "theoretisch". Ja, theoretisch könnte es eine Latenzzeit hinzufügen, um die Signale über einen einzigen Pfad zu kombinieren, aber Sie würden es niemals erfahren. Ihre Geräte (Maus, Tastatur und Tablet) haben sehr niedrige Datenraten. Selbst verglichen mit der USB 2.0-Bandbreite sind die kombinierten Daten von allen dreien wie Spucken im Meer. Statistisch gesehen gibt es Gelegenheiten, bei denen versucht wird, Daten gleichzeitig zu verschieben, und einige Daten werden verzögert. Die Verzögerung wird jedoch in der Mikrosekunde oder in der kleineren Größenordnung liegen. Menschen können Verzögerungen nicht einmal in Millisekunden wahrnehmen.

Das würde nichts ändern, weil es bereits geschieht. Gruppen von USB-Anschlüssen Ihres Computers sind mit einem internen Hub (dem Root-Hub) verbunden. Wenn Sie diese Ports separat einspeisen, werden dadurch Kollisionen in Ihrem Computer verursacht. Wenn Sie die Geräte auf einem externen Hub kombinieren, verschieben Sie einfach den Ort, an dem diese Kollisionen auftreten.

  1. Mir wurde gesagt, dass Power-USB-Hubs als Repeater fungieren. Ist das der Fall und wenn ja, könnte dies die Latenz reduzieren? Oder funktioniert ein Repeater nicht so?

Repeater werden verwendet, um die Entfernungsgrenzen einer Verbindung zu erweitern. Ein Hub kann als Repeater verwendet werden. Sie können jedoch nur Latenzzeiten hinzufügen, Sie können sie nicht reduzieren. Jedes Mal, wenn das Signal verarbeitet wird, besteht die Möglichkeit einer zusätzlichen Verzögerung (und Sie können es nicht rechtzeitig zurücksenden). Aber wieder sind solche Verzögerungen um viele Größenordnungen zu kurz, um irgendetwas zu beeinflussen, von dem Sie wissen würden.

Das heißt, Sie könnten die theoretische Latenz durch einen Hub (der ein USB 2.0-Hub sein könnte) möglicherweise aus einem anderen Grund reduzieren. Die USB 2.0-Entfernungsgrenze beträgt 5 Meter, wenn Sie Kabel verwenden, die für diese Entfernung ausgelegt sind.

Angenommen, Sie haben ein Gerät mit einem 5-Zoll-Kabel und fügen eine 10-Zoll-Erweiterung hinzu. Der Draht im Gerätekabel kann für eine Gesamtlänge von 5 'dimensioniert sein, und der Draht im Verlängerungskabel kann für einen Gesamtlauf von nicht viel über 10' dimensioniert sein, und die Designqualität der Kabel kann in ähnlicher Weise angestrebt werden ihre Länge In diesem Fall hat jedes Kabel bereits die zulässigen Verluste für die Verbindung eingeführt, und Sie kombinieren die Verluste der beiden Kabel.

Ihr Setup trägt also möglicherweise bereits zu Latenzzeiten bei und ist nicht in einem Bereich, den Sie kennen. Aus diesem Grund ist in der USB-Spezifikation die Verwendung von Verlängerungskabeln ausdrücklich als nicht konform definiert, obwohl die Unzuverlässigkeit in der Praxis möglicherweise für Ihre Zwecke akzeptabel ist, insbesondere bei Eingabegeräten mit niedriger Datenrate.

Wenn Sie die Geräte an einem Hub kombinieren und den Hub mit einem langen Kabel an den Computer anschließen, kann dies die Latenzzeit Ihrer aktuellen Konfiguration verringern (nicht so, dass Sie es wissen würden), indem Sie sicherstellen, dass jede Verbindung innerhalb der USB-Grenzen liegt.

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sawdust
  1. Ich weiß, dass das Anschließen der 2.0-Geräte an eine 3.0-Erweiterung keinen Vorteil von 3.0-Geschwindigkeiten bietet. Was aber, wenn sie alle an einen 3.0-Hub angeschlossen sind, der an ein 3.0-Kabel angeschlossen ist? Würden diese 2.0-Geräte theoretisch die zusätzlichen Drähte in einem 3.0-Kabel verwenden?

Nein, das ist ein Wunschdenken unter Ihrer Voraussetzung.
Ich verzichte auf diese Antwort :

Gemäß der USB3-Spezifikation von hier ändert sich die USB2-Funktionalität auf USB3-Hosts / Hubs nicht. USB2-Geräte arbeiten daher immer noch mit einer Broadcast-Methode (das heißt, sie teilen die gleiche alte USB-Geschwindigkeitsbandbreite mit allen anderen USB2-Geräten auf demselben Host / Hub). Für USB2-Geräte steht keine USB3-Kapazität zur Verfügung, da sich die SuperSpeed ​​USB3-Kapazität auf verschiedenen Kabeln befindet, die nicht an USB2-Geräte angeschlossen sind.


  1. Könnten die Ereignisanrufe von allen drei Geräten über ein einziges Kabel erzwungen werden, wodurch sich theoretisch Latenzzeiten ergeben?

Ja.

  1. Mir wurde gesagt, dass Power-USB-Hubs als Repeater fungieren. Ist das der Fall und wenn ja, könnte dies die Latenz reduzieren? Oder funktioniert ein Repeater nicht so?

Jeder USB - Hub ist „powered“, entweder mit einer externen Stromversorgung oder über die USB - Verbindung mit dem Host.
Es gibt keinen wirklich passiven (dh nicht mit Strom versorgten) USB-Hub. "Passiver USB-Hub" ist eine Fehlbezeichnung.
(Ein aktives USB-Verlängerungskabel ist eigentlich ein Hub mit einem Port oder eher ein Hub mit mehreren Ports, bei dem nur ein Downstream-Port verwendet wird.)
Der USB-Hub wird vom Host als separates USB-Gerät erkannt.

Durch das Einsetzen eines USB-Hubs (der als Repeater fungiert) wird die Latenz erhöht, jedoch nicht verringert.
Ein Repeater verwendet eine Methode zum Empfangen, Speichern und Weiterleiten, so dass er (oder ein beliebiges Gerät) die Latenz nach Bedarf nicht reduzieren kann.

Übrigens hat Ihr PC wahrscheinlich einen eigenen internen USB-Hub, und diese drei "individuellen" Anschlüsse werden wahrscheinlich zu einem einzigen USB-Hostcontroller.

Beachten Sie auch, dass passive USB-Verlängerungskabel anscheinend "illegal" sind, d. H. Nicht unter die USB-Spezifikationen fallen. Siehe Warum haben einige USB-Verlängerungskabel am weiblichen Ende eine verlängerte Abdeckung?

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JakeGould
  1. Ich weiß, dass das Anschließen der 2.0-Geräte an eine 3.0-Erweiterung keinen Vorteil von 3.0-Geschwindigkeiten bietet. Was aber, wenn sie alle an einen 3.0-Hub angeschlossen sind, der an ein 3.0-Kabel angeschlossen ist? Würden diese 2.0-Geräte theoretisch die zusätzlichen Drähte in einem 3.0-Kabel verwenden?

Wie andere gesagt haben, wird dies nicht passieren. USB 2.0-Kabel (und 1,1-Kabel) verfügen über 4 Anschlüsse und USB 3.0-Kabel über 8. Die verbleibenden 4 Kabel, wenn Sie ein USB 2.0-Kabel an eine USB 3.0-Verbindung anschließen, sind für das Gerät nicht vorhanden.

Das heißt, dass nicht alle Controller gleich sind. Und wie ich in dieser Antwort erkläre, habe ich beim Verbinden von USB 2.0-Festplatten mit USB 3.0-Anschlüssen im Vergleich zu USB 2.0-Anschlüssen auf ähnlichen Computern schnellere Übertragungszeiten festgestellt.

Grundsätzlich sind Protokollkompatibilität und Geschwindigkeit / Effizienz der Verwendung dieses Protokolls zwei verschiedene Dinge. Und ich gehe davon aus, dass USB 3.0-Controller einfach besser sind als einige USB 2.0-Anschlüsse.

Ich weiß, Ihre Frage bezieht sich auf die Latenzzeit, aber das ist nur ein schlanker Faktor. Wenn ein USB 3.0-Anschluss an einem Gerät vorhanden ist, würde ich empfehlen, dies mit USB 2.0-Geräten zu verwenden, um die Leistung zu verbessern.