Mô-đun Ethernet 10G của Framework cho thấy sự phức tạp của USB-C

 (jeffgeerling.com)
1 điểm bởi GN⁺ 3 giờ trước | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • 10G Ethernet Expansion Card của WisdPi là mô-đun 10GbE cắm vào khe mở rộng của Framework, nhưng hiệu năng thực tế phụ thuộc lớn vào chi tiết thông số của cổng USB-C và driver
  • Bộ điều khiển Realtek RTL8159 cần kết nối USB 3.2 Gen 2x2, tức 20Gbps, để đạt tốc độ gần 10Gbps, nên một số cấu hình USB4 và USB 3.2 Gen 2x1 sẽ gây nghẽn cổ chai
  • Trên Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, ngay cả Windows 11 cũng không đạt tốc độ như kỳ vọng và Linux còn thấp hơn; Framework 12 cũng chỉ đạt khoảng 7Gbps trong iperf3 với driver mặc định
  • Sau khi cài driver Realtek trên Windows, Framework 12 ghi nhận hơn 9.4Gbps, nhưng vẫn còn giới hạn về truyền hai chiều và nhiệt độ
  • Với đa số người dùng, Ethernet Expansion Card 2.5Gbps giá khoảng $40 thực tế hơn; chỉ nên cân nhắc WisdPi 10G Card giá $99 khi cần mạng có dây nhanh hơn mà không muốn dùng USB-C dongle gắn ngoài

Cổng USB-C và driver quyết định hiệu năng 10GbE

  • 10G Ethernet Expansion Card của WisdPi có thể gắn vào một Expansion slot còn trống trên máy tính Framework, và cũng dùng được với Framework Desktop
  • Framework Expansion Card kết nối với bo mạch chủ qua USB-C, và cấu trúc này trở thành ràng buộc chính với hiệu năng 10GbE
  • Bộ điều khiển Ethernet Realtek RTL8159 cần kết nối USB 3.2 Gen 2x2, tức 20Gbps, để đạt tốc độ gần mức danh định 10Gbps
    • Nhiều cấu hình USB4 và mọi kết nối USB 3.2 Gen 2x1 đều sẽ tạo ra nghẽn cổ chai
    • Trong trường hợp này, băng thông bị giới hạn xuống dưới 8Gbps
  • Trên Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, băng thông trung bình trên Windows 11 vẫn không đạt mức 9.4Gbps, tức mức tối đa thực tế của 10Gbps
    • Trên Linux, hiệu năng trên cùng mẫu laptop này còn thấp hơn một chút
    • Tài liệu cổng của Framework cho biết cổng 1 và 3 của mẫu laptop này hỗ trợ USB 3.2 Gen 2x2
  • Trên Framework 12, đã xác nhận theo tài liệu rằng máy hỗ trợ tốc độ USB 3.2 Gen 2x2, nhưng trên Linux vẫn không đạt tốc độ như mong đợi
    • lsusb hiển thị cổng ở mức 20000Mbps, tức 20Gbps
    • iperf3 chỉ ghi nhận khoảng 7Gbps
    • Đã thử tải driver Realtek trên Ubuntu 26.04 để biên dịch nhưng gặp lỗi, có thể do kernel Linux 7.x của bản phân phối quá mới
  • Trên Windows 11, khi chỉ dùng driver mặc định, hiệu năng iperf3 của Framework 12 cũng tương tự Linux
    • Đã dùng USB Tree Viewer để xác nhận cổng được nhận là Gen 2x2
    • Trên Windows, việc cài driver Realtek hoàn tất bình thường, sau đó tốc độ ghi nhận đạt hơn 9.4Gbps

Cái giá của mạng có dây nhanh: nhiệt độ và tính di động

  • Trong môi trường Windows đã cài driver Realtek, hiệu năng tiến gần mức 10GbE mong muốn, nhưng mô-đun trở nên rất nóng trong quá trình thử nghiệm kéo dài
  • Ở bài kiểm tra hai chiều, thiết bị ghi nhận khoảng 9Gbps upload và 4~5Gbps download
  • Camera nhiệt cho thấy nhiệt độ bề mặt nhựa ở mặt dưới mô-đun tiệm cận 70°C
    • Mức này không gây bỏng do chạm ngay lập tức, nhưng nếu tiếp xúc lâu có thể gây Toasted Skin Syndrome
    • WisdPi trả lời rằng nhiệt độ bề mặt nhựa tuân thủ giới hạn an toàn nhiệt độ của IEC 62368-1
    • Quan điểm của hãng là sẽ ổn nếu da không chạm vào bề mặt quá 10 giây
  • Vì laptop thường được dùng trên đùi, mô-đun này được khuyến nghị nên dùng trong môi trường không đặt trên đùi
    • Trong phần lớn tình huống dùng trên đùi, người dùng cũng thường dùng WiFi
    • Mô-đun nhô ra khỏi laptop vài cm, nên cần tháo ra nếu dùng túi chống sốc hoặc túi xách ôm sát máy
  • Với đa số người dùng, Ethernet Expansion Card giá khoảng $40 là lựa chọn thực tế hơn
    • Card này hỗ trợ 2.5Gbps
    • Chỉ khi cần tốc độ cao hơn và không muốn dùng USB-C dongle gắn ngoài thì mới đáng cân nhắc WisdPi 10G Card giá $99
    • Tại thời điểm bài viết được đăng, WisdPi 10G Card đang hết hàng
  • Sản phẩm được thử nghiệm là thiết bị do WisdPi cung cấp để phục vụ test và review

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 3 giờ trước
Ý kiến trên Hacker News

  • Đây không hẳn là câu chuyện về sự phức tạp của USB-C, mà gần hơn là về USB 3.2 Gen 2x2, mớ rối do USB IF tạo ra vì đầu nối USB-A màu xanh đời cũ
    USB 3.2 Gen 2x2 là biến thể 20Gb/s của USB 3 nhưng được hỗ trợ rất hiếm, và ở thời điểm này việc làm một thiết bị yêu cầu nó để đạt hiệu năng tối đa là một quyết định kỳ lạ. Với cổng tốc độ cao, thông thường USB4 hoặc Thunderbolt 3 trở lên được hỗ trợ rộng rãi hơn, nên có lẽ lý do là một con chip có tính thương mại không rõ ràng đã được bán rẻ
    Điều này không làm mớ hỗn loạn “cổng này hỗ trợ gì” của USB-C tốt hơn, nhưng trường hợp cụ thể này có trước USB-C và thường thì gần như không gặp phải

    • 3.2 Gen 2x2 và 1x2 đôi khi liên quan đến cáp kém là thứ chỉ dành cho USB-C
      Cổng và cáp USB-C có 4 lane USB 3 “SuperSpeed”, không phải 2; nếu dùng cáp A-C thì chỉ một cặp trong số đó được nối. Chế độ “x2” vốn nhằm dùng cặp lane thứ hai vốn bị để không
      Tuy nhiên không phải lúc nào nó cũng bị để không. Chế độ thay thế DisplayPort gửi DisplayPort qua hai lane “để không” đó, cho phép dùng đồng thời dữ liệu USB 3 và DisplayPort nửa tốc độ, hoặc dùng cả bốn lane để có DisplayPort đủ tốc độ và chỉ còn USB 2. Thunderbolt 3 và USB4/TBT4 mới dùng cả bốn lane để tunnel mọi thứ
    • Giao tiếp Ethernet 10Gb/s không cần cổng USB 20Gb/s để đạt hiệu năng tối đa, và trái với suy nghĩ của tác giả, nó đã chạm trần ngay cả trên cổng USB 10Gb/s
      Công dụng chính của cổng USB 20Gb/s là nối SSD NVMe ngoài khi không có cổng USB4 hoặc Thunderbolt nhanh hơn và SSD tương ứng
      Với SSD NVMe ngoài qua USB, cổng USB 20Gb/s giúp tăng gấp đôi thông lượng, nhưng với giao tiếp Ethernet 10Gb/s thì mức cải thiện về cơ bản là không đáng kể
      Tôi không cho rằng cổng USB Type-C 20Gb/s là “được hỗ trợ rất hiếm”. Mọi mini PC hoặc bo mạch chủ desktop tôi mua trong 10 năm qua đều có ít nhất một cổng USB như vậy
      Nơi các cổng đó trông có vẻ hiếm là laptop, vì đa số laptop vốn có ít cổng USB

  • Chỉ nhìn tiêu đề thì không rõ, nhưng đây không phải sản phẩm của Framework mà là sản phẩm do Wisdpi làm theo form factor thẻ mở rộng của Framework

    • Rất vui khi thấy có một hệ sinh thái hình thành quanh form factor đó. Nó giống PCMCIA ngày xưa, nhưng là phiên bản không kinh khủng
    • Đây là sản phẩm được làm với sự hợp tác của Framework
    • Muốn hỏi Nirav: liệu có thể làm một adapter Ethernet USB-C dựa trên chip Intel để dùng được các tính năng vPro cùng với chip Intel hỗ trợ vPro trên laptop Framework không?
      Khi sau này tái sử dụng bo mạch chủ Framework làm homeserver, có vPro sẽ đem lại khả năng quản trị, nên có lẽ đó là phần cuối cùng còn tiếc

  • Tôi bật cười khi thấy Ethernet có dây 10G trên laptop. Nếu là docking station thì còn hiểu được, nhưng dù sao cũng thú vị
    Tôi thích việc cổng mở rộng của Framework dựa trên USB-C. Nó thực sự hiện thực hóa khe cắm hot-plug, đúng với lý do ban đầu USB được tạo ra. Dù vậy, trước đây tôi từng nói với Intel rằng nếu dùng Ethernet với một kiểu gói tin cụ thể thì có thể rẻ hơn mà vẫn đạt cùng tốc độ, và ATA over Ethernet đã chứng minh điều đó. Tất nhiên như vậy thì USB consortium sẽ không thu được “thuế chứng nhận” :-)
    Gác sự châm biếm sang một bên, những vấn đề thiết kế kiểu này cho thấy trong tương lai, việc đặt tấm tản nhiệt quanh các cổng cắm thêm trên laptop có thể là hợp lý. Chỉ có điều như vậy máy sẽ dày hơn, trong khi mọi người lại ám ảnh với độ mỏng

    • Có docking station thì khác gì? Đôi khi bạn có thể muốn dành 1–2 phút để thiết lập laptop nghiêm túc hơn một chút, và điều đó vẫn hợp lý như nhau dù có docking station hay không
    • Thời kỳ đầu của mạng không dây, tôi từng bond mạng không dây và có dây trên laptop. Hình như không dây lúc đó khoảng 2Mbps, nhưng khi cần truyền dữ liệu lớn, chỉ cần đi tới cổng mạng có dây trong nhà và cắm vào là có 100Mbps
    • Chuyện multimedia đã được nhắc ở chỗ khác, nhưng chẳng hạn nơi tôi làm việc có các board phát triển và nguyên mẫu với Ethernet 10G, còn hầu hết lập trình viên dùng laptop chứ không phải workstation cố định
      Có thể kiểm thử bằng các adapter Thunderbolt 10G nhỏ nhưng đắt quá mức, và trong nhiều trường hợp thông lượng đầy đủ thực sự cũng đạt được
    • Vấn đề của docking station là nó đắt hơn adapter Ethernet. Vì không muốn chi thêm 400 USD cho dock Caldigit (TS4), tôi đã thử vài dongle từ 2,5Gbps trở lên cho laptop. Tôi đã có TS3 với Ethernet 1Gbps sẵn rồi
      Đáng tiếc là cả 3 dongle USB-C tôi thử đều có hiệu năng tệ hơn nhiều so với Ethernet gigabit tích hợp trong dock, và có vẻ dùng chipset RTL8156 vốn nổi tiếng là không ổn định
      Giờ tôi đã đặt dongle thứ tư. Nếu cứ mua đủ nhiều những thứ như vậy thì có lẽ rốt cuộc sẽ tốn hơn cả việc mua đúng chiếc dock ngay từ đầu
    • Nếu làm media, việc có kết nối 10G trên laptop không phải là vô lý đến thế. Thực tế, nhiều khi vì tốc độ mạng chậm mà phải dùng thứ như Thunderbolt thay cho NAS. Ví dụ như công việc trút dữ liệu tại hiện trường quay

  • Mọi card Ethernet PCIe 10G mà tôi từng thấy đều có tản nhiệt, đôi khi còn phủ kín cả card hoặc gắn thêm quạt nhỏ trên tản nhiệt
    Kỳ vọng nó hoạt động liên tục trong laptop là đang dùng ngân sách tản nhiệt khá quá sức
    Ngoài ra laptop đang được nói tới dùng chipset AMD FP8, nên tùy cách cấu hình cổng, nếu cổng được phân bổ cho video thì USB có thể chỉ đạt 10G

    • Chip mới của Realtek tiêu thụ dưới 2W ở riêng con chip, và dưới 3–4W cho toàn bộ bo mạch: https://www.servethehome.com/cheap-10gbe-realtek-rtl8127-nic...
    • Mới hôm qua tôi đang so sánh các NIC Ethernet 10G, và ChatGPT cứ khăng khăng rằng chúng cực kỳ nóng bất kể thông lượng thực tế. Nó nói là như vậy trừ khi tự hạ rồi nâng tốc độ liên kết
      Vì cùng lý do khiến sạc không dây có cảm giác lãng phí, điều đó làm tôi phải nghĩ lại xem có nên để một dongle như thế trên bàn cả ngày hay không
    • Đúng, Ethernet 10Gb chạy nóng. Tôi đã đi lại dây mạng trong nhà lên 10Gb (đang dùng FTTP 8Gb), và việc dock Thunderbolt nóng lên khá là khiến tôi bận tâm
    • Vậy có lẽ họ nên làm toàn bộ vỏ của card Framework bằng đồng chăng?

  • Chỉ đạt 95% tốc độ ghi trên sản phẩm thôi à? Vẫn ổn mà. Nó vẫn cực kỳ nhanh

    • Điểm chính là để đạt được 95% thì quá nhiêu khê, và nếu làm sai thì có thể rơi xuống gần mức 75%
    • Theo chiều ngược lại thì chỉ đạt được 4–5Gbps

  • USB “5Gb/s” thực chất là USB 4Gb/s, nên một giao tiếp Ethernet 5Gb/s không thể đạt tốc độ tối đa trên USB 5Gb/s, nhưng USB “10Gb/s” thì thực tế đủ gần với 10Gb/s
    Ethernet 10Gb/s cũng không đúng chính xác 10Gb/s, nhưng chênh lệch không đáng kể
    Vì vậy để đạt tốc độ tối đa với giao tiếp Ethernet 10Gb/s, không cần USB 20Gb/s; cổng USB 10Gb/s là đủ
    Overhead framing dữ liệu của USB lớn hơn Ethernet một chút, nên thông lượng tối đa của giao tiếp Ethernet USB 10Gb/s sẽ thấp hơn NIC Ethernet PCIe một chút, nhưng mức chênh lệch không đáng kể. Thông thường các yếu tố khác như driver thiết bị kém hoặc chương trình kém hiệu quả tạo ra biến động lớn hơn nhiều đối với thông lượng Ethernet
    Thông lượng 9,4Gb/s trong bài là hoàn toàn hợp lý nếu tính cả overhead gói tin, và xét theo dữ liệu người dùng thì dù phần cứng thế nào cũng không thể đạt 10Gb/s. Giao tiếp USB 20Gb/s cũng sẽ không đem lại cải thiện đáng kể

  • Trước khi Jeff lần đầu nói về chuyện này, tôi đã mua trên AliExpress một adapter Ethernet giá rẻ dùng chip Realtek mới với giá khoảng 55 euro
    Nó hoạt động rất tốt, nhưng vì tôi không có phần cứng USB 3.2 Gen 2x2 nên chỉ đạt khoảng 4Gbps. Dù vậy, chỉ riêng việc vượt qua rào cản 1G đã khiến tôi khá hài lòng, và sau này khi có phần cứng tốt hơn tôi vẫn có thể tiếp tục dùng adapter này. Cũng không cần phải đi qua các nấc 2,5Gbps hay 5Gbps

  • Tôi phần nào không hiểu ý tưởng làm Ethernet thành card mở rộng thay vì dongle. Nhất là khi trong trường hợp này nó lại nhô ra khỏi cạnh khung máy
    Nếu đang di chuyển, bạn phải tháo nó khỏi khung máy để tránh bị hỏng trong túi. Vậy thì cắm một card USB-C bình thường vào cổng đó, rồi bỏ dongle vào túi thay vì card mở rộng sẽ dễ hơn
    Nếu không di chuyển thì tức là đang ở bàn làm việc, và tôi vẫn nghĩ cắm dongle sẽ tốt hơn là thường xuyên thay card mở rộng
    Không phải là tôi tuyệt đối không muốn card mở rộng, nhưng nó có vẻ là một nhu cầu khá ngách

    • Nhiều người dùng laptop như máy thay thế desktop, và trên thực tế họ để ở một chỗ hoặc chỉ chuyển giữa hai nơi (bàn ở nhà/bàn ở văn phòng) thay vì mang đi khắp nơi để dùng
    • Ở một địa điểm cố định hoặc trên bàn làm việc, dùng dock có Ethernet cũng rất phổ biến
      Dù sao thì có thể nó tồn tại để cho người tiêu dùng thấy các khả năng. Nếu một chuẩn mạng có chiều cao thấp hơn trở nên phổ biến thì sao?
    • Nhiều thứ của Framework chẳng phải cũng mang tính như vậy sao? Viền màu thay được thì vui đấy, nhưng khá ngách
    • Tôi cũng không hiểu lắm
      Nếu có cổng Ethernet gập lại hoặc mở rộng ra để khi không dùng thì nằm phẳng với khung máy, chuyện đó sẽ hợp lý hơn nhiều
      [0] Cho xem ý tôi muốn nói thì dễ hơn: https://www.reddit.com/r/TechnologyPorn/comments/hvlxep/orig...
    • Không có gì cần phải hiểu cả. Mạch không nhét vừa vào khe card mở rộng. Bạn có thể cắm dongle thay thế, nhưng như vậy laptop sẽ còn một lỗ lớn và dây cáp thò ra. Hoặc cứ mua một túi laptop rộng hơn là xong. Chúng có nhiều kích cỡ mà

  • Dây đồng 10G nổi tiếng là ngốn điện. Vì vậy hơn 90% cổng 10G của tôi là SFP

  • Vấn đề nhiệt gần như hoàn toàn là vấn đề của dây đồng. Mọi giao tiếp dùng cáp CATx đều gặp chuyện này, và chúng luôn cực kỳ nóng
    Từ 10Gbps trở lên, SFP và cáp quang nhanh hơn luôn là câu trả lời, vì gần như không có vấn đề nhiệt. Vấn đề “duy nhất” là rất ít không gian nhà ở được đi dây cáp quang