teclados PS / 2 vs USB: desempenho e consumo de energia

Question

Até onde eu sei, teclados PS / 2 são controlados por interrupção, enquanto USB é pesquisado. Normalmente, um teclado PS / 2 foi atribuído a IRQ_1 no Windows.

Não sou especialista em hardware, mas à primeira vista parece que os teclados PS / 2 são mais eficientes. Então, aqui estão minhas perguntas:

1. Nos computadores modernos, o teclado PS / 2 é melhor (ou mais rápido) e, em caso afirmativo, seria perceptível? (por exemplo: no jogo)
2. Como eles não precisam de pesquisa, os teclados PS / 2 economizam energia em comparação com o USB? (perceba que não estou falando apenas do periférico aqui, mas do consumo geral de energia do computador).
3. No caso de o PS / 2 ter alguma vantagem sobre o USB, adicionar um adaptador PS / 2 ao meu teclado USB tornaria o dispositivo tão bom quanto um teclado PS / 2 real? Por outro lado, adicionar um adaptador USB a um PS / 2 seria tão ruim quanto um USB KB?

Obrigado antecipadamente.

Editar : explicarei # 2:

O USB precisa de pesquisa ativa. Portanto, a CPU deve dedicar alguns de seus ciclos para procurar pressionamentos de tecla, o que significa que o número de ciclos disponíveis para outras tarefas é menor. Isso pode fazer com que a frequência da CPU aumente, portanto, o consumo de energia seria maior. Um caso interessante: digamos que colocamos dois computadores idênticos de um lado para o outro, um usando um teclado PS / 2 e outro usando um teclado USB do mesmo modelo, e os mantemos ligados por um dia inteiro. Se pressionarmos apenas uma única tecla durante o dia, a quantidade de tempo de CPU que o teclado PS / 2 exigiu é muito menor do que a do USB. Portanto, em uma CPU com um escalonamento de frequência dinâmica extrema, o barramento USB exigiria mais energia em geral. Além disso, o protocolo USB precisa gerenciar vários dispositivos, acho que esse gerenciamento torna o processamento de uma chave USB computacionalmente mais cara que o IRQ dedicado no caso de teclados PS / 2. Esse é o tipo de considerações que eu estava fazendo no # 2, levando em consideração o PC como um todo, e não apenas quanto o KB sugar da entrada de 5V.

Editar
Parece que a questão das pesquisas é apenas com o USB 2.0, e de acordo com a Wikipedia , o USB 3.0 se livra do polling:

improved bus utilization – a new feature is added (using packets NRDY and ERDY) to let a device asynchronously notify the host of its readiness (no need of polling)

(teclados USB 3.0 são raros a partir de hoje. Eu só sei sobre um Gigabyte KB apresentado este ano na Computex, e eu duvido que ele use USB 3.0 para se livrar do polling, mas para fornecer um hub USB 3.0 teclado).

Eu também estou tentando encontrar dados concretos sobre qual é a taxa de pesquisa de um KB USB. Algumas pessoas dizem 125 Hz, e existem alguns ajustes até 1kHz. Por comparação, consoles como PS3 poll a 100 Hz e XBox a 125 Hz. Mesmo se 1KHz fosse o caso, pareceria desprezível em uma CPU de GHz (0,000001% de ciclos de CPU / segundo). Esses números levam a outra pergunta: para fins de jogos, qual seria a melhor (se alguma) para uma KB PS / 2 gerar 1k interrupções por segundo?

    

Answer 1

Tempos de resposta PS / 2 vs. teclados USB:
Há vários resultados interessantes, mas o ponto relevante para essa questão é que houve uma variação significativa entre os teclados, e todos os teclados USB testados tiveram um intervalo de varredura mais longo (18,77 ms - 32,75 ms) do que o PS / 2. teclados (2,83 ms - 10,88 ms).

Mais informações deste thread de Superusuário em si: Do USB or PS / 2 teclados respondem mais rápido

Consumo de energia entre os dois dispositivos e o consumo geral de energia: (Referencing HP Doc )

• USB
  Tensão de funcionamento: + 5VDC ± 5%
  Consumo de energia: máximo de 50 mA (com três LEDs acesos)

• PS / 2
  Tensão de funcionamento: + 5VDC ± 5%
  Consumo de energia: máximo de 50 mA (com três LEDs acesos)

Minha opinião sobre isso:
Assim, o consumo de energia máximo possível será de + 5V e a placa-mãe deve ter sido responsável por essa energia para a porta PS / 2, independentemente de seu consumo real. E sabemos que o USB nos dá + 5V de potência nele. O consumo real de energia varia um pouco de marca para marca. Alguns dizem que consome 50 mA, alguns dizem que é 70 mA, com um teto de 100 mA. Nada do que li até agora diz ou mostra mais de 100 mA de consumo real. Na verdade, o Windows também reporta 70 mA de energia real necessária. Mas meu Macbook mostra um requisito de 100 mA no USB. Assim, o consumo real de energia do teclado USB pode ser um pouco maior do que o teclado PS / 2. Anexando algumas imagens abaixo.

No Windows

NoMacBook

Explicando a pergunta atualizada em # 2:

• Bem, há apenas 1 controlador USB, mas cada porta USB é conectada individualmente. Portanto, o protocolo torna o dispositivo exclusivo para todas as portas.

• Portanto, cada dispositivo USB conectado a uma porta é conectado individualmente. Então, quando um dispositivo está conectado à porta, a porta nos diz qual dispositivo está conectado. Portanto, é como ter uma porta dedicada por dispositivo e o controlador tem os recursos de barramento para enviar várias solicitações simultaneamente ao processador.

• Então, em minha opinião, a quantidade de energia / tempo de CPU usado pelo teclado PS / 2 ou USB seria o mesmo. E se o teclado USB fosse pesado em processamento e energia, as pessoas não os usariam de maneira intercambiável. E nós também teríamos lido muito mais artigos de tecnologia sobre eles!

• Meu argumento pessoal sobre isso seria que a Apple só lhe dá portas USB no Mac Minis e iMacs, então a Apple faria isso se fosse tão intensivo em termos de energia e processo? Mesmo a maioria das novas máquinas Dell não tem portas PS / 2. (Deixe todo o hardware montado e personalizado de lado)

Answer 2

1. Esta é uma opinião pessoal, mas eu não esperaria nenhuma diferença notável. Seria muito mais dependente da qualidade / construção do hardware do teclado (por exemplo, a rapidez com que processa as teclas pressionadas, a rapidez com que reage ao pressionar uma tecla, etc.). A interrupção interromperia outras coisas sendo processadas, mas programas ou jogos ainda teriam que reagir primeiro. Não é como se toda a lógica do jogo estivesse no manipulador de interrupções.
2. Eu não tenho em mente as especificações PS / 2, mas considerar USB é geralmente algo como 5 V 500 mA, o que resultaria em 2,5 W. Agora olhe para CPUs e GPUs que podem (especialmente em um PC de jogos) ) leva mais de 250 W sozinho, isso parece muito negligenciável.
3. Definitivamente não! Mesmo que haja uma vantagem, você está adicionando outro passo / estágio, o que mataria toda a vantagem, ligando ambas as tecnologias uma após a outra. Vamos supor que o tempo de reação do USB seja de 0,1 segundo e o tempo de reação do PS / 2 seja de 0,05 segundos. Com um adaptador você provavelmente estaria em torno de 0,15 segundo ou talvez até mais.

Editar após a sua edição:

Estou assumindo que você gostaria de melhorar seus tempos de reação ou o que quer que seja. Se a sua questão é apenas teoricamente, ignore isso. Se você quiser "otimizar" sua experiência de jogo, basta pegar um teclado USB feito para jogar. Eles geralmente oferecem um comportamento mais consistente da impressora de teclas e podem ter outros recursos (por exemplo, detectar o quão profundo ou longo você pressiona, em vez de pressionar / não pressionar). Eu nem sequer tentaria me preocupar com o PS / 2, especialmente devido ao fato de que as portas PS / 2 são limitadas no hardware atual. Você provavelmente não quer ganhar alguns milissegundos na manipulação de entrada enquanto perde mais tempo devido à menor largura de banda de memória ou outras coisas.

Também algo completamente diferente a considerar para jogos: a taxa de atualização típica nos PCs de mesa atuais é de 60 Hz. Isso significa 60 quadros por segundo ou aprox. 16,67 ms por quadro. Isso leva ao fato de que, mesmo se você estiver pesquisando 1000 vezes por segundo, você não notará nenhuma reação mais rápida (comparado a, digamos, 100 vezes por segundo). Claro, os cálculos podem ser mais rápidos (por exemplo, simular o mundo do jogo a 100, 500 ou até 1000 quadros por segundo), mas eu ainda diria que você não notará nenhuma diferença real.