Neuer 10-GbE-USB-Adapter ist kühler, kleiner und günstiger
(jeffgeerling.com)- RTL8159-basierter 10G-USB-3.2-Adapter ist kleiner und günstiger als bestehende 10-GbE-Thunderbolt-Adapter und damit eine starke Option für Umgebungen, die eine RJ45-basierte 10-Gbps-Verbindung benötigen
- Die tatsächliche Leistung hing stark von der Bandbreite des USB-Ports ab; in Tests mit vier Computern wurden annähernd 10-Gbps-Geschwindigkeiten nur auf einem Desktop mit USB 3.2 Gen 2x2 20 Gbps erreicht
- Auf dem Mac funktionierte der Adapter sofort ohne Treiber, allerdings zeigte die Geschwindigkeitsanzeige in den Netzwerkeinstellungen fälschlich
2500Base-Tan; unter Windows wurde das Gerät zwar erkannt, eine Netzwerkverbindung funktionierte aber erst nach Installation des Realtek-Treibers - Beim bidirektionalen Durchsatz gab es je nach System große Unterschiede: Die beiden Macs verarbeiteten Upload und Download symmetrisch, während beim Framework-Laptop und beim Desktop deutliche Unterschiede zwischen Up- und Download-Leistung sichtbar wurden
- Wegen der verwirrenden USB-Bezeichnungen und Port-Beschränkungen bieten 2.5G- und 5G-Adapter oft weiterhin das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis; wenn volle 10 Gbps oder SFP+ nötig sind, kann ein Thunderbolt-Adapter besser geeignet sein
USB-Bandbreitenbeschränkungen
- Ein RTL8159-basierter 10G-USB-3.2-Adapter ist zwar eine kleinere und günstigere Alternative zu bestehenden 10-GbE-Thunderbolt-Adaptern, seine Leistung hängt aber stark von den Spezifikationen des angeschlossenen USB-Ports ab
- Über Jahre hinweg war 10-Gigabit-Netzwerk auf Laptops praktisch gleichbedeutend mit teuren, großen und heißen 10-GbE-Thunderbolt-Adaptern
- 2.5G- und 5G USB adapters gab es bereits, doch für höhere Bandbreiten blieb weiterhin Bedarf
- Getestet wurde WisdPis 10G-Modell für 80 US-Dollar; es kostet etwa doppelt so viel wie die meisten 5G- und 2.5G-Adapter, ist aber deutlich günstiger als bisherige Thunderbolt-10G-Adapter
- Wenn RJ45-basierte 10 Gbps benötigt werden, kann das eine starke Option sein; wer 10 Gbps nicht zwingend braucht, bekommt bei 2.5- oder 5-Gbps-Adaptern meist das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis
- Je nach Computer kann der Adapter keine vollen 10 Gbps liefern; die tatsächliche Effizienz hing von der ausgehandelten Port-Geschwindigkeit und der Unterstützung der jeweiligen USB-Generation ab
Testumgebung und tatsächliche Geschwindigkeiten
- Der Adapter wurde an vier Computern getestet, jeweils mit unterschiedlichen USB-Spezifikationen
- Framework 13 mit AMD Ryzen AI 5 340 unterstützt USB 4 / USB 3.2 Gen 2
- MacBook Neo unterstützt USB 3.1 und USB 2.0
- M4 MacBook Air unterstützt USB 4 / USB 3.1 Gen 2
- Ein Desktop mit AMD Ryzen 7900x und B650-Mainboard unterstützt USB 3.2 Gen 2x2
- Schon das Ermitteln der exakten USB-Port-Spezifikationen eines Geräts ist umständlich
- Manche Websites geben nicht einmal an, ob ein Port „3.2 Gen 2“ oder „3.0“ ist
- Windows zeigt selbst dann nur "USB 3.0" an, wenn ein USB-3.2-Gen-2x2-Gerät wie eine 10-Gbps-NIC angeschlossen ist
- Annähernd volle 10 Gbps wurden nur auf dem AMD-Desktop erreicht
- Dieses Gerät verfügte über einen USB-3.2-Gen-2x2-Port mit 20 Gbps Durchsatz
- Abgesehen von etwas Overhead wurde nahezu die volle 10-Gbps-Geschwindigkeit erreicht
- Die übrigen Geräte blieben meist bei 6 bis 7 Gbps
- Beide Macs hatten USB 3.1 Gen 2x1 mit 10 Gbps Bandbreite pro Port
- Trotzdem lag ihre Leistung durchgehend unter der des Framework-Laptops
Unterschiede zwischen macOS und Windows
- Auf dem Mac wurde der Adapter sofort korrekt erkannt und funktionierte ohne zusätzliche Treiberinstallation
- Allerdings zeigte der Tab „Hardware“ in den Netzwerkeinstellungen die Verbindungsgeschwindigkeit fälschlich als
2500Base-Tan
- Allerdings zeigte der Tab „Hardware“ in den Netzwerkeinstellungen die Verbindungsgeschwindigkeit fälschlich als
- Unter Windows wurde das Gerät zwar erkannt, stellte aber keine Netzwerkverbindung her, bis der aktuelle Realtek-Treiber von der Website heruntergeladen und installiert wurde
- Beim Prüfen der ausgehandelten Port-Geschwindigkeit ist Apple im Vorteil
- Apple zeigt die ausgehandelte Port-Geschwindigkeit in der App „Systeminformationen“ an
- Unter Windows war schwer zu finden, wo sich diese Information überhaupt ablesen lässt
Eigenschaften der bidirektionalen Bandbreite
- Im Test der bidirektionalen Bandbreite zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den Systemen
- Die beiden Macs verarbeiteten Upload- und Download-Traffic symmetrisch
- Beim Framework gingen Upload- und Download-Leistung stark auseinander
- Der Desktop-PC erreichte 9.5 Gbps im Download und etwa 5 Gbps im Upload
- Um das volle Potenzial dieses Adapters auszuschöpfen, ist praktisch ein USB-3.2-Gen-2x2-Port mit 20 Gbps erforderlich
Verwirrende USB-Bezeichnungen
- Durch das USB-Namenschaos der vergangenen zehn Jahre ist es für Nutzer schwer zu erkennen, was ihr Computer tatsächlich unterstützt
- Microsoft zeigt im Fenster „Device Settings“ alle USB-3.x-Verbindungen einfach als "3.0" an
- Um den tatsächlichen Support zu prüfen, muss man oft direkt ins Datenblatt schauen
- Manche Computer markieren Ports mit Geschwindigkeitsangaben wie „10“ oder „20“, doch solche Kennzeichnungen sind selten
- Viele Hersteller folgen stattdessen Apples Beispiel und verzichten ganz auf eine Beschriftung der Ports
Preis-Leistungs-Verhältnis gegenüber 5G und 2.5G
- Bei USB-Ports mit begrenzter Bandbreite können 2.5-Gbps- oder 5-Gbps-Adapter die bessere Wahl sein
- Der im Bild gezeigte WisdPi 5 Gbps adapter erreichte im Test am M4 Air 4.6 Gbps
- Im selben Umfeld war der 10 Gbps adapter nur 1.4-mal schneller
- Der Preis lag aber bei 30 gegenüber 80 US-Dollar und damit deutlich über dem Doppelten
- Wer bereits ein 10-Gbps-Netzwerk besitzt, statt SFP+ auf RJ45 setzt und ein kompakteres Gerät als einen großen, heißen Thunderbolt-Adapter sucht, bekommt hier ein gutes Angebot
- Wer dagegen unbedingt volle 10-Gbps-Leistung oder SFP+-Unterstützung benötigt, ist in Umgebungen ohne USB 3.2 Gen 2x2 am Thunderbolt-Port mit einem Thunderbolt-Adapter weiterhin besser bedient
- Wenn 10 Gbps nicht zwingend nötig sind, bieten 2.5-Gbps- oder 5-Gbps-Adapter derzeit weiterhin das beste Preis-Leistungs-Verhältnis
Wärmeentwicklung und Stromverbrauch
- Auch Wärmeentwicklung und Stromverbrauch wurden geprüft, allerdings nicht in umfassender Form
- Der absolute Stromverbrauch ließ sich schwer messen, weil ein USB-C-Leistungsmessgerät die Verbindungsgeschwindigkeit auf USB 2 reduzierte
- Die Messungen erfolgten also nicht im Zustand maximaler Leistung
- Bei langsamer USB-2-Geschwindigkeit lag der Stromverbrauch des Adapters bei etwa 0.86 Watt
- Die Wärmeentwicklung war geringer als erwartet
- Frühere Aquantia-basierte 10-Gig-Adapter wurden sehr heiß, weshalb ihr Gehäuse praktisch einem riesigen Kühlkörper entsprach
- Das WisdPi-Produkt erreichte selbst nach mehreren Minuten bidirektionaler
iperf3-Tests nur 42.5°C
- Diese Temperatur ist eher warm als heiß und bei weitem nicht so hoch, dass das Gerät wie andere 10-Gig-Adapter unangenehm anzufassen wäre
Fazit
- Auch wenn der Preisbereich um 80 US-Dollar nicht niedrig ist, gibt es mehr als nur eine Option mit diesem Chip
- Auf AliExpress finden sich zahlreiche Alternativprodukte
- Für Desktop-PCs gibt es den Adapter auch als PCI-Express-Karte, die die USB-Port-Anforderungen umgehen kann
- Trotz steigender Preise im gesamten Bereich des Personal Computing kann dieses Gerät die günstigere, kleinere und bei passenden USB-Port-Voraussetzungen bessere Wahl sein
1 Kommentare
Hacker-News-Kommentare
Ich habe direkt nach Erscheinen einen gekauft und getestet. Der RTL-basierte Adapter kostete bei eBay 74 $, als Vergleich diente der USB-4 AQC113-Adapter von IO CREST auf Amazon für 87 $.
Mit
iperf3zwischen einem MacBook Pro und einer Linux-Box war die RTL-Seite kleiner und deutlich weniger heiß, erreichte aber nur ungefähr 6 Gbit/s und zeigte ziemlich viel Jitter.Der AQC-Adapter dagegen hatte ein Metallgehäuse und wurde so heiß, dass er kaum anzufassen war, hielt aber stabil 9,3 Gbit/s.
Da der Preisunterschied nur etwa 13 $ beträgt, nutze ich weiter den schnelleren USB-4-AQC mit geringerem Jitter.
Die Standardeinstellungen von
iperf3sind nicht multithreaded, daher könnte der Test verfälscht gewesen sein.Leistungsstärkere Computer verkraften die für 10-Gigabit über USB nötige Interrupt-Rate, aber stromsparende Hardware wie das Macbook Neo könnte hier an ihre Grenzen stoßen.
Ich frage mich, wie es aussähe, wenn man es anhand der Kernzahl mit einer Option wie
-P 4noch einmal laufen ließe.-P 2und-P 4durchlaufen lassen, und die Ergebnisse wichen um weniger als 2 % ab.Aktuelle A/M-Kerne und Zen-5-Kerne schaffen selbst über USB 10 Gbit/s problemlos mit nur einem einzelnen Kern.
Bei einem Pi oder einem N100-Mini-PC musste ich die Thread-Zahl aber erhöhen, um über 5–6 Gbit/s zu kommen, und auch bei einem separat getesteten 25-Gbit/s-Adapter waren mehrere Threads nötig, um auf einer Ampere-CPU über 10 Gbit/s messen zu können.
Deshalb ist die reine Zahl der Interrupts seltener ein Flaschenhals als früher.
Es gibt zwar weiterhin eine packets/sec-Grenze pro Kern, aber man kann schwer sagen, dass die Ursache die Interrupts selbst sind.
Das unterstützt Multithreading.
10 Gbit/s sind am Ende auch nur etwa 1,2 GB/s, und es gibt nicht viele Anwendungen, die parallele Streams nutzen.
Die USB-Versionsnamen sind wirklich verwirrend.
Früher hatte ich das alles verstanden, aber dann hat das USB-IF die Namen umgekrempelt, mehreren Versionen denselben Namen gegeben und alte Namen für andere Versionen wiederverwendet.
Wenn jetzt jemand USB 3.2 gen 2x2 sagt, habe ich kaum noch ein Gefühl dafür, was genau gemeint ist.
USB 5 Gb/s ist USB 3.2 gen 1 und kann sowohl bei Type-A als auch bei Type-C vorkommen.
USB 10 Gb/s ist USB 3.2 gen 2, USB 20 Gb/s ist USB 3.2 gen 2x2, und das ist nur für Type-C.
Außerdem ist die Bezeichnung 5-Gb/s-USB praktisch eher Marketing, denn die effektive Geschwindigkeit liegt eher bei 4 Gb/s, sodass 10-Gb/s-USB im Verhältnis nicht doppelt, sondern eher 2,5-mal so schnell ist wie 5-Gb/s-USB.
10-Gb/s-USB und 10Gb Ethernet haben nominell dieselbe Geschwindigkeit, aber USB hat mehr Overhead, daher ist der reale Durchsatz etwas niedriger.
Wie im Artikel etwas über 7 Gb/s zu sehen, wirkt ein wenig niedrig und könnte am Windows-Treiber liegen.
Unter anderen Betriebssystemen wie Linux sind möglicherweise höhere Übertragungsraten erreichbar.
Der USB-C-Stecker selbst war von Anfang an nicht eindeutig.
Er kann Strom liefern oder empfangen oder auch nicht, schnell oder langsam sein, Video ausgeben oder auch nicht, PCI Express transportieren oder meistens auch nicht.
Äußerlich sieht fast alles gleich aus, und auch Kabel verraten ihre Fähigkeiten oft nicht besonders freundlich.
Dass Ports unterschiedliche Funktionen haben, wäre in Ordnung, wenn es nur sauber im Datenblatt stünde, aber in der Praxis ist die Dokumentation viel zu schlecht.
Es ist viel zu schwer herauszufinden, ob DisplayPort unterstützt wird, falls ja mit welcher Leistung, wie viel Strom geliefert wird und welche reale Datenrate möglich ist.
Deshalb steckt man es ziemlich oft einfach ein und hofft, dass es funktioniert.
Alles über 5W Laden und 5Gbps Übertragung hinaus ist größtenteils optional, was es noch verwirrender macht.
Es sieht aus wie eine schreckliche Form von Abwärtskompatibilität oder vielleicht ein Versuch, sich für die Zukunft abzusichern.
Die USB4-Namensgebung ist besser, und der Fokus auf einfache Datenraten- und Power-Labels macht es leichter als früher, das Richtige auszuwählen.
Wenn man bei Apple-Hardware verwirrt ist, wann volles 10GbE möglich ist, kann man es so zusammenfassen:
Ein 10GbE-Thunderbolt-Adapter ist weiterhin die beste Lösung, und seit dem 13-Zoll-MacBook-Pro mit Intel von 2018 ist auf fast allen späteren Notebooks volles symmetrisches 10GbE möglich.
Das gilt auch für das MacBook Air ab M1.
Apple-Hardware unterstützt dagegen USB 3.2 gen 2x2 mit 20 Gbit/s nicht, daher fällt bei solchen RTL8159-Chips die Verbindung auf 10 Gbit/s zurück, und wegen des Verarbeitungs-Overheads bleibt der reale Ethernet-Durchsatz bei etwa 5–7 Gbit/s.
Aufgerüstete Mac Mini und das Standard-Apple-Studio haben einen integrierten 10GbE-Port.
Auf absehbare Zeit bleibt ein Thunderbolt-Adapter die verlässlichste 10GbE-Option für Apple-Notebooks.
Diese Woche wurde auch eine Framework-Erweiterungskarte angekündigt.
https://frame.work/nl/en/products/wisdpi-10g-ethernet-expansion-card
Da manche aktuellen NICs 10/100 weglassen, ist es schön zu sehen, dass das selbst bei günstigen Geräten offenbar nicht zwingend nötig ist.
Wenn diese Karte im Grunde nur derselbe Adapter in einem anderen Gehäuse ist, frage ich mich, ob sie ebenfalls auf etwa 7 Gbit/s begrenzt sein wird.
Was ich wirklich will, ist ein Produkt mit SFP+-Port.
Für 10g Ethernet ist DAC günstiger, und wenn es länger werden muss, tauscht man einfach auf Multimode für 7 $.
Cat6 ist laut Spezifikation bis 55 m geeignet, Cat6a wie Cat7 bis 100 m.
Für kurze Strecken bis zum nahen Switch hält in der Praxis oft sogar gutes Cat5e problemlos durch.
Ich habe 10G auch schon fehlerfrei über mittelweite Distanzen auf in der Wand verlegtem Cat5e betrieben.
Das liegt zwar außerhalb der Spezifikation, funktioniert in der Praxis aber oft.
Ich selbst nutze nach Möglichkeit DAC, aber die meisten wollen einfach den RJ45-Port in der Wand nutzen und zum Switch im Nebenraum gehen.
Es gibt auch einige SFP+-zu-Thunderbolt-/USB4-Adapter, aber billig sind die nicht.
Wenn man Preis-Leistung und Flexibilität zugleich will, sind gebrauchte 25-Gb-Switches meiner Meinung nach die bessere Wahl.
Die meisten 25-Gb-Switches unterstützen 1/10/25 Gb.
10-Gb-Netzwerke wirken inzwischen schon seit mehr als zehn Jahren wie die vergangene Generation.
Ein Beispiel ist so etwas wie QNAPs https://www.qnap.com/en/product/qna-uc10g1sf.
Für die meisten realistischen Distanzen reicht Cat6 für 10G völlig aus.
Wenn man an die Zielgruppe solcher Karten denkt, ist es viel realistischer, ihnen einfach ein Cat6-Kabel zu empfehlen, statt noch Transceiver oder DAC kaufen zu lassen.
Die Flexibilität, später auf Glasfaser zu wechseln, ist außerdem etwas anderes als der eigentliche Zweck eines USB-NIC, und ein SFP+-Modul könnte allein schon teurer sein als der hier vorgestellte NIC.
Es begann zwar mit dickem Koaxialkabel, aber auch heute sind Twisted Pair, DAC, Glasfaser und sogar Funk alles Ethernet.
Trotzdem ist RJ45-basiertes 10G ziemlich nützlich, wenn man bereits Verkabelung in den Wänden hat.
Bei mir lief es sogar über Cat5, also nicht einmal Cat5e.
Es ist möglich, dass nicht jede Strecke funktioniert oder dass es anders aussieht, wenn alles gleichzeitig ausgelastet wird, aber bisher hatte ich in zwei von zwei Fällen Erfolg.
Die Spezifikation geht grob von 100 m in dicht belegten Verkabelungsumgebungen aus, während Verkabelung zu Hause kürzer, weniger dicht und oft qualitativ besser ist, als die Kennzeichnung vermuten lässt, sodass mehr Spielraum besteht.
10GbE fühlt sich etwas nach einer Zwischenposition an.
Die Bandbreite liegt maximal bei 1,25 GB/s, kostet aber noch spürbar Geld, ist zu wenig, um die Leistung von SSDs richtig auszureizen, und für HDDs meist schon zu viel.
Bei SSDs wären wegen Latenz und Leistung eher Thunderbolt oder mehr als 40GbE sinnvoll, bei HDDs scheinen etwa 2,5 Gbit ausreichend zu sein.
Daher wirkt 10GbE wie etwas, das zwischen zwei realistischen Optionen steckt.
Alte Enterprise-Hardware ist leicht zu bekommen, billig und für das, was ich machen will, schnell genug.
Mikrotik verkauft einen Switch mit 4x10Gb + 1x1Gb für etwa 150 $, und 8x10Gb liegen bei rund 275 $.
SFP+ samt Optik kostet zusammen ungefähr 50 $, 10Gb-PCIe-Karten mit Intel-Chip neu etwa 50 $ auf Amazon, und gebrauchte Mellanox-Karten habe ich bei eBay für etwa 25 $ gekauft.
Unter FreeBSD und Linux funktioniert das einfach.
Früher verbrauchte kupferbasiertes 10Gb mehr als 5W pro Port und SFP plus Kabel waren teuer, aber in der Praxis ist Glasfaser sogar umweltfreundlicher.
Es wird kein Kupfer benötigt, der Stromverbrauch ist geringer, und pro Meter wird weniger Kunststoff verbraucht.
Deshalb setze ich überwiegend auf SR- und BR-Optik sowie DAC und werde auch künftig auf Glasfaser setzen und Kupfer möglichst vermeiden.
Etwa 1 GB/s wirkt für lange Zeit ausreichend, und ich glaube nicht, dass die Dateien, mit denen ich täglich arbeite, bis 2026 viel größer sein werden als heute.
Für Schreibvorgänge ist das zwar übertrieben, beim Lesen aber klar schneller als 2,5GbE.
5GbE gibt es zwar auch, aber Switches mit 5GbE unterstützen meist ohnehin auch 10GbE.
Wenn 10Gb teuer wirkt, könnten die Preise für noch höhere Bandbreiten einen erst recht überraschen.
Je nach Fall braucht man dort am Ende ebenfalls Glasfaser.
Ich frage mich, ob solche Adapter auch die Stromversorgung für Laptops übernehmen könnten.
PoE++ kann bis zu 100W liefern, was für die meisten Laptops reichen sollte.
Ich habe bisher nur 2.5GBase-T mit 802.3bt Type 3 und ungefähr 51W gesehen.
Falls es etwas Besseres gibt, interessiert mich das ebenfalls.
Persönlich möchte ich aber weder 5Gb-T noch 10Gb-T unbedingt verwenden, und ungefähr 50W reichen für die meisten Einsatzzwecke aus.
Eine Ausnahme ist die Variante „2.5GPD2CBT-20V“ von https://www.aliexpress.us/item/3256807960919319.html.
Man könnte den Strom direkt über den Switch neu schalten, was viel eleganter wäre als die Smart-Plug-Lösung, die ich derzeit nutze.
https://hackaday.com/2023/08/14/adding-power-over-ethernet-support-to-a-mac-mini/
Es gibt allerdings nur einige recht teure PoE-zu-Daten- plus Strom-Adapter.
https://www.procetpoe.com/poe-usb-converter/
Das könnte schneller und zuverlässiger sein als Zigbee oder Wi‑Fi, und man müsste Batterien nicht so oft wechseln.
Mein Smartphone wird damit geladen, aber das stromsparende Notebook hier ließ sich damit nicht betreiben.
Ganz fern scheint das also nicht mehr zu sein.
Ich habe aqc113 durch eine rtl8127-PCIe-Karte ersetzt.
Sie läuft kühl, hat weniger Probleme mit Chipsatz-Konflikten und war preislich angemessen.
Das war ein guter Kauf, und ich denke, dass dieser 10-$-Chip in den nächsten Jahren günstigere und energieeffizientere 10Gb-Hardware für zu Hause ermöglichen wird.
Über eine PCIe-Version wird auch hier gesprochen.
https://news.ycombinator.com/item?id=46423967