Como os hubs USB 3.0 e os cabos de extensão USB afetam a latência, se em tudo?

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Atualmente tenho três periféricos (mouse, teclado, tablet Wacom) todos conectados a uma porta USB individual no meu computador. Eles também têm seu próprio cabo de extensão USB de 6 pés (passivo) porque o computador está um pouco distante. Eles são dispositivos USB 2.0.

Para cortar os cabos, eu meio que queria simplificar as coisas. Execute um único cabo de extensão USB 3.0 de 6-10 pés do PC para um hub USB 3.0 de 4 portas que eu tenho por aí e plugue todos os três periféricos USB 2.0 nele.

Estou curioso sobre algumas coisas:

  1. Eu sei que conectar os dispositivos 2.0 em uma extensão 3.0 não terá qualquer vantagem de 3.0 velocidades. Mas e se todos eles estiverem conectados a um hub 3.0, conectados a um cabo 3.0? Isso faria com que esses dispositivos 2.0 usassem os fios extras em um cabo 3.0, teoricamente?

  2. Pode forçar as chamadas de evento de todos os três dispositivos por meio de um único cabo, teoricamente, adicionar latência?

  3. Já me disseram que os hubs USB funcionam como repetidores. É esse o caso e, em caso afirmativo, isso poderia reduzir a latência? Ou não é assim que um repetidor funciona?

Responda um ou alguns ou todos. Eu percebo que isso pode parecer uma coisa tão inconsequente, mas eu me preocupo com os detalhes. Muito obrigado pela leitura.

    
por Matthew Jendrasiak 06.04.2018 / 05:41

3 respostas

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  1. I know plugging the 2.0 devices into a 3.0 extension won't take any advantage of 3.0 speeds. But what if they're all connected to a 3.0 hub, connected to a 3.0 cable? Would that cause those 2.0 devices to use the extra wires in a 3.0 cable, theoretically?

O USB 3.0 inclui as conexões USB 2.0 para compatibilidade com versões anteriores, mas o tráfego é mantido separado. Existe um controlador USB 2.0 que manipula o tráfego USB 2.0 passando pela infra-estrutura do USB 3.0. Assim, você pode usar cabos e hubs USB 3.0, mas os dispositivos USB 2.0 recebem tratamento USB 2.0 por todo o caminho. A infraestrutura extra do USB 3.0 é ignorada.

  1. Might forcing the event calls from all three devices through a single cable theoretically add latency?

A palavra chave é "teoricamente". Sim, teoricamente, poderia adicionar latência para combinar os sinais através de um único caminho, mas você nunca saberia se isso acontecesse. Seus dispositivos (mouse, teclado e tablet) têm taxas de dados muito baixas. Mesmo em comparação com a largura de banda USB 2.0, os dados combinados de todos os três são como cuspir no oceano. Estatisticamente, haverá ocasiões em que haverá tentativas simultâneas de mover dados e alguns dados serão atrasados. Mas o atraso será na ordem de microssegundo ou menor. Os humanos não podem perceber atrasos nem mesmo em milissegundos.

Dito isto, isso não mudaria nada porque já está acontecendo. Grupos de portas USB no seu computador estão conectados a um hub interno (o hub raiz). Portanto, alimentar essas portas separadamente resulta em colisões acontecendo dentro do seu computador. Se você combinar os dispositivos em um hub externo, apenas moverá o local de onde essas colisões ocorrem.

  1. I've been told that powered USB hubs act as repeaters. Is that the case, and if so, could that reduce latency? Or is that not how a repeater works?

Repetidores são usados para estender os limites de distância de uma conexão. Um hub pode ser usado como um repetidor. Mas você só pode adicionar latência, não pode reduzi-la. Cada vez que o sinal é tratado, existe o potencial de introduzir atraso adicional (e você não pode enviá-lo de volta a tempo). Mas, novamente, tais atrasos são muitas vezes de magnitude muito curta para afetar qualquer coisa da qual você estivesse ciente.

Dito isso, você pode reduzir potencialmente a latência teórica usando um hub (que pode ser um hub USB 2.0) por um motivo diferente. O limite de distância do USB 2.0 é de 5 metros ao usar cabos projetados para essa distância.

Digamos que você tenha um dispositivo com um cabo de 5 'e adicione uma extensão de 10'. O fio no cabo do dispositivo pode ser dimensionado para uma operação total de 5 ', e o fio no cabo de extensão pode ser dimensionado para uma operação total de pouco mais de 10', e a qualidade do design dos cabos pode ser similarmente direcionada seu comprimento. Nesse caso, cada cabo já introduziu as perdas permitidas para a conexão e você está combinando as perdas dos dois cabos.

Assim, sua configuração já pode estar contribuindo para a latência e não está em um intervalo que você está ciente. Por esse motivo, a especificação USB define especificamente o uso de cabos de extensão como não-compatíveis, embora a falta de confiabilidade na prática atual possa estar em níveis aceitáveis para sua finalidade, especialmente com dispositivos de entrada humana de taxa de dados baixa.

Assim, combinar os dispositivos em um hub e usar um cabo longo para conectar o hub ao computador pode reduzir a latência de sua configuração atual (não que você saiba), garantindo que cada conexão esteja bem dentro da porta USB. limites.

    
por 07.04.2018 / 01:05
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  1. I know plugging the 2.0 devices into a 3.0 extension won't take any advantage of 3.0 speeds. But what if they're all connected to a 3.0 hub, connected to a 3.0 cable? Would that cause those 2.0 devices to use the extra wires in a 3.0 cable, theoretically?

Não, isso é uma ilusão, considerando sua premissa.
Eu defer a esta resposta :

According to the USB3 specification from here, USB2 functionality on USB3 hosts/hubs does not change. Therefore, (putting power issues aside) USB2 devices still operate with a broadcast method, meaning it will share the same old USB speed bandwidth with all other USB2 devices on the same host/hub. USB2 devices will not have USB3 capacity available to it, as the SuperSpeed USB3 capacity is on different wires that are not connected to USB2 devices.

  1. Might forcing the event calls from all three devices through a single cable theoretically add latency?

Sim.

  1. I've been told that powered USB hubs act as repeaters. Is that the case, and if so, could that reduce latency? Or is that not how a repeater works?

Cada hub USB é "alimentado" , com uma fonte de alimentação externa ou através da conexão USB ao host.
Não existe um hub USB verdadeiramente passivo (ou seja, não energizado). "Hub USB passivo" é um equívoco.
(Um cabo de extensão USB ativo é, na verdade, um hub de porta única ou, mais provavelmente, um hub de várias portas, com apenas uma porta downstream usada.) O hub USB é reconhecido pelo host como um dispositivo USB distinto.

Portanto, inserir um hub USB (que atua como um repetidor) adicionará latência e não reduzi-lo.
Um repetidor usa um método de recebimento, armazenamento e encaminhamento, portanto, não há como (ou qualquer dispositivo) reduzir a latência conforme solicitado.

BTW, seu PC provavelmente tem seu próprio hub USB interno, e essas três portas "individuais" provavelmente se encaixam em um único controlador host USB.

Observe também que os cabos de extensão USB passivos são aparentemente "ilegais", isto é, não cobertos pelas especificações USB. Veja Por que alguns Os cabos de extensão USB possuem uma cobertura estendida na extremidade fêmea?

    
por 06.04.2018 / 22:48
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  1. I know plugging the 2.0 devices into a 3.0 extension won't take any advantage of 3.0 speeds. But what if they're all connected to a 3.0 hub, connected to a 3.0 cable? Would that cause those 2.0 devices to use the extra wires in a 3.0 cable, theoretically?

Como outros já disseram, isso não vai acontecer. Os cabos USB 2.0 (e 1.1) possuem 4 conectores e os cabos USB 3.0 possuem 8. Os 4 restantes quando você conecta um cabo USB 2.0 a uma conexão USB 3.0 não existirão no dispositivo.

Dito isto, nem todos os controladores são criados iguais. E como eu explico nesta resposta , notei tempos de transferência mais rápidos ao conectar discos rígidos USB 2.0 em portas USB 3.0 quando comparados para portas USB 2.0 em máquinas semelhantes.

Basicamente, a compatibilidade do protocolo e a velocidade / eficiência do uso desse protocolo são duas coisas diferentes. E minha suposição é que os controladores USB 3.0 são simplesmente melhores do que algumas portas USB 2.0.

Eu percebo que sua pergunta é sobre latência, mas isso é apenas um fator magro no meio disso tudo. Se houver uma conexão USB 3.0 em um dispositivo, recomendo usá-lo com dispositivos USB 2.0 para melhorar o desempenho.

    
por 07.04.2018 / 02:01