USB 集线器会影响性能吗？

Question 1

是的。通过 USB 集线器连接的所有设备共享该集线器可用的带宽。但并非每个设备都共享 50%。每个 USB 2.0 集线器有 480 Mbit/s 的带宽可供使用在电脑前。我的意思是什么？嗯，你的电脑内置了 USB 集线器。是的，不是每个端口都是一个独立的实体。在大多数情况下，当你看到两个 USB 端口一个叠在另一个上面时，它们在内部都位于一个集线器上。

这也适用于笔记本电脑上并排的两个端口。因此，不要以为只需将两个集线器插入并排的 USB 端口，就可以拥有大量 USB 端口来插入高数据传输速率设备。

您真正需要做的是查看要连接的设备的预期数据传输速率。我预计 MIDI 鼓的传输速率会较低，而键盘的传输速率会较低或中等。这可以与 USB 声卡之类的东西进行比较……您不会希望它与其他任何东西共享集线器。

使用有源集线器时，每个设备都会获得所需的电源，而使用无源集线器时，所有设备共享主机 USB 端口可以输出的任何电源。因此，这也是需要考虑的。

你很可能已经知道了，但对于延迟问题，韋錫驱动程序可以解决大多数（如果不是全部）潜在问题。只是这么说。

Answer

是的。通过 USB 集线器连接的所有设备共享该集线器可用的带宽。但并非每个设备都共享 50%。每个 USB 2.0 集线器有 480 Mbit/s 的带宽可供使用在电脑前。我的意思是什么？嗯，你的电脑内置了 USB 集线器。是的，不是每个端口都是一个独立的实体。在大多数情况下，当你看到两个 USB 端口一个叠在另一个上面时，它们在内部都位于一个集线器上。

这也适用于笔记本电脑上并排的两个端口。因此，不要以为只需将两个集线器插入并排的 USB 端口，就可以拥有大量 USB 端口来插入高数据传输速率设备。

您真正需要做的是查看要连接的设备的预期数据传输速率。我预计 MIDI 鼓的传输速率会较低，而键盘的传输速率会较低或中等。这可以与 USB 声卡之类的东西进行比较……您不会希望它与其他任何东西共享集线器。

使用有源集线器时，每个设备都会获得所需的电源，而使用无源集线器时，所有设备共享主机 USB 端口可以输出的任何电源。因此，这也是需要考虑的。

你很可能已经知道了，但对于延迟问题，韋錫驱动程序可以解决大多数（如果不是全部）潜在问题。只是这么说。

Question 2

实际上，我很惊讶第一个答案被接受并被点赞，而没有任何事实来支持该说法，因为它很可能是错误的。MIDI 鼓和 MIDI 键盘几乎肯定都是低速设备，因此它们最多会消耗高速集线器不到 1% 的带宽（2*1 Mbit/s / 480 Mbit/s * 100% = 0.4%）。

事实上，集线器的存在将带来延迟，其数量级为几十微秒对于低速集线器或数百纳秒对于高速集线器。在后一种情况下，一旦添加 MIDI 软件引入的延迟，此延迟就会消失。

此外，USB 协议支持传输优先级（见中断传输)，这将允许 MIDI 设备与同一总线上的硬盘或扫描仪共存，而不会对其传输速度或延迟产生太大影响。但是，我不会发表任何声明，因为我对 MIDI 设备并不特别熟悉。

Answer

实际上，我很惊讶第一个答案被接受并被点赞，而没有任何事实来支持该说法，因为它很可能是错误的。MIDI 鼓和 MIDI 键盘几乎肯定都是低速设备，因此它们最多会消耗高速集线器不到 1% 的带宽（2*1 Mbit/s / 480 Mbit/s * 100% = 0.4%）。

事实上，集线器的存在将带来延迟，其数量级为几十微秒对于低速集线器或数百纳秒对于高速集线器。在后一种情况下，一旦添加 MIDI 软件引入的延迟，此延迟就会消失。

此外，USB 协议支持传输优先级（见中断传输)，这将允许 MIDI 设备与同一总线上的硬盘或扫描仪共存，而不会对其传输速度或延迟产生太大影响。但是，我不会发表任何声明，因为我对 MIDI 设备并不特别熟悉。

Question 3

简短的回答是你真的想要一个 Multi-TT 集线器用于此应用程序，其中 2 个或更多 USB 设备可能为 12 Mbit/秒。在 Amazon、Newegg 或其他网站上搜索“Multi-TT”以查找这些集线器。

不幸的是，这个重要的技术细节很少被提及。大多数集线器使用更便宜的单 TT 设计。优质的多 TT 集线器很少宣传具有此功能，甚至包装上都没有标注。遗憾的是，大多数人可能从未听说过 TT，这可能就是为什么营销人员不愿意告诉你他们的集线器使用哪种设计的原因。

您可以使用 Windows 设备管理器检查您的集线器是否具有此功能。在“高级”选项卡中查找“集线器具有多个 TT”字样。

设备管理器屏幕截图

在 Linux 上，可以使用“lsusb -v | grep TT”检查集线器类型。除了 Apple 在其 Xcode 开发工具中发布的“USB Prober”实用程序外，我不知道在 Macintosh 上进行检查的任何简单方法。

TT 代表事务转换器。其细节非常复杂，完整记录在 USB 规范的第 11 章中，可从 www.usb.org 免费下载。但简而言之，TT 可将 PC 的 480 MBit/sec 速度转换为较慢的 12 或 1.5 MBit/sec 速度。

通常，当您演奏这些乐器时，它们的控制器会生成 MIDI 消息并将其打包到内存缓冲区中，等待您的 PC 请求数据。当您的 PC 直接连接时，它会向您的乐器发送一条称为 IN 令牌的消息。您的乐器可以通过两种方式响应 IN 令牌，要么是数据包，要么是 NAK 令牌（表示没有数据）。您的 PC 会非常迅速地发送这些 IN 令牌，因此结果是您的音乐事件几乎可以立即作为 MIDI 消息传递。

但是，当您的 12 MBit/sec MIDI 设备通过 USB 2.0 HUB 连接时，会发生非常不同的通信，所有通信速度均为 480 MBit/sec。您的 PC 实际上与集线器中的事务转换器进行通信。它发送 2 条消息。首先，SSPLIT（启动拆分事务）消息被发送到 TT。 如果 TT 不忙，它会发送一个确认。然后 TT 以较慢的 12 MBit/秒的速度将 IN 令牌传输到您的 MIDI 键盘。同时，您的 PC 能够以 480 Mbit/秒的速度与其他设备通信。您的 MIDI 键盘无法判断 IN 令牌是直接来自您的 PC 还是来自集线器的 TT。它所做的与连接到您的 PC 时完全相同。集线器内的 TT 接收 NAK 或 DATA 响应。在此过程中，您的 PC 开始向集线器的 TT 发送 CSPLIT（完全拆分事务）消息。如果 TT 仍忙于以 12 Mbit/秒的速度进行通信，则 TT 使用特殊的 NYET 令牌进行回复，否则使用来自您的键盘的 NAK 或 DATA。

如果您同时连接了 MIDI 键盘和 MIDI 鼓，如果您的 PC 希望发送 SSPLIT 消息以要求 TT 与鼓通信，但 TT 正忙于与键盘通信，会发生什么情况？只有一个 TT，集线器可能会回复 NYET 以响应新的 SSPLIT 请求，因为它正忙于以 12 MBit/秒的速度执行 IN+DATA。您肯定不希望出现这种情况！

多 TT 集线器在每个下游端口（您插入设备）上都有一个专用 TT。有了多个 TT，集线器始终能够接受 SSPLIT 请求，即使其他 TT 正忙于与其他下游设备通信。 如果只有一个 TT，即使有足够的 480 MBit/秒带宽，您的 PC 也可能需要等待，因为集线器在不同速度之间一次转换多条消息的能力有限。

这段描述略过了 TT 处理的许多重要 USB 时序问题，但重点是 USB 2.0 集线器可以使用两种截然不同的设计。您确实应该避免使用更便宜的单 TT 集线器。

这些答案的其他地方提到了 USB 3.0 和 3.1 速度。但集线器中的 TT 永远不会在 5 或 10 千兆位速度和 480、12 或 1.5 速度之间转换。相反，USB 3.0 和 3.1 集线器作为一对集线器运行。千兆位信号在较新的 USB 连接器中有自己的专用引脚，这些引脚连接到仅以 5 或 10 Gbit/秒速度运行的集线器。原始引脚上同时发生 480 Mbit/秒通信，因此 12 和 1.5 MBit/秒设备由 TT 转换为 480 Mbit/秒，但永远不会转换为 5 或 10 Gbit/秒。

其他地方也提到了“低速”，从技术上讲，在 USB 术语中，它意味着 1.5 Mbit/秒，但在日常对话中可能意味着 1.5 或 12 Mbit/秒。12 Mbit/秒在 USB 术语中称为“全速”。USB MIDI 协议从技术上讲是“音频类规范”的一部分，它使用“批量”协议（不是中断协议，如另一个答案所述）。USB 规范不允许 1.5 Mbit/sec 速度的批量传输协议。因此，除非 USB MIDI 设备严重违反 USB 速度，否则它的速度将始终至少为 12 Mbit/sec。USB MIDI 的速度可能是 480 Mbit/sec，在这种情况下 TT 不适用。但当今绝大多数 USB MIDI 产品的速度仍为 12 Mbit/sec。

那么你真的如果您希望最大限度地提高性能，请确保您的 USB 集线器是 Multi-TT 类型。

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