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Y a-t-il une raison technique pour laquelle il n'existe pas encore d'adaptateurs 10GbE USB 3.1 Gen 2 ?

Par exemple, il est pratiquement impossible de créer des adaptateurs FireWire sur USB car FireWire a besoin de DMA que l'USB ne fournit pas. Existe-t-il une raison technique de blocage similaire expliquant pourquoi aucun adaptateur Ethernet 10 gigabits n'est apparu en utilisant le port USB C (mais pas Thunderbolt) ? GigE sur USB 3.1 Gen 1 (et même USB 2.0) est partout, y a-t-il quelque chose dans la norme 802.3an qui bloque cela ?

Je comprends la situation économique ici, que les ordinateurs portables plus chers avec USB C sont également capables de Thunderbolt 3 et qu'il est peu probable que les propriétaires d'ordinateurs bon marché veuillent un adaptateur 10 GbE. Cette question, cependant, concerne les raisons techniques (car l'argument économique peut être contré par le fait que l'USB C est beaucoup moins cher que le Thunderbolt 3, mais encore une fois, laissons cet argument pour d'autres sites).

25voto

Karatekid430 Points 422

Je vais tenter une nouvelle fois de répondre, en étant cette fois-ci explicite plutôt qu'implicite.

Par exemple, il est pratiquement impossible de créer des adaptateurs FireWire sur USB car FireWire a besoin de DMA que l'USB ne fournit pas. Existe-t-il une raison technique de blocage similaire expliquant pourquoi aucun adaptateur Ethernet 10 gigabits n'est apparu en utilisant le port USB C (mais pas Thunderbolt) ?

Il ne devrait y avoir aucune raison pour que le 10GbE ne puisse pas exister. Les contrôleurs USB 2.5GbE et 5GbE d'Aquantia et Realtek sont la preuve que les adaptateurs >1GbE peuvent exister et existent effectivement. Le 10GbE sur USB pourrait arriver, mais comme je l'ai dit, après les frais généraux, le 10Gb/s USB ressemble plus au 6Gb/s. Il y a aussi le fait que la grande majorité des contrôleurs USB sont bloqués par PCIe parce que les vendeurs ne veulent pas sacrifier 4 voies PCIe 3.0 pour deux ports, ce qui rend la situation encore pire. J'ai vu beaucoup de contrôleurs USB 3.1 Gen2 à double port (20Gb/s au total) soutenus par PCIe 3.0 x1 (8Gb/s). Les contrôleurs Thunderbolt 3 sont l'implémentation la plus commune de l'USB 3.1 qui n'est pas goulot d'étranglement et peut fournir un USB 10Gb/s complet, mais comme nous le savons, si vous avez Thunderbolt 3, alors il n'y a aucun intérêt.

Comme quelqu'un l'a mentionné, le goulot d'étranglement n'a jamais empêché la fabrication d'adaptateurs USB 2.0 1GbE, mais ceux-ci ont été fabriqués parce qu'ils représentaient toujours une amélioration de la vitesse par rapport aux adaptateurs 100Mb/s. Comme le 10GbE sur USB ressemble davantage au 6Gb/s, il est plus probable qu'ils fabriquent des adaptateurs 5GbE (comme ils l'ont fait). Le seul avantage de fabriquer un adaptateur 10GbE avec un goulot d'étranglement plutôt qu'un adaptateur 5GbE complet serait de se connecter à des commutateurs 10GbE sans support NBASE-T à des vitesses >1GbE. Ce problème disparaîtra avec l'USB 3.2 (20Gb/s sur l'USB-C), mais le problème de la tendance à l'engorgement des contrôleurs USB ne fera qu'empirer.

L'USB a une mauvaise latence. Ce n'est peut-être pas aussi critique pour Ethernet que pour les unités de traitement graphique, mais à 10 Gb/s, cela peut faire une différence. Même avec ma carte Thunderbolt SANLink3 N1, Windows a du mal à faire passer 10 Gb/s dans le tuyau (Linux le fait sans broncher, c'est peut-être un problème de pilote). J'ai vu des gens comparer les adaptateurs Apple Thunderbolt 2 à Gigabit Ethernet aux adaptateurs USB et dire que les adaptateurs Thunderbolt PCIe sont plus économes en énergie et utilisent moins de CPU. Cela serait 10x plus perceptible avec 10GbE. Lorsque les adaptateurs USB 5GbE arriveront enfin sur les étagères, je suis sûr que quelqu'un testera et comparera les frais généraux, l'utilisation du CPU et l'efficacité énergétique avec les cartes Thunderbolt et/ou les cartes PCIe NBASE-T pures. Nous saurons alors ce qu'il en est.

La consommation d'énergie est un problème - en raison des grandes distances qu'ils doivent supporter. Je suis pratiquement sûr que sur des câbles courts, le 10GbE ne consomme pas autant d'énergie. Mon SANLink3 N1 peut utiliser environ 9W pour le contrôleur Ethernet et 2W pour le sous-système Thunderbolt, selon le fabricant (Promise Technology). Les ports Thunderbolt 3 garantissent 15W pour les appareils alimentés par le bus, mais l'USB n'offre pas de telles garanties. Le fabricant recevrait probablement de nombreuses plaintes concernant des problèmes causés par une alimentation insuffisante de certains (ou de nombreux) ports. Il devrait fournir une alimentation supplémentaire, ce qui rendrait le produit moins désirable en raison de sa commodité et de sa portabilité réduites. Les gens ne le prendraient pas bien, car tous les adaptateurs USB-Ethernet du passé ont été alimentés par le bus.

Les choses qui ne sont que PCIe, comme les GPU, ont généralement une dépendance critique au DMA, non seulement pour les performances, mais aussi dans la manière dont leurs pilotes sont écrits et dont leur interface physique est construite. Les seuls GPU USB sont les puces DisplayLink, et ce ne sont pas vraiment des GPU - ils prennent simplement un framebuffer du CPU / OS avec un pilote en mode noyau et le transforment en signal vidéo. D'un autre côté, l'Ethernet USB existe depuis très longtemps et a finalement atteint 5Gb/s, ce qui implique qu'il peut encore évoluer à l'avenir.

Le GigE sur USB 3.1 Gen 1 (et même USB 2.0) est partout, y a-t-il quelque chose dans la norme 802.3an qui bloque cela ?

Les raisons que j'ai évoquées ne sont pas techniques au sens où elles sont interdites par les normes ou presque impossibles à contourner. Aucune raison technique n'exclut la possibilité d'un véritable adaptateur USB 10GbE, mais il y a trop de problèmes pratiques pour que les fabricants s'y intéressent.

Je comprends la situation économique ici, que les ordinateurs portables plus chers avec USB C sont également capables de Thunderbolt 3 et qu'il est peu probable que les propriétaires d'ordinateurs bon marché veuillent un adaptateur 10 GbE. Cette question, cependant, concerne les raisons techniques (car l'argument économique peut être contré par le fait que l'USB C est beaucoup moins cher que le Thunderbolt 3, mais encore une fois, laissons cet argument pour d'autres sites).

Les raisons techniques ne sont pas insurmontables, mais en l'absence d'une adoption ou d'une demande générale, les fabricants estiment probablement que les inconvénients l'emportent sur les avantages. L'USB 3.2 (20Gb/s) devrait faire pencher quelque peu la balance du côté des avantages en permettant le 10GbE sans goulot d'étranglement (en supposant que le contrôleur soit soutenu par suffisamment de voies PCIe), mais il pourrait s'écouler un long moment avant qu'un adaptateur ne soit mis sur le marché pour l'USB 3.2 car l'adoption sera lente. Je ne sais pas si vous considérez que les limitations pratiques et économiques sont la même chose (comme dans, pas les limitations techniques).

Si cette réponse n'est pas adéquate, vous devrez préciser davantage ce que vous demandez et la forme que prendra la réponse.

5voto

Karatekid430 Points 422

Voici les annonces officielles pour les PHYs USB à NBASE-T :

Aquantia - AQC111U et AQC112U - https://www.aquantia.com/products/aqtion/chips/aqtion-aqc111u-aqc112u/

Realtek - RTL8156 - http://www.realtek.com/press/newsViewOne.aspx?NewsID=454&Langid=1&PNid=0&PFid=1&Level=1

Pour autant que je sache, les produits basés sur ces circuits intégrés ne sont pas encore disponibles dans les rayons, mais cela ne devrait plus tarder (je l'espère).

Il est intéressant de noter que l'AQC111U d'Aquantia sera goulotté par l'USB 3.1 Gen1. Bien qu'il utilise l'USB 5Gb/s pour l'Ethernet 5Gbps, il y aura des surcharges. Je présume que les frais généraux seront similaires à ceux de l'utilisation de disques SSD USB pour le transfert de fichiers, ce qui donne environ 280 Mb/s sur 480 Mb/s USB 2.0, soit environ 58 % pour l'utilisation ou 42 % de frais généraux. J'ai observé un maximum d'environ 35 Mo/s sur l'USB 2.0. Quelqu'un peut me corriger si c'est une mauvaise hypothèse.

Dans tous les cas, ils auraient dû utiliser l'USB 3.1 Gen2 pour 10Gb/s pour l'AQC111U et l'USB 3.2 pour 20Gb/s pour un hypothétique futur adaptateur USB 10GbE.

L'AQC112U et le RTL8156 ne sont pas affectés car ils ne sont que des adaptateurs 2.5GbE et l'USB 5Gb/s ne devrait pas les engorger.

Comme d'habitude, il convient de noter, pour les lecteurs qui disposent de ports Thunderbolt 3 sur leur ordinateur, qu'il existe déjà un grand nombre d'adaptateurs 10GbE pour Thunderbolt 3, dont certains sont portables et alimentés par le bus. Thunderbolt 2 ne fonctionnera pas avec les appareils alimentés par bus, car les adaptateurs Thunderbolt 2 vers Thunderbolt 3 ne fournissent pas de courant. La seule solution consiste à effectuer un branchement en guirlande via une station d'accueil Thunderbolt 3 alimentée.

Si Thunderbolt n'est pas une option pour vous, alors je suppose que vous êtes toujours intéressé par le sujet de cet article. Cela vaut la peine d'être mentionné car tout le monde n'est pas totalement au courant de Thunderbolt et n'a peut-être pas réalisé que c'était une option pour eux.

1voto

ButterBeavis Points 9

Le passage de 10GBE à USB ne se fera pas. Quelques raisons aujourd'hui. Le 10GBE consomme trop d'énergie (plus de 10 watts) et ne peut donc pas répondre aux spécifications d'alimentation de l'USB... et aucune société d'électronique de détail ne veut fabriquer un dongle USB enfichable. Le marché est trop petit. Peut-être quelques trucs de boutique, mais alors vous êtes à la recherche de 200 $ + ... De plus, je ne pense pas que les vendeurs de puces construisent une solution rentable à une ou deux puces. L'œuf ou la poule. Le marché n'est pas assez grand à cause de la consommation d'énergie pour investir car le produit final ne serait pas un marché assez grand. Le 10GBE nécessite également des câbles Cat6A ou Cat7. Cela ne fonctionnera pas avec des câbles Cat5/5E/6/6E. De nouveaux câbles sont nécessaires, ce qui réduit encore le marché potentiel, les consommateurs achètent sans lire les petits caractères = retour de *****************. Il existe des options Thunderbolt 2 et 3 vers 10GBE, Thunderbolt peut fournir plus de puissance. 15 Watts. Ils sont de 200 à 350 $ en fonction de ce que vous voulez. Google "10GBE thunderbolt" et vous verrez des produits de SONNET, PROMISE et AKITIO. Ils fonctionnent bien avec les MacBooks et les machines Win avec Thunderbolt2/3. J'ai utilisé les deux options thunder2 et 3. De plus, Thunderbolt est un PCIe sérialisé de 2ème/3ème génération, donc le pilote est similaire à une carte PCIe. L'USB est un pilote plus gourmand en ressources CPU, mais c'est une autre discussion.


Mais Bonne nouvelle : L'USB à 1/2.5/5gige sortira fin 2018. 2.5 et 5gige font partie de 2 nouvelles étapes intermédiaires récemment ajoutées dans le cadre de "N-BaseT". 2.5 et 5gige FONCTIONNENT sur les câbles existants. Bon, peut-être pas cat5. Mais 5E ou mieux. Ces dongles USB sont des puces Aquantia. Google "AQtion AQC111U" Ils peuvent s'adapter au budget d'alimentation de l'USB3 (je pense que 5 watts, soit 5v x 1a = 5 watts). Je suis très enthousiaste car j'ai besoin de plusieurs gigas, mais je n'ai pas besoin de 10GBE pour ce que je fais.

0voto

jdwolf Points 2120

Je n'ai pas encore trouvé un seul adaptateur qui utilise une usb 3 pour 10GbE, donc je pense que ce qui suit s'applique à la fois à la gen 1 et 2 usb 3.1.

La terminologie de l'USB 3.1 Gen 1 et Gen 2 prête à confusion.

L'USB 3.1 Gen 1 est une sous-ensemble de l'USB 3.0 ; c'est pourquoi les chipsets existants répondant simplement à certaines classifications de vitesse sont appelés USB 3.1 Gen 1.

L'USB 3.1 Gen 2 est une spécification distincte qui nécessite un connecteur différent.

Bien que je ne puisse pas parler de l'efficacité de la disponibilité de tels adaptateurs sur le marché, il est fort probable que ce soit parce que vous comparez des USB. débit maximal de signalisation des données à Ethernets taux de signalisation .

En effet, cela signifie que la grande majorité des périphériques USB 3.1 gen 2 n'atteignent pas les 10Gb/s. Il est donc plus logique d'utiliser PCI-e. Notez que PCI-e n'est pas beaucoup plus rapide par voie, mais la carte a accès à de nombreuses voies.

On en reparlera quand tu trouveras un adaptateur x1 PCI-e vers 10GbE.

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