नया 10 GbE USB अडैप्टर ज्यादा ठंडा, छोटा और सस्ता है
(jeffgeerling.com)- RTL8159-आधारित 10G USB 3.2 अडैप्टर मौजूदा 10 GbE Thunderbolt अडैप्टरों की तुलना में छोटा और सस्ता है, और उन वातावरणों में एक मजबूत विकल्प बनता है जहाँ RJ45-आधारित 10 Gbps कनेक्शन चाहिए
- वास्तविक प्रदर्शन काफी हद तक USB पोर्ट बैंडविड्थ पर निर्भर था, और 4 कंप्यूटरों के परीक्षण में केवल USB 3.2 Gen 2x2 20 Gbps पोर्ट वाले डेस्कटॉप पर ही यह लगभग 10 Gbps-स्तर की गति के करीब पहुँचा
- Mac पर यह बिना ड्राइवर के तुरंत काम कर गया, लेकिन Network settings में स्पीड
2500Base-Tके रूप में गलत दिखी, जबकि Windows में डिवाइस पहचान लेने के बाद भी Realtek driver install होने तक नेटवर्क कनेक्शन नहीं बना - द्विदिश प्रोसेसिंग में सिस्टम के अनुसार बड़ा अंतर दिखा; दो Mac डिवाइसों ने upload और download को संतुलित रूप से संभाला, जबकि Framework और डेस्कटॉप में अपलोड-डाउनलोड प्रदर्शन का अंतर स्पष्ट था
- USB नामकरण की उलझन और पोर्ट सीमाओं की वजह से 2.5G और 5G अडैप्टरों की value for money अभी भी कई मामलों में बेहतर रही, और अगर पूरा 10 Gbps या SFP+ चाहिए तो Thunderbolt अडैप्टर ज्यादा उपयुक्त हो सकता है
USB बैंडविड्थ सीमाएँ
- RTL8159-आधारित 10G USB 3.2 अडैप्टर मौजूदा 10 GbE Thunderbolt अडैप्टरों की तुलना में छोटा और सस्ता विकल्प है, लेकिन इसका प्रदर्शन काफी हद तक जुड़े हुए USB पोर्ट के स्पेक पर निर्भर करता है
- कई वर्षों से लैपटॉप पर 10 gigabit networking के लिए महंगे, बड़े और ज्यादा गर्म होने वाले 10 GbE Thunderbolt अडैप्टर ही लगभग डिफ़ॉल्ट विकल्प बने हुए थे
- 2.5G और 5G USB adapters पहले से उपलब्ध थे, लेकिन ज्यादा बैंडविड्थ की जरूरत वाले उपयोग के मामले अब भी मौजूद थे
- परीक्षण के लिए WisdPi का $80 10G मॉडल लिया गया, जिसकी कीमत ज्यादातर 5G और 2.5G अडैप्टरों से लगभग दोगुनी है, लेकिन यह मौजूदा Thunderbolt 10G अडैप्टरों से काफी सस्ता है
- अगर RJ45-आधारित 10 Gbps चाहिए, तो यह एक मजबूत विकल्प हो सकता है, लेकिन अगर 10 Gbps अनिवार्य नहीं है, तो 2.5 या 5 Gbps अडैप्टर value for money के लिहाज से बेहतर हैं
- यह अडैप्टर कंप्यूटर के अनुसार पूरा 10 Gbps नहीं दे सकता, इसलिए वास्तविक क्षमता पोर्ट की negotiated speed और USB generation support पर निर्भर रही
टेस्ट वातावरण और वास्तविक गति
- अडैप्टर का परीक्षण 4 कंप्यूटरों पर किया गया, और हर एक की USB स्पेसिफिकेशन अलग थी
- Framework 13 with AMD Ryzen AI 5 340 में USB 4 / USB 3.2 Gen 2 शामिल है
- MacBook Neo में USB 3.1 और USB 2.0 support है
- M4 MacBook Air में USB 4 / USB 3.1 Gen 2 support है
- AMD Ryzen 7900x और B650 motherboard वाले डेस्कटॉप में USB 3.2 Gen 2x2 support है
- हर डिवाइस के सटीक USB पोर्ट स्पेक का पता लगाना अपने आप में झंझटभरा था
- कुछ वेबसाइटें यह तक स्पष्ट नहीं करतीं कि पोर्ट '3.2 Gen 2' है या '3.0'
- Windows, USB 3.2 Gen 2x2 जैसे 10 Gbps NIC डिवाइस को जोड़ने पर भी उसे केवल "USB 3.0" के रूप में दिखाता है
- पूरे 10 Gbps के करीब की स्पीड केवल AMD डेस्कटॉप पर मिली
- इस डिवाइस में 20 Gbps throughput वाला एक USB 3.2 Gen 2x2 पोर्ट था
- थोड़े से overhead को छोड़कर यह लगभग पूरी 10 Gbps स्पीड तक पहुँच गया
- बाकी डिवाइस आम तौर पर 6~7 Gbps के स्तर पर ही रहे
- दोनों Mac डिवाइसों में प्रति पोर्ट समान USB 3.1 Gen 2x1 10 Gbps बैंडविड्थ थी
- फिर भी प्रदर्शन लगातार Framework से कम रहा
macOS और Windows के व्यवहार में अंतर
- Mac पर अडैप्टर कनेक्ट करते ही सही तरह से पहचान लिया गया और बिना किसी अतिरिक्त driver install के तुरंत काम करने लगा
- हालांकि Network settings के Hardware टैब में कनेक्शन स्पीड
2500Base-Tके रूप में गलत दिखाई गई
- हालांकि Network settings के Hardware टैब में कनेक्शन स्पीड
- Windows पर डिवाइस पहचान लिया गया, लेकिन वेबसाइट से नवीनतम Realtek driver डाउनलोड करके install करने तक नेटवर्क कनेक्ट नहीं हुआ
- पोर्ट की negotiated speed देखने के मामले में Apple का अनुभव बेहतर है
- Apple में System Information app के भीतर negotiated port speed देखी जा सकती है
- Windows में यह जानकारी कहाँ मिले, इसे ढूँढना मुश्किल रहा
द्विदिश बैंडविड्थ की विशेषताएँ
- द्विदिश बैंडविड्थ परीक्षण में सिस्टमों के बीच अंतर साफ दिखाई दिया
- दो Mac डिवाइसों ने upload और download ट्रैफ़िक को संतुलित रूप से संभाला
- Framework में upload और download प्रदर्शन का अंतर बहुत बड़ा था
- डेस्कटॉप PC ने download में 9.5 Gbps और upload में लगभग 5 Gbps दर्ज किया
- इस अडैप्टर की पूरी क्षमता निकालने के लिए USB 3.2 Gen 2x2 20 Gbps पोर्ट लगभग अनिवार्य है
USB नामकरण की उलझन
- पिछले 10 वर्षों की USB naming confusion की वजह से उपयोगकर्ताओं के लिए यह समझना मुश्किल है कि उनके कंप्यूटर का वास्तविक support स्तर क्या है
- Microsoft, Device Settings विंडो में सभी USB 3.x कनेक्शनों को "3.0" के रूप में दिखाता है
- वास्तविक support की पुष्टि के लिए अक्सर स्पेक शीट खुद देखनी पड़ती है
- कुछ कंप्यूटर पोर्ट पर '10' या '20' जैसे speed labels देते हैं, लेकिन ऐसा कम ही देखने को मिलता है
- कई निर्माता Apple की तरह पोर्ट लेबलिंग बिल्कुल नहीं करते
5G और 2.5G की तुलना में value for money
- सीमित बैंडविड्थ वाले USB पोर्टों पर 2.5 Gbps या 5 Gbps अडैप्टर बेहतर विकल्प हो सकते हैं
- ऊपर दिखाया गया WisdPi 5 Gbps adapter, जब M4 Air पर टेस्ट किया गया, तो 4.6 Gbps तक पहुँचा
- उसी वातावरण में 10 Gbps adapter केवल 1.4 गुना तेज था
- कीमत में अंतर $30 बनाम $80 था, यानी 2 गुने से भी कहीं ज्यादा
- अगर आपके पास पहले से 10 Gbps network है, आप SFP+ नहीं बल्कि RJ45 इस्तेमाल करते हैं, और बड़े व ज्यादा गर्म Thunderbolt अडैप्टर की तुलना में अधिक कॉम्पैक्ट डिवाइस चाहते हैं, तो यह उत्पाद अच्छा सौदा है
- इसके उलट, अगर पूरा 10 Gbps प्रदर्शन अनिवार्य है या SFP+ support चाहिए, तो ऐसे वातावरण में जहाँ Thunderbolt पोर्ट USB 3.2 Gen 2x2 support नहीं करता, Thunderbolt अडैप्टर अभी भी ज्यादा उपयुक्त रहेगा
- अगर 10 Gbps जरूरी नहीं है, तो अभी के समय में 2.5 Gbps या 5 Gbps अडैप्टर ही सबसे अच्छी value for money देते हैं
गर्मी और बिजली खपत
- गर्मी और बिजली खपत की भी जाँच की गई, लेकिन माप व्यापक नहीं थे
- absolute power consumption मापना कठिन था क्योंकि USB-C power meter जोड़ते ही कनेक्शन स्पीड USB 2 तक गिर गई
- इसलिए यह उच्चतम प्रदर्शन की स्थिति में लिया गया माप नहीं था
- धीमी USB 2 speed पर अडैप्टर की बिजली खपत लगभग 0.86 Watts थी
- गर्मी अपेक्षा से कम रही
- पहले के Aquantia-आधारित 10 gig अडैप्टर बहुत ज्यादा गर्म हो जाते थे, और इसी कारण उनका केस लगभग एक बड़े heatsink जैसा होता था
- WisdPi उत्पाद ने कई मिनट तक द्विदिश
iperf3टेस्ट चलाने के बाद भी केवल 42.5°C तक तापमान दर्ज किया
- यह तापमान सिर्फ गरमाहट के स्तर का है; यह दूसरे 10 gig अडैप्टरों की तरह छूना मुश्किल हो जाए, इतना गर्म नहीं हुआ
निष्कर्ष
- $80 की कीमत भारी लग सकती है, लेकिन इस chip का उपयोग करने वाला यह अकेला विकल्प नहीं है
- AliExpress पर वैकल्पिक उत्पाद काफी संख्या में उपलब्ध हैं
- डेस्कटॉप PC के लिए यह PCI Express card के रूप में भी मिल सकता है, जो USB पोर्ट आवश्यकताओं को दरकिनार कर सकता है
- पर्सनल कंप्यूटिंग के व्यापक क्षेत्र में बढ़ती कीमतों के बावजूद, यह डिवाइस अधिक सस्ता, अधिक छोटा है, और अगर USB पोर्ट की शर्तें मेल खाती हैं तो बेहतर विकल्प बन सकता है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
आते ही एक खरीदकर टेस्ट किया। RTL-आधारित adapter eBay पर $74 का था, और तुलना के लिए Amazon का IO CREST USB-4 AQC113 adapter $87 का था
MacBook Pro से Linux box पर iperf3 चलाकर देखा तो RTL वाला आकार में छोटा था और काफी कम गरम हुआ, लेकिन स्पीड लगभग 6Gbps रही और jitter भी काफ़ी ज़्यादा था
वहीं AQC adapter धातु की housing की वजह से इतना गरम था कि छूना असहज लगे, लेकिन उसने 9.3Gbps को स्थिर रूप से बनाए रखा
कीमत का अंतर भी सिर्फ़ लगभग $13 था, इसलिए तेज़ और कम jitter वाले USB-4 AQC का ही इस्तेमाल करता रहा
iperf3 की default setting multithreaded नहीं होती, इसलिए टेस्ट skewed हो सकता था
ज़्यादा performant कंप्यूटर USB-आधारित 10gig प्रोसेस करने के लिए ज़रूरी interrupt rate को संभाल लेते हैं, लेकिन Macbook Neo जैसे low-power hardware उस सीमा से टकरा सकते हैं
सोच रहा हूँ core count के हिसाब से
-P 4जैसे option के साथ फिर चलाकर देखना कैसा रहेगा-P 2और-P 4के साथ भी सब टेस्ट किए थे, और नतीजों में 2% से कम का ही फ़र्क थाआधुनिक A/M cores और Zen 5 cores एक ही core से USB के ज़रिए 10Gbps तक बिना दिक्कत संभाल लेते हैं
लेकिन Pi या N100 mini PC पर 5~6Gbps से ऊपर जाने के लिए threads बढ़ाने पड़े, और अलग से टेस्ट हो रहे 25Gbps adapter में भी Ampere CPU पर 10Gbps से ऊपर मापने के लिए multithread की ज़रूरत पड़ी
इसलिए पहले की तरह interrupts की संख्या खुद bottleneck बनने के मामले अब कम हैं
अब भी per-core packets/sec की सीमा होती है, लेकिन उसका कारण interrupts खुद हैं, ऐसा कहना मुश्किल है
वह multithread को support करता है
10Gbps आखिरकार लगभग 1.2GB/s ही है, और parallel streams इस्तेमाल करने वाले applications बहुत ज़्यादा नहीं हैं
USB version naming सच में बहुत उलझाऊ है
पहले सब समझ में आता था, लेकिन USB-IF ने नामकरण बदलकर कई versions को एक ही नाम दे दिया, और पुराने नामों को दूसरी versions पर फिर से इस्तेमाल कर दिया
अब कोई USB 3.2 gen 2x2 कहे तो तुरंत साफ़ नहीं होता कि उसका मतलब क्या है
USB 5Gb/s, USB 3.2 gen 1 है और यह Type-A या Type-C, दोनों में हो सकता है
USB 10Gb/s, USB 3.2 gen 2 है, और USB 20Gb/s, USB 3.2 gen 2x2 है, जो सिर्फ़ Type-C के लिए है
ऊपर से 5Gb/s USB की labeling असल में लगभग marketing जैसी है, क्योंकि effective speed करीब 4Gb/s रहती है, इसलिए 10Gb/s USB को 5Gb/s USB से 2 गुना नहीं बल्कि 2.5 गुना तेज़ मानना ज़्यादा सही है
10Gb/s USB और 10Gb Ethernet की nominal speed भले एक जैसी हो, लेकिन USB overhead ज़्यादा होने से वास्तविक transfer speed थोड़ी कम रहती है
लेख में जैसा 7Gb/s से थोड़ा ऊपर का स्तर है, वह कुछ कम लगता है, और यह Windows driver के असर की वजह से हो सकता है
Linux जैसे दूसरे operating systems में इससे ज़्यादा transfer speed मिलने की संभावना है
USB-C connector खुद शुरुआत से ही स्पष्ट नहीं था
वह power दे भी सकता है, ले भी सकता है, या नहीं भी; speed तेज़ भी हो सकती है, धीमी भी; video output हो भी सकता है, नहीं भी; PCI Express carry कर सकता है, लेकिन अक्सर नहीं भी
बाहर से लगभग सब एक जैसा दिखता है, और cables भी अक्सर अपनी capability साफ़-साफ़ नहीं बतातीं
हर port में अलग capability होना अपने-आप में ठीक है, अगर spec sheet में वह ठीक से लिखा हो, लेकिन असल में documentation बहुत कमज़ोर होती है
DisplayPort support है या नहीं, है तो कितनी performance मिलेगी, power delivery कितनी है, वास्तविक data speed कितनी है — यह सब पता लगाना बहुत मुश्किल है
इसलिए काफ़ी बार बस plug in करके उम्मीद करनी पड़ती है कि काम कर जाए
5W charging और 5Gbps transfer से ऊपर की ज़्यादातर चीज़ें optional हैं, इसलिए भ्रम और बढ़ता है
यह भयानक किस्म की backward compatibility, या शायद future-proofing की कोशिश जैसा लगता है
USB4 naming बेहतर है, और यह आसान data speed व power labels को आगे बढ़ा रहा है, इसलिए ज़रूरत की चीज़ चुनना पहले से आसान हुआ है
अगर Apple hardware पर full 10GbE कब मिलता है, इस पर भ्रम हो, तो इसे ऐसे समझें
10GbE Thunderbolt adapter अब भी सबसे अच्छा विकल्प है, और 2018 Intel MacBook Pro 13-inch से लेकर उसके बाद के लगभग सभी laptops पर symmetric full 10GbE संभव है
इसमें M1 के बाद वाले MacBook Air भी शामिल हैं
दूसरी तरफ Apple hardware USB 3.2 gen 2x2 20Gbps को support नहीं करता, इसलिए ऐसे RTL8159 chips का link 10Gbps पर गिर जाता है, और processing overhead की वजह से वास्तविक Ethernet throughput लगभग 5~7Gbps तक सीमित रहता है
upgraded Mac Mini और base Apple Studio में built-in 10GbE port मिलता है
अभी के लिए Apple laptops पर Thunderbolt adapter ही 10GbE का सबसे भरोसेमंद विकल्प है
इस हफ़्ते Framework expansion card भी घोषित हुआ
https://frame.work/nl/en/products/wisdpi-10g-ethernet-expansion-card
आजकल कुछ NICs 10/100 हटा देते हैं, इसलिए यह देखकर अच्छा लगा कि low-cost devices में भी यह ज़रूरी नहीं है
अगर यह card असल में उसी adapter को अलग housing में डालकर बना है, तो क्या इसमें भी वही 7Gbps limit रहेगी, यह जानना दिलचस्प होगा
असल में चाहत तो SFP+ port वाले product की है
10g Ethernet की तुलना में DAC सस्ता पड़ता है, और अगर ज़्यादा लंबाई चाहिए तो $7 का multimode लगा दो, काम हो जाता है
Cat6 भी spec के हिसाब से 55m तक चलता है, और Cat6a, Cat7 की तरह 100m तक जाता है
पास के switch तक छोटी दूरी के लिए अच्छी quality का Cat5e भी व्यवहार में अक्सर ठीक चल जाता है
मैंने दीवार के अंदर वाले Cat5e पर भी मध्यम दूरी का 10G बिना errors के चलाया है
यह spec से बाहर है, लेकिन व्यवहार में अक्सर काम कर जाता है
मैं भी जहाँ हो सके DAC ही इस्तेमाल करता हूँ, लेकिन ज़्यादातर लोग बस दीवार के RJ45 port में plug करके बगल के कमरे के switch तक पहुँचना चाहते हैं
SFP+ to Thunderbolt/USB4 adapters भी कुछ हैं, लेकिन वे सस्ते नहीं हैं
अगर value for money और flexibility दोनों देखनी हों, तो used 25Gb switch बेहतर विकल्प लगते हैं
ज़्यादातर 25Gb switches 1/10/25Gb तीनों support करते हैं
10Gb networking अब 10 साल से भी ज़्यादा पुरानी पिछली पीढ़ी जैसी लगती है
उदाहरण के लिए QNAP का https://www.qnap.com/en/product/qna-uc10g1sf ऐसा ही product है
ज़्यादातर व्यावहारिक दूरियों पर Cat6 अकेला ही 10G के लिए काफ़ी है
ऐसे card के target users को देखें तो transceiver या DAC खरीदने को कहने से बेहतर, बस Cat6 cable खरीदने को कहना कहीं ज़्यादा व्यावहारिक है
fiber पर जाने की flexibility, USB NIC के उद्देश्य से कुछ अलग बात भी है, और SFP+ module खुद यहाँ चर्चा वाले NIC से भी महँगा हो सकता है
शुरुआत मोटे coax से हुई थी, लेकिन आज भी twisted pair, DAC, fiber, यहाँ तक कि wireless भी Ethernet ही है
फिर भी अगर दीवार के अंदर पहले से wiring हो, तो RJ45-आधारित 10G काफ़ी उपयोगी है
मेरे मामले में यह Cat5, बल्कि Cat5e भी नहीं, ऐसी wiring पर भी ठीक चला
हो सकता है हर run पर न चले, और सबको एक साथ चलाने पर नतीजे अलग हों, लेकिन अब तक दो में से दो बार सफलता मिली है
spec मोटे तौर पर 100m के घने cabling environment को ध्यान में रखकर बनती है, जबकि असली घरों की wiring छोटी, कम घनी, और अक्सर label से बेहतर quality की होती है, इसलिए कुछ margin मिल जाता है
10GbE कुछ अजीब-सी स्थिति में लगता है
bandwidth ज़्यादा से ज़्यादा 1.25GB/s है, लेकिन कीमत ठीक-ठाक है; SSD की performance पूरी तरह निकालने के लिए कम पड़ता है, जबकि HDD के लिए आम तौर पर ज़रूरत से ज़्यादा है
SSD के मामले में latency और performance के कारण Thunderbolt या 40GbE+ बेहतर है, जबकि HDD के लिए 2.5Gbit ही काफ़ी लगता है
इसलिए 10GbE दो व्यावहारिक विकल्पों के बीच फँसा हुआ-सा महसूस होता है
पुराना enterprise gear आसानी से मिल जाता है, सस्ता होता है, और मेरे काम के लिए पर्याप्त तेज़ है
Mikrotik 4x10Gb + 1x1Gb switch लगभग $150 में बेचता है, और 8x10Gb भी करीब $275 में मिल जाता है
SFP+ और optics का सेट लगभग $50 पड़ता है, और 10Gb PCIe cards में Intel chip वाले नए cards Amazon पर लगभग $50 के हैं, जबकि used Mellanox cards eBay पर लगभग $25 में मिले
FreeBSD और Linux पर यह सब सीधे काम करता है
पहले copper-आधारित 10Gb प्रति port 5W से ज़्यादा खाता था और SFP व cables भी महँगे थे, लेकिन व्यवहार में optics ज़्यादा green भी हैं
इनमें copper नहीं होता, power usage कम होती है, और प्रति meter plastic भी कम लगता है
इसलिए मेरा setup ज़्यादातर SR, BR optical modules और DAC पर आधारित है, और आगे भी optics ही इस्तेमाल करने व copper को सक्रिय रूप से टालने का इरादा है
लगभग 1GB/s मुझे लंबे समय तक काफ़ी लगता है, और 2026 तक भी रोज़मर्रा की मेरी मुख्य files आज से बहुत ज़्यादा बड़ी हो जाएँगी, ऐसा नहीं लगता
writes के लिए यह ज़रूरत से ज़्यादा है, लेकिन reads में यह 2.5GbE से साफ़ तौर पर तेज़ है
5GbE भी है, लेकिन 5GbE support करने वाले switches आम तौर पर 10GbE भी support करते हैं
अगर 10Gb महँगा लगता है, तो उससे ऊपर के bandwidth वाले gear की कीमत और भी चौंका सकती है
कई मामलों में वहाँ भी अंततः optics की ज़रूरत पड़ती है
सोच रहा हूँ कि क्या ऐसे adapter से laptop power delivery भी संभव हो सकती है
PoE++ अधिकतम 100W तक दे सकता है, जो ज़्यादातर laptops के लिए काफ़ी है
मैंने जो देखा है, वह सिर्फ़ 2.5GBase-T पर 802.3bt Type 3, लगभग 51W class तक था
इससे बेहतर कुछ हो तो मुझे भी दिलचस्पी है
हालाँकि व्यक्तिगत रूप से मैं 5Gb-T या 10Gb-T का उपयोग करना नहीं चाहूँगा, और लगभग 50W ज़्यादातर कामों के लिए काफ़ी है
अपवाद के तौर पर https://www.aliexpress.us/item/3256807960919319.html का "2.5GPD2CBT-20V" variant है
switch से power cycle किया जा सकता है, इसलिए अभी जो smart plug इस्तेमाल हो रहा है उससे कहीं ज़्यादा साफ़-सुथरा समाधान है
https://hackaday.com/2023/08/14/adding-power-over-ethernet-support-to-a-mac-mini/
बस कुछ काफ़ी महँगे PoE to Data + Power adapters ही मौजूद हैं
https://www.procetpoe.com/poe-usb-converter/
यह Zigbee या Wi‑Fi से तेज़ और ज़्यादा स्थिर हो सकता है, और battery भी बार-बार नहीं बदलनी पड़ेगी
phone तो charge हो गया, लेकिन यहाँ पड़ा low-power laptop उससे चालू नहीं हो पाया
फिर भी लगता है कि वह मंज़िल बहुत दूर नहीं है
rtl8127 PCIe card से aqc113 को replace किया
यह ठंडा चलता है, chipset contention भी कम है, और कीमत भी ठीक थी
बढ़िया खरीद थी, और इस $10 chip की वजह से लगता है कि अगले कुछ सालों में घर के लिए और सस्ता व power-efficient 10Gb gear आएगा
PCIe version की बात यहाँ भी है
https://news.ycombinator.com/item?id=46423967