Есть ли техническая причина, по которой еще нет адаптеров 10GbE USB 3.1 Gen 2?

У меня будет еще один шанс ответить, на этот раз скорее явный, чем неявный.

Например, практически невозможно создать адаптеры FireWire через USB, потому что FireWire нуждается в DMA, который не обеспечивает USB. Существует ли аналогичная техническая причина блокировки в отношении того, почему 10-гигабитные адаптеры Ethernet не появились с использованием порта USB C (но не Thunderbolt)?

Не должно быть никаких причин, по которым 10GbE не может существовать. USB-контроллеры 2.5GbE и 5GbE производства Aquantia и Realtek являются доказательством того, что адаптеры>1GbE могут существовать и существуют. 10GbE через USB может прийти, но, как я уже сказал, после загрузки 10Gb/s USB больше похоже на 6Gb/s. Дело также в том, что подавляющее большинство контроллеров USB является узким местом PCIe, потому что производители не желают жертвовать 4x линиями PCIe 3.0 для двух портов, что делает его еще хуже. Я видел множество двухпортовых контроллеров USB 3.1 Gen2 (всего 20 Гбит / с) с поддержкой PCIe 3.0 x1 (8 Гбит / с). Контроллеры Thunderbolt 3 являются наиболее распространенной реализацией USB 3.1, которая не является узким местом и может обеспечить полную скорость USB 10 Гбит / с, но, как мы знаем, если у вас есть Thunderbolt 3, то в этом нет никакого смысла.

Как кто-то упомянул, узкое место никогда не мешало им делать адаптеры 1GbE USB 2.0, но они были сделаны, потому что это было все еще улучшение скорости по сравнению с адаптерами со скоростью 100 Мбит / с. Поскольку 10GbE через USB больше похож на 6Gb/s, они, скорее всего, сделают адаптеры 5GbE (как они и сделали). Единственное преимущество создания адаптера 10GbE с узкими местами по сравнению с полноценным адаптером 5GbE - это подключение к коммутаторам 10GbE без поддержки NBASE-T на скоростях>1GbE. Это исчезнет с USB 3.2 (20 Гбит / с по USB-C), но проблема, когда USB-контроллеры имеют узкое место, только усугубится.

У USB низкая задержка. Это может быть не так критично для Ethernet, как для графических процессоров, но при скорости 10 Гбит / с это может иметь значение. Даже с моим Thunderbolt SANLink3 N1 Windows изо всех сил пытается получить 10 Гбит / с по конвейеру (Linux делает это даже без вздрагиваний, так что, возможно, это проблема с драйверами). Я видел людей, которые сравнивали адаптеры Apple Thunderbolt 2 и Gigabit Ethernet с USB-адаптерами и говорили, что Thunderbolt PCIe более энергоэффективны и потребляют меньше ресурсов процессора. Это будет 10х заметно при 10GbE. Когда USB-адаптеры 5GbE наконец появятся на полках, я уверен, что кто-нибудь протестирует и сравнит накладные расходы, использование ЦП и эффективность энергопотребления с Thunderbolt и / или чистыми картами PCIe NBASE-T. Тогда мы точно будем знать.

Потребление энергии является проблемой - из-за больших расстояний, которые они должны поддерживать. Я вполне уверен, что по коротким кабелям 10GbE потребляет не так много энергии. По словам производителя (Promise Technology), мой SANLink3 N1 может использовать около 9 Вт для контроллера Ethernet и 2 Вт для подсистемы Thunderbolt. 3 порта Thunderbolt гарантируют 15 Вт для устройств с питанием от шины, но USB не поставляется с такими гарантиями. Производитель, вероятно, получит много жалоб на проблемы, вызванные недостаточной мощностью, предоставляемой некоторыми (или многими) портами. Они должны были бы обеспечить дополнительную потребляемую мощность, которая сделала бы продукт менее желательным из-за уменьшенного удобства и портативности. Люди не воспримут это хорошо, потому что каждый адаптер USB-Ethernet в прошлом питался от шины.

Вещи, которые являются PCIe только как графические процессоры, обычно имеют критическую зависимость от DMA, не только для производительности, но и в зависимости от того, как написаны их драйверы и как построен их физический интерфейс. Единственными графическими процессорами USB являются чипы DisplayLink, и они на самом деле не являются графическими процессорами - они просто берут кадровый буфер из CPU / OS с драйвером режима ядра и превращают его в видеосигнал. С другой стороны, USB Ethernet существует в течение очень долгого времени и, наконец, масштабируется до 5 Гбит / с, что должно означать, что он может масштабироваться в будущем.

GigE over USB 3.1 Gen 1 (и даже USB 2.0) есть везде, есть ли в стандарте 802.3an что-то, что блокирует это?

Причины, которые я обсуждал, не являются техническими в том смысле, что они запрещены стандартами или почти невозможны для обхода. Не существует технической причины, исключающей возможность использования настоящего USB-адаптера 10GbE, но существует слишком много практических проблем, чтобы заинтересовать производителей.

Я понимаю экономическую ситуацию здесь, что более дорогие ноутбуки с USB C также поддерживают Thunderbolt 3, и владельцы дешевых устройств вряд ли захотят адаптер 10 GbE. Этот вопрос, однако, касается технических причин (поскольку экономическому аргументу можно противопоставить, поскольку USB C намного дешевле, чем Thunderbolt 3, но, опять же, оставим этот аргумент для разных сайтов).

Технические причины, которые присутствуют, не являются непреодолимыми - но без массового внедрения / спроса производители, скорее всего, считают, что минусы перевешивают плюсы. USB 3.2 (20 Гбит / с) должен несколько склонить чашу весов с более сильными плюсами, позволяя использовать 10 Гбит / с без узкого места (при условии, что контроллер поддерживается достаточным количеством линий PCIe), но может потребоваться много времени для выпуска адаптера для USB 3.2 как усыновление будет медленным. Я не знаю, считаете ли вы практические и экономические ограничения одним и тем же (например, технические ограничения).

Если этот ответ не является адекватным, вам нужно будет уточнить некоторые более точно, что вы спрашиваете, и какую форму примет ответ.