Czy koncentratory USB, adaptery i KVM wpływają na wydajność USB?

Kluczowe wnioski

Korzystanie z koncentratorów USB, konwerterów i KVM może mieć wpływ na wydajność USB w odniesieniu do opóźnień, zasilania i szybkości transmisji danych. Dlatego ważne jest, aby wziąć te aspekty pod uwagę podczas korzystania z takiego sprzętu.

Konwertery USB, zwłaszcza te, które konwertują sygnały analogowe na cyfrowe, mogą wprowadzać opóźnienia i wpływać na aplikacje o ścisłych wymaganiach czasowych. Jeśli to możliwe, zaleca się wykorzystanie połączeń analogowych zamiast polegania na portach USB w celu uzyskania optymalnej wydajności.

Koncentratory USB mogą negatywnie wpływać na wydajność USB ze względu na współdzielone kontrolery USB i ograniczoną przepustowość. Aby złagodzić taki spadek wydajności, zaleca się powstrzymanie się od podłączania urządzeń peryferyjnych o wysokiej przepustowości do koncentratora, zastosowanie zasilanego koncentratora USB i podłączenie go do portu obsługującego najnowszą iterację standardu USB.

Rzeczywiście, wraz ze wzrostem liczby osób włączających adaptery USB, koncentratory i KVM do swoich systemów w celu usprawnienia konfiguracji, zwiększenia dostępności portów i ułatwienia interoperacyjności urządzeń peryferyjnych, pojawiły się obawy dotyczące potencjalnego wpływu tych dodatkowych komponentów na funkcjonalność USB. Biorąc pod uwagę, że USB jest z natury podatne na błędy konfiguracji, konieczne stało się, aby użytkownicy rozważyli wpływ, jaki zewnętrzne urządzenia USB mogą wywierać na wydajność urządzenia.

W jaki sposób wykorzystanie takich komponentów wpływa na ogólną funkcjonalność technologii USB i czy istnieją jakieś środki, które można podjąć, aby złagodzić potencjalne obniżenie wydajności operacyjnej?

Metryki wydajności USB

Urządzenia USB, takie jak koncentratory, adaptery i KVM, mają znaczący wpływ na wydajność technologii USB w kilku kluczowych metrykach. Metryki te mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób urządzenia te mogą wpływać na ogólną funkcjonalność połączeń USB. Najważniejsze wskaźniki, na które wpływają te urządzenia, obejmują:

Czas transmisji danych między urządzeniami, znany jako opóźnienie, ma bezpośredni wpływ na szybkość reakcji komputerowych urządzeń peryferyjnych. Niższe opóźnienie oznacza szybszą i płynniejszą komunikację między podłączonymi urządzeniami.

Zdolność połączenia USB do dostarczania i zasilania jest znana jako Power Delivery/Output, co określa poziom szybkości ładowania różnych urządzeń elektronicznych, takich jak smartfony lub tablety, a także większe akcesoria, takie jak monitory zewnętrzne, w zależności od jego zdolności do dostarczania większej ilości energii.

Szybkość, z jaką przesyłane są informacje, mierzona jako ilość danych wymienianych w danym okresie, znana jest jako szybkość transferu danych.Im szybsze jest to tempo, tym więcej plików można przesłać w krótszym czasie.

W świetle naszego zrozumienia tych wskaźników wydajności, istotne jest omówienie, w jaki sposób adaptery USB, koncentratory i KVM mogą negatywnie wpływać na wydajność USB, wpływając na takie czynniki, jak opóźnienia, zasilanie i szybkość transmisji danych. Na początek przeanalizujmy wpływ adapterów USB na to spektrum.

Adaptery USB

Istnieją dwie różne odmiany adapterów USB, a mianowicie przetworniki cyfrowo-cyfrowe i przetworniki analogowo-cyfrowe/cyfrowo-analogowe.

Adaptery cyfrowo-cyfrowe USB służą jako środek do łączenia dwóch urządzeń cyfrowych poprzez ustanowienie bezpośredniego interfejsu między nimi za pośrednictwem odpowiednich portów USB. Składające się zazwyczaj z krótkich kabli adaptery te ułatwiają połączenie urządzeń w relacji jeden do jednego i nie wykonują żadnego dodatkowego przetwarzania przesyłanych sygnałów. W związku z tym adaptery cyfrowo-cyfrowe USB nie są ogólnie uznawane za mające wpływ na wydajność USB, pod warunkiem, że są w stanie obsługiwać bardziej zaawansowane iteracje standardu USB.

Inna odmiana adaptera znana jako analogowo-cyfrowy adapter USB służy do podłączania i konwertowania sygnałów analogowych do użytku z cyfrowymi urządzeniami USB. Adaptery te często wykorzystują sprzęt audio, który wykorzystuje połączenia analogowe, w tym kable XLR, RCA i TRS powszechnie spotykane w interfejsach audio jack 3,5 mm.

Image Credit:One Day/ Unsplash

Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC) lub przetwornik cyfrowo-analogowy (DAC) służy do przetwarzania sygnałów analogowych na cyfrowe dla naszych urządzeń USB. Tak długo, jak adapter jest zgodny z tą samą wersją USB urządzeń, nie powinieneś zauważyć żadnego spadku przepustowości lub mocy. Jednak nadal możesz odczuwać pewne opóźnienia ze względu na dodatkowe przetwarzanie potrzebne do konwersji sygnałów.

Adaptery USB mogą nie wpływać znacząco na ogólną wydajność USB; jednak przetworniki analogowo-cyfrowe w tych adapterach mogą wprowadzać opóźnienia, co może być problematyczne w przypadku niektórych zadań wrażliwych na czas, takich jak nagrania studyjne lub gry. W sytuacjach, w których istnieje opcja połączenia analogowego, generalnie lepiej byłoby skorzystać z tej metody niż polegać na interfejsie USB. Ponadto warto zauważyć, że większość interfejsów USB i mikserów audio posiada wbudowane funkcje bezpośredniego monitorowania słuchawek. O ile to możliwe, skorzystanie z tych portów pozwoli osiągnąć minimalne poziomy opóźnień.

Koncentratory USB

Koncentrator USB służy jako rozszerzenie liczby dostępnych portów USB w systemie komputerowym lub innym kompatybilnym urządzeniu hosta, umożliwiając jednoczesne podłączenie różnych urządzeń obsługujących USB, w tym zewnętrznych jednostek pamięci masowej, urządzeń wejściowych i sprzętu drukującego, za pośrednictwem pojedynczego interfejsu USB w komputerze.

Korzystanie z koncentratorów USB może mieć znaczący wpływ na ogólną wydajność urządzeń USB pod względem opóźnień, zasilania i szybkości transmisji danych. Wynika to z faktu, że każdy pojedynczy port USB w urządzeniu komputerowym jest połączony wyłącznie z pojedynczym kontrolerem USB. Funkcjonalność tego kontrolera obejmuje zarządzanie transferem danych, kontrolę sygnalizacji i regulację dystrybucji mocy.

Image Credit:Lionel Lemarie/ Flickr

Ze względu na zależność od pojedynczego portu USB do połączenia, koncentratory USB są wyposażone we współdzielony kontroler USB, który dzieli przepustowość między rozszerzone porty. W konsekwencji, taka alokacja może znacząco obniżyć ogólną wydajność urządzeń USB podłączonych za pośrednictwem koncentratora, zwłaszcza gdy jednocześnie korzysta z niego wiele urządzeń peryferyjnych.

Ponadto warto zauważyć, że niektóre porty USB w komputerach są kontrolowane przez to samo urządzenie. Jeśli dana osoba przeciąży koncentrator USB, może to negatywnie wpłynąć na funkcjonalność innych portów USB, które korzystają z tego samego kontrolera.

Aby złagodzić potencjalny spadek wydajności wynikający z korzystania z koncentratora USB, zaleca się przestrzeganie pewnych najlepszych praktyk. W ten sposób można zminimalizować negatywny wpływ wykorzystania dodatkowego urządzenia w procesie przesyłania danych.

Podczas korzystania z koncentratora USB zaleca się powstrzymanie się od podłączania wysokowydajnych urządzeń peryferyjnych, takich jak dyski flash USB lub karty przechwytywania wideo. Zamiast tego zaleca się podłączanie urządzeń wymagających mniejszej ilości danych, takich jak klawiatury i myszy, aby zminimalizować obciążenie kontrolera USB.

Jeśli potrzebujesz stacji do ładowania urządzeń, optymalnym rozwiązaniem może być wykorzystanie zasilanego koncentratora USB. Aby skonfigurować taki koncentrator, wystarczy podłączyć jeden koniec przewodu zasilającego do wyznaczonego portu “hosta” w komputerze lub gniazdka ściennego, a następnie podłączyć drugi koniec przewodu do samego koncentratora. Następnie podłącz różne urządzenia do dostępnych portów USB w hubie. Po podłączeniu wszystkich urządzeń, hub dostarczy wystarczającą ilość energii do każdego z nich dzięki zintegrowanym funkcjom ładowania.

Podłącz koncentrator USB do dostępnego portu zgodnego z najnowszą specyfikacją USB.Identyfikacja takich portów może się różnić w zależności od urządzenia; jednak ogólnie zaleca się użycie w tym celu portu USB-C lub portu USB-A w kolorze niebieskim znajdującego się w urządzeniu.

Zaleca się powstrzymanie się od korzystania ze wszystkich dostępnych portów USB, chyba że jest to absolutnie konieczne do zapewnienia optymalnej funkcjonalności.

KVM (Keyboard, Video, Mouse)

Image Credit: Laineema/ Flickr

Przełącznik KVM to urządzenie sprzętowe, które umożliwia użytkownikowi sterowanie wieloma komputerami za pomocą jednego zestawu urządzeń peryferyjnych, zazwyczaj składającego się z klawiatury, monitora wideo i myszy. Przełączniki KVM są przydatne w sytuacjach, gdy użytkownik musi zarządzać wieloma komputerami, ale nie chce używać oddzielnych zestawów urządzeń peryferyjnych dla każdego z nich. Chociaż istnieje wielosystemowe bezprzewodowe oprogramowanie KVM, posiadanie fizycznego przełącznika KVM zapewnia lepszą wydajność.

Chociaż wirtualne KVM nie wpływają bezpośrednio na wydajność USB ze względu na brak zakłóceń sprzętowych, fizyczne KVM mogą nadal wpływać na wydajność USB w zależności od konfiguracji. Ogólnie rzecz biorąc, KVM z taką samą liczbą portów wejściowych i wyjściowych nie powinien znacząco wpływać na wydajność USB. Niemniej jednak niektóre konfiguracje KVM, które składają się z pojedynczego portu wejściowego dla każdego systemu hosta i wielu portów wyjściowych dla urządzeń, powodują współdzielenie tego samego kontrolera USB przez wszystkie podłączone urządzenia peryferyjne. Taki układ może prowadzić do obniżenia wydajności USB, ponieważ wszystkie urządzenia peryferyjne konkurują o zasoby z jednego kontrolera.

Poza fizycznymi ograniczeniami technologii KVM, należy wziąć pod uwagę ograniczenia narzucane przez kable używane do podłączania urządzeń peryferyjnych. W szczególności kable USB mają określony zasięg, w którym mogą skutecznie przesyłać dane między urządzeniami. Na przykład w przypadku USB 2.0 sugeruje się, aby maksymalna odległość między urządzeniem źródłowym a docelowym nie przekraczała 16 stóp lub 5 metrów. I odwrotnie, USB 3.0 i nowsze pozwalają na nieco krótsze odległości, ponieważ idealna długość kabla spada poniżej 9 stóp lub 3 metrów. Biorąc to pod uwagę, gdyby użyć dwumetrowych kabli zarówno do wejścia, jak i wyjścia w konfiguracji KVM, łączna długość wyniosłaby 4 metry. Biorąc pod uwagę, że współczesne systemy KVM wykorzystują złącze USB 3

Przekroczenie długości jednego metra może nie mieć znaczącego wpływu na moc i szybkość transmisji danych, ale warto zauważyć, że opóźnienia pozostają potencjalnym problemem, szczególnie dla entuzjastów gier typu first-person shooter, którzy postrzegają nawet niewielkie wzrosty opóźnień wejściowych jako dość zauważalne ze względu na charakter rozgrywki w czasie rzeczywistym.

Zapewnienie optymalnej wydajności środowiska maszyny wirtualnej opartej na jądrze (KVM) można osiągnąć poprzez staranne rozważenie i przestrzeganie pewnych wytycznych. Jedną z takich wytycznych jest unikanie działań, które mogą potencjalnie pogorszyć funkcjonalność lub wydajność urządzeń USB w zwirtualizowanym systemie. Aby zachować integralność połączeń USB, kluczowe jest monitorowanie wszelkich zmian wprowadzonych w ustawieniach konfiguracyjnych lub komponentach sprzętowych i weryfikowanie ich zgodności z istniejącą infrastrukturą. Dodatkowo, regularne aktualizacje oprogramowania powinny być stosowane, gdy tylko staną się dostępne, aby zapewnić instalację najnowszych poprawek bezpieczeństwa. Zaleca się również ograniczenie liczby maszyn wirtualnych uruchomionych na pojedynczej maszynie hosta, aby zapobiec przeciążeniu zasobów i negatywnemu wpływowi na ogólną wydajność.

Aby zminimalizować degradację sygnału i zapewnić optymalną wydajność, należy używać najkrótszych kabli, na jakie pozwala system. Zaleca się powstrzymanie się od przedłużania łącznej długości kabli powyżej progu trzech metrów.

Wybierając wysokiej jakości kabel USB, ważne jest, aby wziąć pod uwagę kilka krytycznych czynników, które mogą mieć wpływ na jego ogólną wydajność. Obejmują one wersję USB, możliwości zasilania i materiały konstrukcyjne użyte w procesie produkcyjnym. Dzięki dokładnej ocenie tych elementów można upewnić się, że wybrany kabel USB spełnia potrzeby i zapewnia optymalne wyniki.

W przypadku przełączników KVM zaleca się stosowanie takich, które mają taką samą liczbę portów wejściowych i wyjściowych. W przypadkach, gdy takie funkcje są dostępne, należy unikać połączeń za pomocą jednego kabla. Zamiast tego należy wybrać indywidualne kable dedykowane dla każdego urządzenia peryferyjnego, ponieważ taka konfiguracja generalnie zapewnia korzystniejsze rezultaty.

Dla graczy, którzy szukają KVM, warto rozważyć te z funkcjami G-Sync, ponieważ oferują one płynniejszą rozgrywkę.

Należy korzystać z wyznaczonych portów urządzeń wejściowych, w szczególności jednego przeznaczonego dla klawiatur i drugiego dla myszy. Porty te są wyposażone w funkcje emulacji sprzętowej, które minimalizują opóźnienia podczas przejść między podłączonymi urządzeniami.

Kolejnym ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę przy zakupie sprzętu komputerowego, jest jego ogólna jakość.

Nie oszczędzaj na sprzęcie

Przedłużacze peryferyjne USB, takie jak koncentratory USB, adaptery i przełączniki KVM, mogą wpływać na wydajność urządzeń USB. Niemniej jednak, wpływ na wydajność jest generalnie nieznaczny, pod warunkiem, że urządzenia te są zgodne z najnowszymi wersjami USB, są zbudowane z wysokiej jakości komponentów i zostały poprawnie skonfigurowane.Dlatego też nie należy oszczędzać na KVM, adapterach i koncentratorach podczas dokonywania zakupu systemu. Co więcej, inwestowanie w niespełniające norm kable USB 2.0 może skutkować wąskimi gardłami w całej sieci. Zamiast tego wybierz najnowocześniejszy kabel USB, który jest zgodny z najnowszymi standardami, jednocześnie minimalizując długość w największym możliwym stopniu. Wreszcie, upewnij się, że