La complejidad de USB-C que reveló el módulo Ethernet 10G de Framework

 (jeffgeerling.com)
1 puntos por GN⁺ 3 시간 전 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • La 10G Ethernet Expansion Card de WisdPi es un módulo 10GbE que se inserta en la ranura de expansión de Framework, pero su rendimiento real depende en gran medida de las especificaciones detalladas del puerto USB-C y de los drivers
  • Para que el controlador Realtek RTL8159 alcance velocidades cercanas a 10Gbps, necesita una conexión USB 3.2 Gen 2x2, es decir, de 20Gbps, por lo que se produce un cuello de botella en algunas configuraciones USB4 y en USB 3.2 Gen 2x1
  • En el Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, Windows 11 tampoco alcanzó la velocidad esperada y Linux rindió aún menos; en el Framework 12, con los drivers predeterminados, iperf3 se quedó en alrededor de 7Gbps
  • Al instalar el driver de Realtek en Windows, el Framework 12 registró más de 9.4Gbps, pero siguen existiendo limitaciones en transferencia bidireccional y temperatura
  • Para la mayoría de los usuarios, la Ethernet Expansion Card de 2.5Gbps, de unos $40, es una opción más realista; la WisdPi 10G Card de $99 solo vale la pena considerarla cuando se necesita una red cableada más rápida sin usar un dongle USB-C externo

Puertos USB-C y drivers que determinan el rendimiento 10GbE

  • La 10G Ethernet Expansion Card de WisdPi puede instalarse en una Expansion slot disponible de una computadora Framework y también puede usarse con Framework Desktop
  • Las Framework Expansion Card se conectan a la placa madre mediante USB-C, y esta estructura se convierte en la principal limitación para el rendimiento 10GbE
  • El controlador Ethernet Realtek RTL8159 integrado necesita una conexión USB 3.2 Gen 2x2, es decir, de 20Gbps, para alcanzar velocidades cercanas a los 10Gbps nominales
    • En muchas configuraciones USB4 y en todas las conexiones USB 3.2 Gen 2x1 se produce un cuello de botella
    • En ese caso, el ancho de banda queda limitado a menos de 8Gbps
  • En el Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, el ancho de banda promedio en Windows 11 no llegó a 9.4Gbps, el máximo práctico de una conexión de 10Gbps
    • En Linux, el rendimiento en la misma laptop fue un poco menor
    • La documentación de puertos de Framework indica que los puertos 1 y 3 de esa laptop soportan USB 3.2 Gen 2x2
  • En el Framework 12 se confirmó que soporta velocidades USB 3.2 Gen 2x2 según la documentación, pero en Linux no se obtuvo la velocidad esperada
    • En lsusb, el puerto aparece como 20000Mbps, es decir, 20Gbps
    • iperf3 registró solo unos 7Gbps
    • Se intentó descargar y compilar el driver de Realtek en Ubuntu 26.04, pero dio errores; se presume que se debe a que el kernel Linux 7.x de la distribución es demasiado nuevo
  • Incluso en Windows 11, al usar solo el driver predeterminado, el rendimiento de iperf3 en el Framework 12 fue similar al de Linux
    • Con USB Tree Viewer se confirmó que el puerto aparecía como Gen 2x2
    • En Windows, la instalación del driver de Realtek se completó correctamente y, después de eso, registró más de 9.4Gbps

El costo de una red cableada rápida: temperatura y portabilidad

  • En el entorno Windows con el driver de Realtek instalado, el rendimiento se acercó al nivel 10GbE deseado, pero el módulo se calentó mucho durante pruebas prolongadas
  • En la prueba bidireccional registró alrededor de 9Gbps de subida y entre 4 y 5Gbps de bajada
  • La temperatura de la superficie plástica inferior del módulo, medida con una cámara térmica, se acercó a 70°C
    • No es un nivel que cause una quemadura inmediata por contacto, pero el contacto prolongado puede provocar Toasted Skin Syndrome
    • WisdPi respondió que la temperatura de la superficie plástica cumple con los límites de seguridad de temperatura de IEC 62368-1
    • Su postura es que no hay problema si la piel no permanece en contacto con la superficie durante más de 10 segundos
  • Como las laptops suelen usarse sobre las piernas, se recomienda usar este módulo en un entorno que no sea sobre las piernas
    • En la mayoría de los casos de uso sobre las piernas, se suele usar WiFi
    • Como el módulo sobresale varios centímetros de la laptop, hay que retirarlo al usar una funda para laptop o una bolsa ajustada
  • Para la mayoría de los usuarios, la Ethernet Expansion Card de unos $40 es una opción más realista
    • Esta tarjeta soporta 2.5Gbps
    • Solo vale la pena considerar la WisdPi 10G Card de $99 cuando se necesita más velocidad y no se quiere usar un dongle USB-C externo
    • Al momento de escribir, la WisdPi 10G Card estaba agotada
  • El producto probado fue una unidad proporcionada por WisdPi para pruebas y reseña

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1 comentarios

 
GN⁺ 3 시간 전
Opiniones de Hacker News

  • Esto no trata tanto sobre la complejidad de USB-C, sino más bien sobre el caos que el USB IF creó para el viejo conector azul USB-A: USB 3.2 Gen 2x2.
    USB 3.2 Gen 2x2 es una variante de USB 3 de 20 Gb/s, pero su soporte es muy poco común, y crear hoy un dispositivo que lo requiera para alcanzar su máximo rendimiento es una decisión extraña. Si un puerto es de alta velocidad, normalmente tiene un soporte más amplio para USB4 o Thunderbolt 3 o superior, así que probablemente la razón haya sido que algún chip con atractivo comercial dudoso estaba disponible barato.
    Esto no mejora la confusión de USB-C de “qué soporta este puerto”, pero este caso específico es anterior a USB-C y normalmente casi no te lo vas a encontrar.

    • 3.2 Gen 2x2 y el 1x2, que a veces aparece en relación con cables deficientes, son exclusivos de USB-C.
      Los puertos y cables USB-C tienen cuatro carriles USB 3 “SuperSpeed”, no dos, y si usas un cable A-C solo se conecta un par de ellos. El modo “x2” está pensado para usar el segundo par de carriles que de otro modo quedaría sin uso.
      Aunque no siempre queda sin uso. El modo alternativo DisplayPort envía DisplayPort por esos dos carriles “libres” para usar datos USB 3 y DisplayPort a media velocidad al mismo tiempo, o usa los cuatro carriles para DisplayPort a velocidad completa y deja solo USB 2. Thunderbolt 3 y los USB4/TBT4 más recientes usan los cuatro carriles y tunelizan todo.
    • Una interfaz de Ethernet de 10 Gb/s no necesita un puerto USB de 20 Gb/s para dar su máximo rendimiento y, a diferencia de lo que cree el autor, ya llega a su tope con un puerto USB de 10 Gb/s.
      El uso principal de un puerto USB de 20 Gb/s es conectar un SSD NVMe externo cuando no tienes puertos USB4 o Thunderbolt más rápidos ni un SSD compatible.
      En un SSD NVMe externo por USB, un puerto USB de 20 Gb/s duplica el rendimiento, pero en una interfaz Ethernet de 10 Gb/s la mejora es prácticamente despreciable.
      No diría que los puertos USB Type-C de 20 Gb/s tengan soporte “muy raro”. Todas las mini PC o motherboards de escritorio que compré en los últimos 10 años tenían al menos uno de esos puertos.
      Donde esos puertos parecen escasos es en laptops, porque la mayoría de las laptops tiene pocos puertos USB en general.

  • Por el título no queda claro, pero esto no es un producto de Framework, sino uno hecho por Wisdpi para ajustarse al formato de tarjeta de expansión de Framework.

    • Me encanta ver que se forme un ecosistema alrededor de ese formato. Es como PCMCIA, pero en una versión que no es horrible.
    • Es un producto hecho en colaboración con Framework.
    • Me gustaría preguntarle a Nirav si sería posible crear un adaptador Ethernet USB-C basado en un chip Intel que permita usar las funciones vPro junto con chips Intel compatibles con vPro en laptops Framework.
      Cuando se reutilice una motherboard Framework como servidor doméstico más adelante, tener vPro daría funciones de administración, así que eso parece ser lo último que le faltaría.

  • Me dio risa ver Ethernet cableado de 10G en una laptop. Si fuera una estación de acoplamiento, lo entendería, pero aun así es divertido.
    Me gusta que los puertos de expansión de Framework estén basados en USB-C. Implementan de verdad una ranura hot-plug, que es la razón por la que USB se creó originalmente. Aun así, hace tiempo le dije a Intel que Ethernet podía ser más barato y alcanzar la misma velocidad si se usaba con ciertos tipos de paquetes, y ATA over Ethernet lo demostró. Claro que entonces el consorcio USB no podría cobrar su “impuesto de certificación” :-)
    Dejando el cinismo de lado, al ver este tipo de problemas de diseño quizá tendría sentido que en el futuro las laptops tengan una placa disipadora alrededor de los puertos enchufables. Aunque eso las haría más gruesas, y la gente está obsesionada con que sean delgadas.

    • ¿Qué cambia que haya una estación de acoplamiento? A veces quizá quieras dedicar 1 o 2 minutos a armar una configuración un poco más seria con la laptop, y eso es igual de razonable con o sin estación de acoplamiento.
    • En los primeros tiempos de las redes inalámbricas, tenía bonding entre la red inalámbrica y la cableada en la laptop. Creo que el Wi-Fi andaba por los 2 Mbps, pero cuando tenía que hacer una transferencia grande podía ir hasta un puerto cableado de la casa, enchufarme y obtener 100 Mbps.
    • Lo de multimedia ya se mencionó por otro lado, pero, por ejemplo, donde trabajo hay placas de desarrollo y prototipos con Ethernet 10G, y la mayoría de los desarrolladores usa laptops, no workstations fijas.
      Se puede probar con adaptadores Thunderbolt 10G pequeños pero excesivamente caros, y en muchos casos realmente se obtiene todo el rendimiento.
    • El problema de las estaciones de acoplamiento es que son más caras que un adaptador Ethernet. Como no quería gastar otros 400 dólares en un dock Caldigit (TS4), probé varios dongles de 2.5 Gbps o más en la laptop. Ya tengo un TS3 con Ethernet de 1 Gbps.
      Lamentablemente, los 3 dongles USB-C que probé rendían mucho peor que el Ethernet gigabit integrado del dock y parecían usar el chipset RTL8156, conocido por ser inestable.
      Ahora pedí un cuarto dongle. Si sigo comprando suficientes de estos, probablemente termine gastando más que si hubiera comprado el dock correcto desde el principio.
    • Si trabajas con medios, no es tan descabellado tener una conexión 10G en la laptop. De hecho, muchas veces la baja velocidad de la red obliga a usar algo como Thunderbolt en vez de un NAS. Por ejemplo, al descargar datos en un set de filmación.

  • Todas las tarjetas PCIe 10G Ethernet que he visto tenían disipador, y a veces incluso cubrían toda la tarjeta o traían un ventilador pequeño montado en el disipador.
    Esperar que eso funcione de forma permanente en una laptop es exigir bastante al presupuesto térmico.
    Además, la laptop en cuestión usa un chipset AMD FP8, así que, según cómo esté configurado el puerto, si está asignado a video, USB podría quedarse solo con 10G.

    • El nuevo chip de Realtek consume menos de 2 W en el chip en sí, y menos de 3 a 4 W en toda la placa: https://www.servethehome.com/cheap-10gbe-realtek-rtl8127-nic...
    • Justo ayer estaba comparando NICs Ethernet 10G, y ChatGPT insistía en que se calentaban muchísimo, sin importar el rendimiento real. Según decía, era así salvo que uno bajara y volviera a subir manualmente la velocidad del enlace.
      Por la misma razón por la que la carga inalámbrica se siente como un desperdicio, me hace replantearme si tiene sentido dejar un dongle así sobre el escritorio todo el día.
    • Sí, Ethernet 10Gb funciona caliente. Recableé mi casa con 10Gb (uso FTTP de 8Gb), y me preocupa bastante lo caliente que se pone el dock Thunderbolt.
    • Entonces, ¿la carcasa completa de la tarjeta de Framework tendría que haber sido de cobre?

  • ¿Solo llega al 95% de la velocidad anunciada del producto? Me parece bien. Sigue siendo una velocidad enorme.

    • El punto era que llegar a ese 95% fue demasiado delicado, y que si algo sale mal puede caer a un nivel más cercano al 75%.
    • En la dirección opuesta solo se obtienen 4 a 5 Gbps.

  • El USB de “5Gb/s” en realidad es USB de 4Gb/s, así que una interfaz Ethernet de 5Gb/s no puede alcanzar su velocidad máxima sobre USB de 5Gb/s; pero el USB de “10Gb/s” en realidad está lo suficientemente cerca de 10Gb/s.
    Ethernet de 10Gb/s tampoco es exactamente 10Gb/s, pero la diferencia es despreciable.
    Por lo tanto, para sacar la velocidad máxima de una interfaz Ethernet de 10Gb/s no hace falta USB de 20Gb/s; un puerto USB de 10Gb/s alcanza.
    El overhead de framing de datos en USB es un poco mayor que en Ethernet, así que el rendimiento máximo de una interfaz Ethernet USB de 10Gb/s es apenas menor que el de una NIC Ethernet PCIe, pero la diferencia no es significativa. Normalmente, otros factores como malos drivers de dispositivo o programas ineficientes generan variaciones mucho mayores en el rendimiento de Ethernet.
    El rendimiento de 9.4Gb/s obtenido en el artículo es totalmente razonable si se considera el overhead de los paquetes, y en términos de datos de usuario no se puede llegar a 10Gb/s independientemente del hardware. Una interfaz USB de 20Gb/s tampoco aportaría una mejora significativa.

  • Antes de que Jeff hablara de esto por primera vez, compré en AliExpress un adaptador Ethernet barato con el nuevo chip de Realtek por unos 55 euros.
    Funciona muy bien, pero como no tengo hardware USB 3.2 Gen 2x2, solo me da alrededor de 4Gbps. Aun así, estoy bastante satisfecho con solo haber superado la barrera de 1G, y cuando más adelante tenga mejor hardware podré seguir usando el adaptador. Tampoco hace falta pasar por las etapas de 2.5Gbps o 5Gbps.

  • Hasta cierto punto no entiendo la idea de hacer Ethernet como tarjeta de expansión en vez de dongle. Sobre todo si, como en este caso, sobresale por el costado del chasis.
    Si estás en movimiento, tienes que sacarla del chasis para que no se rompa dentro de la mochila. Entonces es más fácil dejar una tarjeta USB-C normal en ese puerto y meter un dongle en la mochila en vez de la tarjeta de expansión.
    Si no estás en movimiento, estás en un escritorio, y aun así creo que es mejor conectar un dongle que andar cambiando tarjetas de expansión con frecuencia.
    No digo que nunca quiera tarjetas de expansión, pero esto se siente como un uso bastante de nicho.

    • Mucha gente usa la laptop como reemplazo de escritorio y, en la práctica, la deja en un solo lugar o la mueve solo entre dos lugares (escritorio de casa/escritorio de la oficina), en vez de llevarla a todas partes.
    • En un lugar fijo o en un escritorio, también es muy común usar un dock con Ethernet.
      En cualquier caso, quizá exista para mostrarles a los consumidores lo que es posible. ¿Qué pasaría si se popularizara un estándar de red de menor altura?
    • ¿No son así muchas cosas de Framework? Los biseles de colores intercambiables son divertidos, pero bastante de nicho.
    • Yo tampoco lo entiendo bien.
      Si tuviera un puerto Ethernet plegable o extensible que quedara al ras del chasis cuando no se usa, tendría mucho más sentido.
      [0] Es más fácil mostrar a qué me refiero: https://www.reddit.com/r/TechnologyPorn/comments/hvlxep/orig...
    • No hay mucho que entender. El circuito no cabe dentro de la ranura de la tarjeta de expansión. Podrías conectar un dongle en su lugar, pero entonces queda un agujero grande en la laptop y un cable saliendo. O simplemente puedes comprar una mochila para laptop más ancha. Vienen en varios tamaños.

  • El cobre 10G es tristemente famoso por su alto consumo de energía. Por eso más del 90% de mis puertos 10G son SFP.

  • Veo el problema de temperatura casi por completo como un problema del cobre. Esto ocurre con cualquier interfaz que use cables CATx, y siempre se calientan muchísimo.
    A 10Gbps o más, SFP y la fibra más rápida siempre son la respuesta, porque casi no tienen problemas térmicos. El “único” problema es que muy pocas viviendas tienen cableado de fibra.