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

Istotne aspekty korzystania z urządzeń USB

Korzystanie z koncentratorów USB, adapterów oraz przełączników KVM stało się powszechne w celu optymalizacji stanowisk pracy, zwiększenia liczby dostępnych portów oraz zapewnienia kompatybilności między różnymi urządzeniami. Ze względu na to, że standard USB sam w sobie jest podatny na problemy z konfiguracją, dodawanie kolejnych elementów do systemu rodzi pytania o potencjalny wpływ takich urządzeń na wydajność portów USB.

Jak dokładnie te komponenty oddziałują na efektywność USB i w jaki sposób zminimalizować związane z tym ewentualne spadki wydajności?

Kryteria oceny wydajności USB

Koncentratory, adaptery i przełączniki KVM mogą wpływać na działanie USB w różnych aspektach. Najistotniejsze z nich to:

• Opóźnienie (latency): Czas potrzebny na przesłanie sygnałów między urządzeniami. Im niższe opóźnienie, tym szybsza reakcja urządzeń peryferyjnych.
• Dostarczanie energii (power output): Ilość mocy, jaką port USB jest w stanie zapewnić. Większa moc wyjściowa umożliwia szybsze ładowanie urządzeń, a nawet zasilanie bardziej wymagających urządzeń.
• Szybkość przesyłania danych (data transfer rate): Ilość danych przesyłanych w określonym czasie. Wyższa prędkość transferu pozwala na szybsze przesyłanie większych plików.

Po omówieniu tych kryteriów, warto przyjrzeć się, jak adaptery, koncentratory i przełączniki KVM wpływają na wydajność USB w kontekście opóźnień, zasilania i szybkości przesyłania danych. Zacznijmy od adapterów USB.

Adaptery USB

Wyróżniamy dwa rodzaje adapterów USB: cyfrowo-cyfrowe oraz analogowo-cyfrowe/cyfrowo-analogowe.

Adaptery USB cyfrowo-cyfrowe służą do łączenia dwóch urządzeń cyfrowych. Zazwyczaj wykorzystują krótkie kable i nie wymagają dodatkowego przetwarzania sygnałów. Z racji prostoty takiego połączenia, adaptery te nie wpływają negatywnie na wydajność USB, o ile są kompatybilne z nowszymi wersjami USB.

Drugim typem są adaptery USB analogowo-cyfrowe. Służą one do łączenia i przetwarzania sygnałów analogowych dla urządzeń cyfrowych USB. Często są używane w przypadku sprzętu audio wykorzystującego połączenia analogowe, takie jak XLR, RCA i TRS, w tym popularne gniazda audio 3,5 mm.

Źródło obrazu: Jeden dzień/Usuń rozpryski

Przetworniki analogowo-cyfrowe (ADC) lub cyfrowo-analogowe (DAC) są kluczowe w procesie konwersji sygnałów. Jeżeli adapter jest dostosowany do standardu USB używanego przez urządzenia, nie powinny występować spadki przepustowości ani zasilania. Niemniej jednak, w wyniku dodatkowego przetwarzania związanego z konwersją sygnałów, może pojawić się opóźnienie.

Wpływ adapterów USB na wydajność jest z reguły niewielki. Jednak adaptery analogowo-cyfrowe mogą generować wystarczające opóźnienie, aby miało ono wpływ na aplikacje czasu rzeczywistego, takie jak nagrywanie audio czy gry. Jeżeli to możliwe, lepiej jest podłączyć urządzenia bezpośrednio do portów analogowych. Warto pamiętać, że interfejsy USB i miksery zazwyczaj oferują dedykowane porty do monitorowania słuchawek, które minimalizują opóźnienia.

Koncentratory USB

Koncentrator USB to urządzenie, które zwiększa liczbę portów dostępnych w komputerze. Pozwala ono na podłączenie wielu urządzeń peryferyjnych, takich jak dyski zewnętrzne, klawiatury czy drukarki, do jednego portu USB.

Koncentratory USB mogą mieć znaczący wpływ na wydajność, w szczególności na opóźnienia, dostarczanie energii i szybkość przesyłania danych. Każdy port USB w komputerze jest obsługiwany przez kontroler USB, który zarządza przesyłaniem danych, sygnałami sterującymi i zasilaniem.

Źródło obrazu: Lionel Lemarie/Flickr

Koncentratory USB, ponieważ podłączane są do jednego portu, dzielą kontroler USB na wszystkie dodatkowe porty. Prowadzi to do podziału przepustowości kontrolera, co może znacząco obniżyć wydajność. Wpływ na wydajność zależy od liczby urządzeń aktywnie korzystających z koncentratora.

Warto zaznaczyć, że niektóre porty USB w komputerze mogą już korzystać z tego samego kontrolera. Zbyt duże obciążenie koncentratora wpłynie również na wydajność tych portów.

Aby ograniczyć spadki wydajności wynikające z używania koncentratora USB:

• Należy unikać podłączania do koncentratora urządzeń wymagających wysokiej przepustowości, takich jak dyski flash USB czy karty do przechwytywania wideo. Zaleca się podłączanie urządzeń o niskiej przepustowości, np. klawiatury i myszy.
• W celu ładowania urządzeń warto wykorzystać zasilany koncentrator USB. Takie koncentratory wymagają podłączenia do portu hosta oraz do zewnętrznego źródła zasilania, co zapewnia wystarczającą moc do ładowania.
• Koncentrator USB należy podłączać do portu wykorzystującego najnowszą wersję USB. Najlepiej podłączyć go do portu USB-C lub niebieskiego portu USB-A.

Równie istotne jest unikanie maksymalnego obciążenia każdego portu USB, chyba że jest to absolutnie konieczne.

KVM (klawiatura, wideo, mysz)

Źródło obrazu: Laineema/Flickr

Przełącznik KVM umożliwia sterowanie wieloma komputerami przy użyciu jednego zestawu urządzeń peryferyjnych. Przełączniki KVM są przydatne, gdy użytkownik musi zarządzać kilkoma komputerami, ale nie chce używać osobnych zestawów urządzeń peryferyjnych. Choć istnieją oprogramowania KVM, fizyczny przełącznik KVM często oferuje lepszą wydajność.

Jednak fizyczne przełączniki KVM mogą wpływać na wydajność USB, w zależności od ich typu i konfiguracji. Urządzenia KVM z tą samą liczbą wejść i wyjść zazwyczaj nie wpływają na wydajność. Niektóre urządzenia KVM mają jednak pojedyncze wejścia dla każdego komputera i wiele wyjść dla urządzeń peryferyjnych, przez co wszystkie urządzenia peryferyjne korzystają z tego samego kontrolera USB.

Przy konfiguracji KVM istotne są ograniczenia długości kabli USB. Zalecana długość kabla dla USB 2.0 to 5 metrów, a dla USB 3.0 i nowszych – mniej niż 3 metry. Użycie 2-metrowego kabla wejściowego i 2-metrowego kabla wyjściowego dla każdego urządzenia peryferyjnego daje łącznie 4 metry, co przekracza zalecaną długość dla USB 3.0.

Przekroczenie zalecanej długości kabla prawdopodobnie nie wpłynie znacząco na zasilanie ani prędkość przesyłania danych. Opóźnienia mogą być jednak problemem, szczególnie dla graczy, gdzie dodatkowe milisekundy opóźnienia wejściowego są mocno odczuwalne.

Aby zapewnić, że KVM nie wpływa negatywnie na wydajność USB, należy:

• Używać najkrótszych kabli, nie przekraczając łącznie trzech metrów.
• Kupować wysokiej jakości kable USB, zwracając uwagę na standard, zasilanie i jakość wykonania.
• Wykorzystywać przełączniki KVM z tą samą liczbą wejść i wyjść. Unikać pojedynczego wejścia z wieloma wyjściami.
• Jeśli planujesz używać KVM do gier, rozważ zakup przełącznika obsługującego G-Sync, co może wpłynąć na płynność rozgrywki.
• Podłączać klawiaturę do dedykowanego portu klawiatury, a mysz do ogólnego portu/myszy. Porty te redukują opóźnienia podczas przełączania komputerów.

Kolejnym aspektem jest jakość wykorzystywanego sprzętu.

Wybieraj sprzęt wysokiej jakości

Koncentratory USB, adaptery i przełączniki KVM mogą wpływać na wydajność portów USB. Jednakże, spadki wydajności są często nieznaczne, jeśli urządzenia te są zgodne z najnowszymi wersjami USB, wykonane z materiałów wysokiej jakości i prawidłowo skonfigurowane. Nie warto oszczędzać na tych urządzeniach. Kupowanie tanich kabli o standardzie USB 2.0 tylko utrudni całe połączenie. Wybierz kabel o najnowszym standardzie USB i o najkrótszej długości. Na koniec zapoznaj się z instrukcją użytkowania koncentratora, adaptera lub KVM, ponieważ konfiguracja połączeń USB bywa bardziej złożona, niż mogłoby się wydawać.