Novo adaptador USB de 10 GbE é mais frio, menor e mais barato
(jeffgeerling.com)- O adaptador USB 3.2 de 10G baseado no RTL8159 é menor e mais barato do que os adaptadores Thunderbolt 10 GbE existentes, tornando-se uma opção forte em ambientes que exigem conexão RJ45 de 10 Gbps
- O desempenho real dependeu bastante da largura de banda da porta USB e, nos testes com 4 computadores, só chegou perto de velocidades de classe 10 Gbps no desktop com porta USB 3.2 Gen 2x2 de 20 Gbps
- No Mac, funcionou imediatamente sem driver, mas a velocidade mostrada nas configurações de rede apareceu incorretamente como
2500Base-T; no Windows, o dispositivo era reconhecido, mas não havia conexão de rede até instalar o driver da Realtek - No processamento bidirecional, houve grande variação entre sistemas: enquanto os dois Macs lidaram de forma simétrica com upload e download, o Framework e o desktop mostraram uma diferença clara entre desempenho de upload e download
- Devido à confusão nas nomenclaturas USB e às limitações das portas, o custo-benefício dos adaptadores 2.5G e 5G ainda costuma ser melhor em muitos casos; se for necessário 10 Gbps completo ou SFP+, um adaptador Thunderbolt pode ser mais adequado
Limitações de largura de banda do USB
- O adaptador USB 3.2 de 10G baseado no RTL8159 é uma opção menor e mais barata do que os adaptadores Thunderbolt 10 GbE existentes, mas o desempenho depende muito das especificações da porta USB à qual ele é conectado
- Durante anos, redes de 10 gigabit em notebooks dependeram na prática de adaptadores Thunderbolt 10 GbE caros, grandes e quentes como escolha padrão
- Já existiam adaptadores USB 2.5G e 5G, mas ainda havia casos em que era necessária mais largura de banda
- O modelo testado foi o modelo 10G de $80 da WisdPi, custando cerca do dobro da maioria dos adaptadores 5G e 2.5G, mas bem menos que os adaptadores Thunderbolt 10G tradicionais
- Para quem precisa de 10 Gbps via RJ45, ele pode ser uma escolha muito atraente, mas se 10 Gbps não for essencial, os adaptadores de 2.5 ou 5 Gbps oferecem melhor custo-benefício
- Dependendo do computador, este adaptador pode não entregar 10 Gbps completos, então a eficiência real dependeu da velocidade negociada da porta e do suporte à geração USB
Ambiente de teste e velocidades reais
- O adaptador foi testado em 4 computadores, cada um com especificações USB diferentes
- Framework 13 com AMD Ryzen AI 5 340 com USB 4 / USB 3.2 Gen 2
- MacBook Neo com suporte a USB 3.1 e USB 2.0
- M4 MacBook Air com suporte a USB 4 / USB 3.1 Gen 2
- Desktop com AMD Ryzen 7900x e placa-mãe B650 com suporte a USB 3.2 Gen 2x2
- Descobrir as especificações exatas das portas USB de cada dispositivo já é, por si só, um trabalho incômodo
- Alguns sites nem informam claramente se a porta é "3.2 Gen 2" ou "3.0"
- No Windows, mesmo ao conectar um dispositivo USB 3.2 Gen 2x2 como essa NIC de 10 Gbps, ele aparece apenas como "USB 3.0"
- Velocidades próximas dos 10 Gbps completos só apareceram no desktop AMD
- Esse sistema tinha uma porta USB 3.2 Gen 2x2 com throughput de 20 Gbps
- Tirando uma pequena sobrecarga, ele chegou perto da velocidade total de 10 Gbps
- Os demais dispositivos ficaram, em geral, na faixa de 6~7 Gbps
- Os dois Macs tinham largura de banda de porta equivalente, USB 3.1 Gen 2x1 de 10 Gbps
- Mesmo assim, o desempenho deles ficou consistentemente abaixo do Framework
Diferenças de funcionamento entre macOS e Windows
- No Mac, o adaptador foi reconhecido corretamente assim que conectado e funcionou de imediato, sem necessidade de instalar driver adicional
- Ainda assim, a aba Hardware das configurações de rede mostrava incorretamente a velocidade da conexão como
2500Base-T
- Ainda assim, a aba Hardware das configurações de rede mostrava incorretamente a velocidade da conexão como
- No Windows, o dispositivo era reconhecido, mas não se conectava à rede até que o driver mais recente da Realtek fosse baixado do site e instalado
- Para verificar a velocidade negociada da porta, a solução da Apple foi melhor
- A Apple permite ver a velocidade negociada da porta no app System Information
- No Windows, foi difícil encontrar onde essa informação poderia ser consultada
Características da largura de banda bidirecional
- Nos testes de largura de banda bidirecional, as diferenças entre os sistemas ficaram evidentes
- Os dois Macs lidaram de forma simétrica com o tráfego de upload e download
- O Framework mostrou uma diferença muito grande entre desempenho de upload e download
- O desktop registrou 9.5 Gbps em download e cerca de 5 Gbps em upload
- Para extrair todo o potencial deste adaptador, uma porta USB 3.2 Gen 2x2 de 20 Gbps é praticamente necessária
Confusão na nomenclatura USB
- A confusão de nomes do USB ao longo dos últimos 10 anos tornou difícil para o usuário entender o nível real de suporte do próprio computador
- A Microsoft mostra todas as conexões USB 3.x como "3.0" na janela Device Settings
- Em muitos casos, é preciso consultar diretamente a ficha técnica para confirmar o suporte real
- Alguns computadores indicam a velocidade na própria porta com marcações como "10" ou "20", mas isso ainda é raro
- Muitos fabricantes seguem a linha da Apple e simplesmente não rotulam as portas
Custo-benefício em relação a 5G e 2.5G
- Em portas USB com largura de banda insuficiente, um adaptador de 2.5 Gbps ou 5 Gbps pode ser a melhor escolha
- Ao testar o adaptador WisdPi de 5 Gbps mostrado na foto acima no M4 Air, ele alcançou 4.6 Gbps
- No mesmo ambiente, o adaptador de 10 Gbps foi 1.4x mais rápido
- O preço, porém, difere muito mais: $30 contra $80
- Se você já tem uma rede de 10 Gbps, usa RJ45 em vez de SFP+ e quer um dispositivo mais compacto do que um adaptador Thunderbolt grande e quente, este produto pode ser um bom negócio
- Por outro lado, se você precisa de desempenho total de 10 Gbps ou de suporte a SFP+, então um adaptador Thunderbolt ainda pode ser mais adequado em ambientes onde a porta Thunderbolt não oferece suporte a USB 3.2 Gen 2x2
- Se 10 Gbps não for necessário, neste momento os adaptadores de 2.5 Gbps ou 5 Gbps ainda entregam o melhor custo-benefício
Aquecimento e consumo de energia
- O aquecimento e o consumo de energia também foram verificados, mas a medição não foi abrangente
- Foi difícil medir o consumo absoluto porque, ao conectar um medidor de energia USB-C, a velocidade da conexão caía para USB 2
- Por isso, a medição não foi feita em condição de desempenho máximo
- Na velocidade mais lenta do USB 2, o consumo do adaptador foi de cerca de 0.86 Watts
- O aquecimento foi menor do que o esperado
- Os adaptadores 10 gig mais antigos baseados em Aquantia esquentavam muito e, por isso, o próprio gabinete funcionava quase como um grande dissipador de calor
- O produto da WisdPi subiu apenas até 42.5°C mesmo depois de alguns minutos de testes bidirecionais com
iperf3
- Essa temperatura é apenas morna, não tão quente a ponto de ficar difícil de tocar como em outros adaptadores 10 gig
Conclusão
- Mesmo que a faixa de $80 pareça cara, este não é o único produto com esse chip
- No AliExpress, há muitas alternativas
- Para desktop, também é possível encontrar versões em forma de placa PCI Express que contornam as exigências da porta USB
- Mesmo com o aumento geral de preços na computação pessoal, este dispositivo é mais barato, menor e, se a porta USB atender aos requisitos, pode ser uma opção melhor
1 comentários
Comentários do Hacker News
Comprei um assim que saiu e testei. O adaptador baseado em RTL custou US$ 74 no eBay, e a comparação foi com o adaptador USB-4 AQC113 da IO CREST na Amazon, por US$ 87
Rodando
iperf3de um MacBook Pro para uma máquina Linux, o lado RTL era menor e esquentava muito menos, mas a velocidade ficava em cerca de 6 Gbps e com bastante jitterJá o adaptador AQC, por ter carcaça metálica, ficava quente a ponto de ser desagradável tocar, mas manteve 9,3 Gbps de forma estável
Como a diferença de preço era só uns US$ 13, acabei continuando com o USB-4 AQC, que é mais rápido e tem menos jitter
A configuração padrão do iperf3 não é multithread, então isso pode ter distorcido o teste
Computadores mais potentes aguentam a taxa de interrupções necessária para lidar com 10 gig via USB, mas hardware de baixo consumo como o Macbook Neo pode bater nesse limite
Fico curioso para ver como seria rodando de novo com opções como
-P 4, de acordo com o número de núcleos-P 2e-P 4, e a diferença nos resultados ficou dentro de 2%Núcleos A/M mais recentes e núcleos Zen 5 conseguem processar 10 Gbps via USB sem dificuldade mesmo com apenas um núcleo
Já em Pi ou mini PCs com N100, foi preciso aumentar as threads para passar de 5~6 Gbps, e o adaptador de 25 Gbps que estou testando também precisou de multithread em CPU Ampere para medir acima de 10 Gbps
Então é menos comum do que antes que a quantidade de interrupções em si seja o gargalo
Ainda existe um limite de packets/sec por núcleo, mas é difícil dizer que a causa seja a interrupção em si
Ele suporta multithread
10 Gbps no fim das contas dá algo como 1,2 GB/s, e não são muitos os aplicativos que usam fluxos paralelos
Os nomes das versões do USB são realmente confusos
Eu entendia tudo antes, mas o USB-IF reformulou os nomes e passou a usar o mesmo nome para várias versões, além de reaproveitar nomes antigos para versões diferentes
Agora, quando alguém fala USB 3.2 gen 2x2, já não fica muito claro o que isso quer dizer
USB 5 Gb/s é USB 3.2 gen 1 e pode existir em Type-A ou Type-C
USB 10 Gb/s é USB 3.2 gen 2, e USB 20 Gb/s é USB 3.2 gen 2x2, que é exclusivo de Type-C
Além disso, a rotulagem USB de 5 Gb/s é praticamente marketing, porque a velocidade efetiva fica mais perto de 4 Gb/s, então faz mais sentido dizer que USB de 10 Gb/s é 2,5 vezes mais rápido, e não 2 vezes, do que USB de 5 Gb/s
USB de 10 Gb/s e Ethernet de 10 Gb têm a mesma velocidade nominal, mas o overhead do USB é maior, então a taxa real de transferência fica um pouco abaixo
Como no texto principal, um pouco acima de 7 Gb/s parece meio baixo, e pode ser influência do driver no Windows
Em outros sistemas como Linux, é possível que a taxa de transferência seja maior
O próprio conector USB-C já nunca foi claro desde o início
Ele pode ou não fornecer energia, pode ou não receber energia, pode ser rápido ou lento, pode ou não ter saída de vídeo, pode transportar PCI Express ou não, e na aparência é quase sempre igual, além de os cabos muitas vezes não deixarem claro do que são capazes
Ter funções diferentes em cada porta seria aceitável se isso estivesse bem documentado na ficha técnica, mas na prática a documentação é fraca demais
É difícil descobrir se há suporte a DisplayPort, qual o desempenho se houver, quanta energia fornece e qual é a velocidade real de dados
Por isso, com bastante frequência, a gente simplesmente conecta e torce para funcionar
Tudo acima de carregamento de 5 W e transferência de 5 Gbps é basicamente opcional, o que só aumenta a confusão
Parece uma forma horrível de retrocompatibilidade, ou talvez uma tentativa de se preparar para o futuro
A nomenclatura do USB4 é melhor, e eles estão promovendo rótulos simples de velocidade de dados e potência, o que facilita mais do que antes escolher o que você precisa
Se você fica confuso sobre quando há 10GbE completo em hardware da Apple, dá para resumir assim
O adaptador Thunderbolt para 10GbE ainda é a melhor opção, e praticamente todos os notebooks desde o MacBook Pro Intel de 13 polegadas de 2018 em diante conseguem 10GbE completo e simétrico
Isso inclui o MacBook Air a partir do M1
Já o hardware da Apple não suporta USB 3.2 gen 2x2 de 20 Gbps, então esses chips RTL8159 reduzem a conexão para 10 Gbps e, por causa do overhead de processamento, o throughput Ethernet real fica em torno de 5~7 Gbps
Mac Mini com upgrade e o Apple Studio básico têm porta 10GbE embutida
Por enquanto, em notebooks da Apple, adaptadores Thunderbolt continuam sendo a opção mais confiável para 10GbE
Nesta semana também anunciaram um cartão de expansão da Framework
https://frame.work/nl/en/products/wisdpi-10g-ethernet-expansion-card
Alguns NICs hoje em dia removeram 10/100, então fico feliz em ver que isso não é algo obrigatório nem em dispositivos baratos
Se esse cartão for basicamente o mesmo adaptador em outra carcaça, fico curioso se ele também ficará preso nesse limite de 7 Gbps
O que eu realmente quero é um produto com porta SFP+
Para Ethernet de 10g, DAC é mais barato, e se precisar ir mais longe basta trocar por multimodo de US$ 7
Cat6 vai por especificação até 55 m, e Cat6a chega aos mesmos 100 m do Cat7
Para um trecho curto até um switch próximo, até Cat5e de boa qualidade costuma aguentar bem no uso real
Já rodei 10G sem erros em distâncias médias com Cat5e na parede
Está fora da especificação, mas na prática muitas vezes funciona
Eu também uso DAC quando posso, mas a maioria das pessoas só quer plugar na porta RJ45 da parede e mandar para o switch do cômodo ao lado
Também existem alguns adaptadores SFP+ para Thunderbolt/USB4, mas não costumam ser baratos
Se for pensar em custo-benefício e flexibilidade ao mesmo tempo, eu diria que um switch de 25 Gb usado é melhor
A maioria dos switches de 25 Gb suporta 1/10/25 Gb
Tenho a sensação de que redes de 10 Gb já são, na prática, geração passada há mais de 10 anos
Por exemplo, produtos como o https://www.qnap.com/en/product/qna-uc10g1sf
Para a maioria das distâncias realistas, Cat6 já basta para 10G
Pensando no usuário-alvo desse tipo de placa, é muito mais realista mandar comprar um cabo Cat6 do que exigir que compre transceptores ou DAC
A flexibilidade de migrar para fibra é um assunto meio separado do objetivo de uma NIC USB, e o próprio módulo SFP+ pode acabar custando mais do que a NIC mostrada aqui
Começou em coaxial grosso, mas até hoje Ethernet pode ser twisted pair, DAC, fibra e até sem fio
Ainda assim, se você já tem cabeamento na parede, 10G via RJ45 é bem útil
No meu caso, funcionou até com cabo Cat5, nem era Cat5e
Pode ser que nem todos os trechos funcionem, e usar tudo ao mesmo tempo também pode mudar o cenário, mas até agora tive sucesso em dois de dois
A especificação assume algo como 100 m em ambiente de cabeamento denso; em residências, o cabeamento costuma ser mais curto, menos congestionado e às vezes de qualidade melhor do que a indicada no rótulo, então há uma boa margem
10GbE parece estar numa posição meio estranha
A largura de banda vai no máximo a 1,25 GB/s, mas o preço ainda é considerável; ao mesmo tempo, é insuficiente para aproveitar SSDs de verdade e geralmente é exagero para HDDs
Se for SSD, por latência e desempenho Thunderbolt ou 40GbE para cima parecem melhores; se for HDD, 2,5 Gbit parece suficiente
Então 10GbE dá a sensação de ficar no meio entre duas opções mais realistas
É fácil conseguir equipamento corporativo antigo, é barato e é rápido o bastante para o que eu preciso
A Mikrotik vende switch com 4x10 Gb + 1x1 Gb por cerca de US$ 150, e modelos com 8x10 Gb ficam por volta de US$ 275
SFP+ e fibra saem em conjunto por algo como US$ 50, placas PCIe de 10 Gb com chip Intel novo custam uns US$ 50 na Amazon, e eu comprei placas Mellanox usadas por cerca de US$ 25 no eBay
Tudo funciona normalmente em FreeBSD e Linux
Antigamente 10 Gb em cobre consumia mais de 5 W por porta e SFP com cabo era caro, mas na prática fibra é mais ecológica
Não usa cobre, consome menos energia e usa menos plástico por metro
Por isso, minha configuração é principalmente com módulos ópticos SR, BR e DAC, e pretendo continuar usando fibra e evitando cobre ativamente
Algo em torno de 1 GB/s parece suficiente por muito tempo, e não acho que os arquivos básicos com que lido todos os dias estarão muito maiores em 2026 do que estão agora
Para escrita é mesmo exagero, mas em leitura fica claramente acima de 2,5GbE
Existe 5GbE, mas switches com suporte a 5GbE geralmente também suportam 10GbE
Se você acha que 10Gb é caro, os preços de equipamentos com largura de banda acima disso podem surpreender ainda mais
Em alguns casos, ali também você acaba precisando de fibra
Fico me perguntando se adaptadores assim também poderiam fornecer energia ao notebook
PoE++ pode entregar até 100 W, o que seria suficiente para a maioria dos notebooks
O que eu vi era só 2.5GBase-T com 802.3bt Type 3, coisa de 51 W
Se houver algo melhor, eu também tenho interesse
Mas, pessoalmente, eu não faço questão de usar 5Gb-T ou 10Gb-T, e algo em torno de 50 W já basta para a maioria dos usos
Com exceção da variante "2.5GPD2CBT-20V" em https://www.aliexpress.us/item/3256807960919319.html
Dá para fazer power cycle pelo switch, o que é muito mais elegante do que a tomada inteligente que uso hoje
https://hackaday.com/2023/08/14/adding-power-over-ethernet-support-to-a-mac-mini/
Só que existem apenas alguns adaptadores PoE para Dados + Energia e eles são bem caros
https://www.procetpoe.com/poe-usb-converter/
Pode ser mais rápido e estável do que Zigbee ou Wi‑Fi, além de reduzir a troca frequente de baterias
Ele carrega celular, mas não conseguiu manter vivo um notebook de baixo consumo que tenho aqui
Mesmo assim, parece que já estamos perto
Substituí o aqc113 por uma placa PCIe rtl8127
Funciona fria, tem menos disputa de chipset e o preço foi adequado
Foi uma boa compra, e esse chip de US$ 10 deve ajudar a trazer, nos próximos anos, equipamentos domésticos de 10 Gb mais baratos e mais eficientes energeticamente
Também tem discussão sobre a versão PCIe aqui
https://news.ycombinator.com/item?id=46423967