現在、3 つの周辺機器 (マウス、キーボード、Wacom タブレット) があり、すべてコンピューターの個別の USB ポートに接続されています。コンピューターが少し離れているため、それぞれに 6 フィートの USB 延長ケーブル (パッシブ) も接続されています。これらはいずれも USB 2.0 デバイスです。
ケーブルを減らすために、物事を簡素化したいと考えました。PC から 6 ～ 10 フィートの USB 3.0 延長ケーブル 1 本を、手元にある電源付き 4 ポート USB 3.0 ハブに接続し、3 つの USB 2.0 周辺機器すべてをそこに接続します。
いくつか気になることがあります。
2.0 デバイスを 3.0 延長ケーブルに接続しても、3.0 の速度を活用できないことはわかっています。しかし、それらすべてが 3.0 ハブに接続され、3.0 ケーブルに接続されている場合はどうなるでしょうか? 理論的には、それらの 2.0 デバイスは 3.0 ケーブルの余分なワイヤを使用することになりますか?
3 つのデバイスすべてからのイベント呼び出しを 1 本のケーブル経由で強制すると、理論的には遅延が発生する可能性がありますか?
電源付き USB ハブはリピーターとして機能すると聞きました。それは本当ですか? もしそうなら、遅延を減らすことができますか? それとも、リピーターはそのような動作をしないのでしょうか?
1 つでもいくつかでも、すべてでも答えてください。これは取るに足らないことのように思われるかもしれませんが、私は細かい点にこだわっています。読んでいただきありがとうございました。
答え1
- 2.0 デバイスを 3.0 延長ケーブルに接続しても、3.0 の速度を活用できないことはわかっています。しかし、それらすべてが 3.0 ハブに接続され、3.0 ケーブルに接続されている場合はどうなるでしょうか? 理論的には、それらの 2.0 デバイスは 3.0 ケーブルの余分なワイヤを使用することになりますか?
USB 3.0 には下位互換性のために USB 2.0 接続が含まれていますが、トラフィックは分離されています。USB 3.0 インフラストラクチャを通過する USB 2.0 トラフィックを処理する USB 2.0 コントローラがあります。そのため、USB 3.0 ケーブルとハブを使用できますが、USB 2.0 デバイスは最初から最後まで USB 2.0 として扱われます。追加の USB 3.0 インフラストラクチャは無視されます。
- 3 つのデバイスすべてからのイベント呼び出しを 1 本のケーブル経由で強制すると、理論的には遅延が発生する可能性がありますか?
ここでのキーワードは「理論的には」です。はい、理論的には、信号を 1 つのパスで結合すると遅延が増える可能性がありますが、実際にそうなったとしても、それを知ることはできません。デバイス (マウス、キーボード、タブレット) のデータ レートは非常に低いです。USB 2.0 の帯域幅と比較しても、3 つすべてから結合されたデータは海に唾を吐くようなものです。統計的には、同時にデータを移動しようとする場合があり、一部のデータが遅延します。ただし、遅延はマイクロ秒またはそれより短いオーダーです。人間はミリ秒単位の遅延さえも認識できません。
とはいえ、すでに起こっていることなので、何も変わりません。コンピュータの USB ポートのグループは、内部ハブ (ルート ハブ) に接続されています。そのため、これらのポートに個別に電力を供給すると、コンピュータ内部で衝突が発生します。外部ハブでデバイスを組み合わせると、衝突が発生する場所が移動するだけです。
- 電源付き USB ハブはリピーターとして機能すると聞きました。それは本当ですか? もしそうなら、遅延を減らすことができますか? それとも、リピーターはそのような動作をしないのでしょうか?
リピーターは、接続の距離制限を延長するために使用されます。ハブはリピーターとして使用できます。ただし、遅延を増やすことはできますが、減らすことはできません。信号が処理されるたびに、追加の遅延が発生する可能性があります (また、時間内に送り返すことはできません)。ただし、このような遅延は、ユーザーが認識できるほどのものではないため、桁違いに短いものです。
そうは言っても、別の理由で、ハブ (USB 2.0 ハブでも可) を使用することで理論上の遅延を減らすことは可能です。USB 2.0 の距離制限は、その距離用に設計されたケーブルを使用する場合、5 メートルです。
たとえば、5 フィートのケーブルを備えたデバイスがあり、10 フィートの延長ケーブルを追加するとします。デバイス ケーブルのワイヤは合計 5 フィートの長さに合わせてサイズ設定され、延長ケーブルのワイヤは合計 10 フィートを少し超える程度の長さに合わせてサイズ設定され、ケーブルの設計品質も同様に長さに合わせて調整されている可能性があります。その場合、各ケーブルで既に接続の許容損失が発生しており、2 本のケーブルの損失が結合されます。
そのため、お使いのセットアップがすでに遅延の原因になっている可能性があり、それが認識している範囲外であるだけです。このため、USB 仕様では、延長ケーブルの使用は非準拠であると明確に定義されていますが、実際の使用では、特にデータ レートが低い、人間が入力するデバイスの場合、信頼性の低さは目的に応じて許容できるレベルである可能性があります。
したがって、ハブでデバイスを組み合わせ、長いケーブルを使用してハブをコンピューターに接続すると、各接続が USB 制限内に十分収まるため、現在のセットアップのレイテンシが短縮される可能性があります (気付かないかもしれませんが)。
答え2
- 2.0 デバイスを 3.0 延長ケーブルに接続しても、3.0 の速度を活用できないことはわかっています。しかし、それらすべてが 3.0 ハブに接続され、3.0 ケーブルに接続されている場合はどうなるでしょうか? 理論的には、それらの 2.0 デバイスは 3.0 ケーブルの余分なワイヤを使用することになりますか?
いいえ、それはあなたの前提からすれば希望的観測です
。この答え:
USB3仕様によるとここからUSB3ホスト/ハブ上のUSB2機能は変わりません。したがって、（電源の問題は別として）USB2デバイスは依然としてブロードキャスト方式で動作し、同じホスト/ハブ上の他のすべてのUSB2デバイスと同じ古いUSB速度帯域幅を共有することになります。USB2デバイスはないSuperSpeed USB3 容量は USB2 デバイスに接続されていない別のワイヤ上にあるため、USB3 容量を利用できません。
- 3 つのデバイスすべてからのイベント呼び出しを 1 本のケーブル経由で強制すると、理論的には遅延が発生する可能性がありますか?
はい。
- 電源付き USB ハブはリピーターとして機能すると聞きました。それは本当ですか? もしそうなら、遅延を減らすことができますか? それとも、リピーターはそのような動作をしないのでしょうか?
すべてのUSBハブは「パワード」外部電源またはホストへの USB 接続を介して、USB ハブに電力を供給します。
完全にパッシブな (つまり、電源供給のない) USB ハブというものは存在しません。「パッシブ USB ハブ」は誤った名称です。
(アクティブ USB 延長ケーブルは、実際にはシングル ポート ハブ、または 1 つのダウンストリーム ポートのみを使用するマルチ ポート ハブである可能性が高いです。)
USB ハブは、ホストによって個別の USB デバイスとして認識されます。
したがって、USB ハブ (リピーターとして機能します) を挿入すると、レイテンシは短縮されるのではなく、追加されます。
リピーターは受信、保存、転送方式を使用するため、リピーター (または任意のデバイス) が要求どおりにレイテンシを短縮する方法はありません。
ちなみに、あなたのPCにはおそらく独自のUSBハブが内蔵されており、その3つは"個人"ポートはおそらく単一の USB ホスト コントローラに統合されます。
また、パッシブ USB 延長ケーブルは明らかに「違法」であり、USB 仕様でカバーされていないことに注意してください。一部の USB 延長ケーブルのメス側に延長シュラウドが付いているのはなぜですか?
答え3
- 2.0 デバイスを 3.0 延長ケーブルに接続しても、3.0 の速度を活用できないことはわかっています。しかし、それらすべてが 3.0 ハブに接続され、3.0 ケーブルに接続されている場合はどうなるでしょうか? 理論的には、それらの 2.0 デバイスは 3.0 ケーブルの余分なワイヤを使用することになりますか?
他の人が言っているように、これは起こりません。USB 2.0 (および 1.1) ケーブルには 4 つのコネクタがあり、USB 3.0 ケーブルには 8 つのコネクタがあります。USB 2.0 ケーブルを USB 3.0 接続に接続すると、残りの 4 つはデバイスに存在しなくなります。
とはいえ、すべてのコントローラーが同じように作られているわけではありません。この回答で説明したように同様のマシンの USB 2.0 ポートと比較して、USB 2.0 ハード ドライブを USB 3.0 ポートに接続すると転送時間が速くなることに気づきました。
基本的に、プロトコルの互換性とそのプロトコルの使用速度/効率は、2 つの異なるものです。そして、私の推測では、USB 3.0 コントローラーは、一部の USB 2.0 ポートよりも単純にその機能に優れています。
あなたの質問はレイテンシーに関するものだと承知していますが、それはこのすべての中ではほんのわずかな要因にすぎません。デバイスに USB 3.0 接続がある場合は、パフォーマンスを向上させるために USB 2.0 デバイスと一緒に使用することをお勧めします。