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USB Hub 沒想象的那麼簡單

時間:2024-11-02 07:39:26

文|曹操

随着超輕薄筆記本、PC平闆二合一設備的普及,很多用戶都會感歎設備上的USB接口數量越來越不夠用了。為了獲取同時接駁更多USB外設的能力,USBHub就成為了必然的選擇。然而,就是這麼一種小小的“一拖多”設備竟然存在諸多隐患。不相信?那咱們就來瞧瞧。

USBHub的工作原理

USBHub又稱USB集線器,它使用星型拓撲結構,可擴展出多個USB接口。USBHub的核心是主控芯片(又稱橋接芯片),通過軟硬件算法将PC身上的某個USB接口(上遊端口)資源分配給USBHub擴展出來的USB接口(下遊端口)使用。

理論上,USBHub身上的多個下遊端口們會平均分配上遊端口的帶寬,再加上USBHub自身信号傳輸過程中也存在耗損,所以下遊端口的總帶寬一定小于上遊端口分享的帶寬。比如USBHub上遊連接的是USB3.0(5Gbps),哪怕USBHub可以擴展出4個USB3.0,這幾個USB3.0也無法同時傳輸超過5Gbps的數據流。

可能有讀者會問了:“我家的USBHub同時接駁2個USB3.0的閃存盤,速度和直接插在PC上沒啥區别啊?”這就是理論和實際的差異表現了。

簡單來說,如今USB3.0閃存盤的實際讀取速度多在100MB/s左右,折合帶寬也不到1Gbps,所以哪怕USBHub同時接駁了2~3個USB3.0閃存盤,其實際讀寫速度也不會出現明顯的下降。

USBHub的4、7、10情懷

細心的讀者可能已經注意到了,縱觀市面上的USBHub,它們身上擴展出來的USB接口數量幾乎都是4個、7個或者10個。理論上USBHub的橋接芯片都支持一拖四(别問原因,這是約定俗成的事情),為什麼市面上沒有配備8個或12個USB接口的Hub呢?

這個原因還得從USBHub的拓撲結構談起。前文說了,Hub橋接芯片都是一拖四的,要想擴展更多的USB,就隻能同時使用更多橋接芯片共同努力了。以7個接口的USBHub為例,它的拓撲結構如圖3,原理是“橋接芯片2”将“橋接芯片1”旗下的1個USB接口再度拆分為4,總計7個接口。同理,如果是三顆橋接芯片将可擴展出10個USB接口,以此類推。

由此就會引發一個問題:“橋接芯片1”擴展出來的USB1、USB2和USB3将平均分配上遊端口3/4的帶寬,而“橋接芯片2”旗下的USB4、USB5、USB6、USB7則共用剩餘的1/4帶寬。沒錯,USB接口帶寬不一緻,就是7口和10口USBHub所面臨的最大問題。

因此很多7口USBHub都采用了3個USB3.0和4個USB2.0接口的設計,恰好可以掩飾USB接口帶寬不一緻的尴尬。而一些USBHub配備了7個或10個USB3.0接口,但真正能跑出USB3.0速度的卻隻有其中的3個而已!網上很多用戶反映的USBHub接口速度不一的問題,就是上面的原因引起的。

因此,如果你購買的是4口以上的USBHub,一定要留意哪些接口是高帶寬的(通常靠近數據線一頭的接口為高帶寬),在連接閃存盤、移動硬盤等存儲設備或給移動設備充電時一定要插在這些接口上。至于那些低帶寬的接口,則可用于連接鍵盤、鼠标等外設。

USBHub插拔鍵鼠時為何系統會卡

擴展閱讀當鍵盤和鼠标都連接在USBHub的接口上時,突然拔下鍵盤或鼠标會導緻系統假死1秒~2秒左右,而這個問題則源于USBHub的識别協議。簡單來說,USBHub添加或删除設備時采用了枚舉方式,而Windows系統中用于USB枚舉設備的線程隻有一個,因此當Hub上有設備插拔時,該Hub和其所連接USB設備的請求都會被挂起(出現卡頓假死),而挂起的時間由PC性能和Hub主控芯片的性能決定。

蘋果新MacBook就是隻有1個USB的代表

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主控對Hub的影響

目前USB3.0Hub的主控主要以VIA旗下的VL810/VL811/VL812、創維科技GL3520和瑞昱RTS5401等芯片為主,這些主控平時的性能差别不大,隻是在同時接駁多款USB3.0閃存盤并進行同時讀寫時才能表現出差距。此外,通過高端主控還能賦予Hub更多的功能,比如東芝旗下的一款USBHub工作站就能在接駁USB設備的同時還能連接HDMI和網線!

選USB3.0還是USB2.0

如今USBHub根據接口類型可以分為USB2.0、USB3.0或USB2.0+USB3.0三大版本。其中,USB2.0Hub價格最為實惠(4口普遍不足30元),适用于接駁鍵盤鼠标等外設,不适合用于閃存盤等設備進行數據交互。

如果你的筆記本隻有1個USB3.0接口,而你又有同時讀寫多款存儲設備的需求,那USB3.0Hub就必不可少了。此類産品的價格多在60元~100元之間,普通用戶選擇4口Hub就足夠用了。

如果你是Windows平闆電腦用戶,機身隻有1個USB3.0接口,那就可以考慮7口的USB2.0+USB3.0Hub了。其中,USB3.0用于接駁存儲設備,USB2.0用于連接鍵盤鼠标,合理搭配幹活不累。

有源無源是個大問題

如果你需要一款4口以上的USBHub,或是平時需要用Hub連接移動硬盤,那就一定要選擇自帶外接電源的産品!

我們都知道,USB2.0和USB3.0所能傳輸的最大電流值分别為500mA和900mA,而一款移動硬盤(HDD介質)則需要450mA~800mA(視不同型号)的電流才能穩定驅動。換句話說,在USB2.0Hub上接駁移動硬盤,移動硬盤運行起來會非常勉強;如果USB3.0Hub在接駁移動電源時還連接着鍵盤鼠标,那移動硬盤同樣面臨着供電不足的隐患。問題來了,移動硬盤供電不穩極易引起硬件故障,導緻硬盤和内部重要數據受損!因此,隻要你覺得今後有用USBHub連接移動硬盤的可能性,無論是USB2.0/3.0Hub,都要選擇配備外接電源的型号,彌補USB接口自身電力供應不足的缺陷。問題又來了,USBHub到底要配備多少功率的電源才算合理?

USB2.0接口的标準供電參數為5V/500mA,即具備2.5W的輸出功率。如果以2.5W為标準,4口USBHub的電源功率最好可以達到10W,即配備一個5V/2A的外接電源才算及格。如果是7口USBHub,隻有當電源功率在18W以上才能滿足所有接口的供電所需。因此,一些口碑較好的7口USBHub大都會配備12V/2A或更大功率的外接電源。

USBHub選購經驗談

在選購USBHub時,我們還需注意很多細節,并根據實際需求選擇最适合自己的産品。下面,小編就分享一些選購上的經驗。

注意USB接口間距:考慮到很多閃存盤“膘肥體胖”,如果Hub上的USB接口太近,很容易出現設備間争搶地盤的現象。一般來說,18mm或更大的間距才靠譜。

根據需求選擇Hub形态:如今的USBHub早已擺脫了傳統的“長條棒子”形态,并逐漸衍生出了很多風格。而我們則可根據自己的PC和需求,選擇使用體驗最佳的Hub。

比如,如果你想給Windows平闆配個USBHub,海備思旗下的一款配備連體旋轉USB接口的Hub堪稱絕配。這個Hub可以直接“貼合”在平闆身上,沒有了線纜的束縛,整潔且方便。

如果你的超薄筆記本不僅USB接口少,還沒有RJ45網線端口,則可購買自帶RJ45接口的USBHub。由于這類Hub需要借用1個USB橋接以太網,所以它們清一色都采用了3個USB+1個RJ45接口的結構。

如果你的超薄本沒有讀卡器,則可購買自帶多合一讀卡器的Hub。同理,這類産品也會因讀卡器功能而失去一個USB,所以結構形态也多為3(USB)+1(讀卡器模塊)結構。
   

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