Kompleksitas USB-C yang Terungkap dari Modul Ethernet 10G Framework

• 10G Ethernet Expansion Card dari WisdPi adalah modul 10GbE yang dipasang ke slot ekspansi Framework, tetapi performa nyatanya sangat bergantung pada spesifikasi detail port USB-C dan driver
• Agar kontroler Realtek RTL8159 dapat menghasilkan kecepatan mendekati 10Gbps, dibutuhkan koneksi USB 3.2 Gen 2x2, yaitu 20Gbps, sehingga terjadi bottleneck pada sebagian konfigurasi USB4 dan pada USB 3.2 Gen 2x1
• Pada Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, Windows 11 pun tidak mencapai kecepatan yang diharapkan dan Linux lebih rendah lagi, sementara Framework 12 dengan driver bawaan hanya mencapai sekitar 7Gbps di iperf3
• Setelah driver Realtek dipasang di Windows, Framework 12 mencatat lebih dari 9.4Gbps, tetapi masih ada keterbatasan pada transfer dua arah dan panas
• Bagi kebanyakan pengguna, Ethernet Expansion Card 2.5Gbps seharga sekitar $40 lebih realistis, dan WisdPi 10G Card seharga $99 layak dipertimbangkan hanya jika membutuhkan jaringan kabel yang lebih cepat tanpa dongle USB-C eksternal

---

Port USB-C dan driver yang menentukan performa 10GbE

• 10G Ethernet Expansion Card dari WisdPi dapat dipasang ke Expansion slot yang tersedia pada komputer Framework, dan juga bisa digunakan pada Framework Desktop
• Framework Expansion Card terhubung ke motherboard melalui USB-C, dan struktur inilah yang menjadi batasan utama performa 10GbE
• Kontroler Ethernet Realtek RTL8159 yang digunakan memerlukan koneksi USB 3.2 Gen 2x2, yaitu 20Gbps, untuk mencapai kecepatan mendekati rating 10Gbps
  • Pada banyak konfigurasi USB4 dan semua koneksi USB 3.2 Gen 2x1, akan terjadi bottleneck
  • Dalam kasus ini, bandwidth dibatasi di bawah 8Gbps
• Pada Framework 13 AMD Ryzen AI 5 340, bandwidth rata-rata di Windows 11 tidak mencapai 9.4Gbps, yang merupakan batas praktis penggunaan nyata untuk 10Gbps
  • Di Linux, performanya sedikit lebih rendah pada laptop yang sama
  • Dokumentasi port dari Framework menyebutkan bahwa port 1 dan 3 pada laptop tersebut mendukung USB 3.2 Gen 2x2
• Pada Framework 12, sesuai dokumentasi, dipastikan mendukung kecepatan USB 3.2 Gen 2x2, tetapi di Linux kecepatan yang diharapkan tidak keluar
  • Di lsusb, port ditampilkan sebagai 20000Mbps, yaitu 20Gbps
  • iperf3 hanya mencatat sekitar 7Gbps
  • Driver Realtek dicoba diunduh dan dikompilasi pada Ubuntu 26.04, tetapi muncul error, diduga karena kernel Linux 7.x pada distro tersebut terlalu baru
• Di Windows 11 pun, saat hanya menggunakan driver bawaan, performa iperf3 pada Framework 12 mirip dengan Linux
  • Dengan USB Tree Viewer, dipastikan port ditampilkan sebagai Gen 2x2
  • Di Windows, pemasangan driver Realtek selesai dengan normal, dan setelah itu tercatat lebih dari 9.4Gbps

Harga jaringan kabel cepat: panas dan portabilitas

• Di lingkungan Windows dengan driver Realtek terpasang, performa akhirnya mendekati tingkat 10GbE yang diinginkan, tetapi modul menjadi sangat panas selama pengujian jangka panjang
• Dalam pengujian dua arah, modul mencatat sekitar 9Gbps upload dan 4~5Gbps download
• Dengan kamera termal, suhu permukaan plastik bagian bawah modul terukur mendekati 70°C
  • Ini bukan tingkat yang langsung menyebabkan luka bakar saat disentuh, tetapi kontak dalam waktu lama dapat memicu Toasted Skin Syndrome
  • WisdPi menjawab bahwa suhu permukaan plastik mematuhi batas keamanan suhu IEC 62368-1
  • Menurut mereka, tidak masalah selama kulit tidak menyentuh permukaan tersebut lebih dari 10 detik
• Karena laptop sering digunakan di atas pangkuan, modul ini lebih disarankan dipakai di lingkungan yang bukan di atas pangkuan
  • Dalam kebanyakan penggunaan di atas pangkuan, orang juga lebih sering memakai WiFi
  • Modul menonjol beberapa cm keluar dari laptop, sehingga perlu dilepas saat menggunakan sleeve laptop atau tas yang pas ukuran
• Bagi sebagian besar pengguna, Ethernet Expansion Card seharga sekitar $40 adalah pilihan yang lebih realistis
  • Kartu ini mendukung 2.5Gbps
  • Hanya jika membutuhkan kecepatan lebih tinggi dan tidak ingin memakai dongle USB-C eksternal, maka WisdPi 10G Card seharga $99 layak dipertimbangkan
  • Pada saat penulisan, WisdPi 10G Card sedang habis stok
• Produk yang diuji adalah unit yang disediakan WisdPi untuk pengujian dan ulasan

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Ini bukan soal kompleksitas USB-C, melainkan lebih dekat ke cerita tentang USB 3.2 Gen 2x2, kekacauan yang diciptakan USB IF demi konektor USB-A biru yang sudah lama
  USB 3.2 Gen 2x2 adalah varian USB 3 berkecepatan 20Gb/s, tetapi dukungannya sangat jarang. Membuat perangkat yang sekarang mensyaratkan ini untuk performa maksimum adalah keputusan yang aneh. Untuk port berkecepatan tinggi, biasanya USB4 atau Thunderbolt 3 ke atas didukung lebih luas, jadi mungkin alasannya adalah ada chip dengan daya jual kurang jelas yang dilepas murah
  Ini tidak membuat kebingungan USB-C soal “port ini mendukung apa” menjadi lebih baik, tetapi kasus spesifik ini sudah ada sebelum USB-C dan biasanya hampir tidak akan ditemui

  • 3.2 Gen 2x2 dan 1x2, yang kadang terkait dengan kabel lemah, khusus untuk USB-C
    Port dan kabel USB-C punya 4 lane USB 3 “SuperSpeed”, bukan 2, dan jika memakai kabel A-C hanya satu pasang di antaranya yang tersambung. Mode “x2” pada dasarnya ditujukan untuk memakai pasangan lane kedua yang biasanya menganggur
    Namun tidak selalu menganggur. Mode alternatif DisplayPort mengirim DisplayPort lewat dua lane yang “menganggur” itu sehingga data USB 3 dan DisplayPort setengah kecepatan bisa dipakai bersama, atau memakai semua empat lane untuk DisplayPort kecepatan penuh dan hanya menyisakan USB 2. Thunderbolt 3 serta USB4/TBT4 terbaru memakai semua empat lane dan melakukan tunneling semuanya
  • Antarmuka Ethernet 10Gb/s tidak membutuhkan port USB 20Gb/s untuk mencapai performa maksimum, dan berbeda dari dugaan penulis, port USB 10Gb/s pun sudah mencapai batasnya
    Kegunaan utama port USB 20Gb/s adalah menyambungkan SSD NVMe eksternal ketika tidak ada port USB4 atau Thunderbolt yang lebih cepat dan SSD yang sesuai
    Pada SSD NVMe eksternal USB, port USB 20Gb/s menggandakan throughput, tetapi pada antarmuka Ethernet 10Gb/s peningkatannya praktis bisa diabaikan
    Saya tidak menganggap port USB Type-C 20Gb/s “sangat jarang didukung”. Semua mini PC atau motherboard desktop yang saya beli selama 10 tahun terakhir punya setidaknya satu port USB seperti itu
    Port seperti itu terlihat jarang di laptop, karena kebanyakan laptop memang punya jumlah port USB yang sedikit

• Dari judul saja kurang jelas, tetapi ini bukan produk Framework, melainkan produk yang dibuat Wisdpi agar sesuai dengan form factor kartu ekspansi Framework

  • Senang sekali melihat munculnya ekosistem di sekitar form factor itu. Seperti PCMCIA dulu, tapi versi yang tidak mengerikan
  • Produk ini dibuat bekerja sama dengan Framework
  • Saya ingin bertanya kepada Nirav: apakah mungkin membuat adaptor Ethernet USB-C berbasis chip Intel agar fitur vPro bisa dipakai bersama chip Intel yang mendukung vPro di laptop Framework?
    Kalau motherboard Framework nanti dipakai ulang sebagai home server, adanya vPro akan memberi fitur manajemen; itu mungkin bagian terakhir yang terasa kurang

• Ethernet kabel 10G di laptop membuat saya tertawa. Kalau di docking station masih bisa dimengerti, tapi tetap saja menarik
  Saya suka bahwa port ekspansi Framework berbasis USB-C. Ini benar-benar mewujudkan slot hot-plug, alasan awal USB dibuat. Meski begitu, dulu saya pernah bilang ke Intel bahwa Ethernet bisa lebih murah dan tetap berkecepatan sama jika dipakai bersama tipe paket tertentu, dan ATA over Ethernet membuktikannya. Tentu saja, kalau begitu konsorsium USB tidak bisa memungut “pajak sertifikasi” :-)
  Terlepas dari sinisme, melihat isu desain seperti ini, ke depannya mungkin masuk akal jika laptop punya heat spreader di sekitar port plug-in. Namun itu akan membuatnya lebih tebal, sementara orang-orang terobsesi pada ketipisan

  • Apa bedanya kalau ada docking station? Kadang orang mungkin ingin meluangkan 1–2 menit untuk menyiapkan laptop sedikit lebih serius, dan itu sama-sama masuk akal baik ada docking station maupun tidak
  • Pada masa awal jaringan nirkabel, saya melakukan bonding jaringan nirkabel dan kabel di laptop. Seingat saya nirkabelnya sekitar 2Mbps, tetapi ketika melakukan transfer besar, saya bisa berjalan ke port kabel di rumah dan mencolokkannya untuk mendapatkan 100Mbps
  • Soal multimedia sudah disebut di tempat lain, tetapi misalnya di tempat saya bekerja ada development board dan prototipe dengan Ethernet 10G, dan kebanyakan developer memakai laptop, bukan workstation tetap
    Pengujian bisa dilakukan dengan adaptor Thunderbolt 10G yang kecil tetapi kelewat mahal, dan dalam banyak kasus throughput penuh juga benar-benar keluar
  • Masalah docking station adalah harganya lebih mahal daripada adaptor Ethernet. Karena tidak ingin mengeluarkan 400 dolar lagi untuk dock Caldigit (TS4), saya mencoba beberapa dongle di atas 2.5Gbps untuk laptop. Saya sudah punya TS3 yang memiliki Ethernet 1Gbps
    Sayangnya, ketiga dongle USB-C yang saya coba semuanya jauh lebih buruk performanya daripada Ethernet gigabit bawaan dock, dan tampaknya memakai chipset RTL8156 yang dikenal tidak stabil
    Sekarang saya sudah memesan dongle keempat. Kalau membeli cukup banyak benda seperti ini, sepertinya akhirnya akan menghabiskan lebih banyak daripada membeli dock yang tepat sejak awal
  • Jika mengerjakan media, memiliki koneksi 10G di laptop tidak terlalu tidak masuk akal. Dalam praktiknya, kecepatan jaringan yang lambat sering membuat orang harus memakai Thunderbolt atau semacamnya alih-alih NAS. Misalnya untuk pekerjaan mengosongkan data di lokasi syuting

• Semua kartu PCIe 10G Ethernet yang pernah saya lihat punya heatsink, dan kadang bahkan menutupi seluruh kartu atau ada kipas kecil yang terpasang di heatsink-nya.
  Mengharapkannya bekerja terus-menerus di laptop berarti memakai anggaran pembuangan panas dengan cukup memaksa.
  Selain itu, laptop yang sedang dikerjakan memakai chipset AMD FP8, jadi tergantung bagaimana konfigurasi port-nya, kalau port dialokasikan untuk video, USB mungkin hanya mendapat 10G.

  • Chip baru Realtek memakai daya kurang dari 2W untuk chip itu sendiri, dan kurang dari 3–4W untuk seluruh board: https://www.servethehome.com/cheap-10gbe-realtek-rtl8127-nic...
  • Baru kemarin saya membandingkan NIC Ethernet 10G, dan ChatGPT terus bersikeras bahwa semuanya sangat panas terlepas dari throughput nyata. Katanya begitu kecuali kecepatan komunikasinya diturunkan dan dinaikkan secara manual.
    Dengan alasan yang sama seperti wireless charging terasa boros, itu membuat saya berpikir ulang apakah masuk akal membiarkan dongle seperti itu di atas meja sepanjang hari.
  • Benar, Ethernet 10Gb memang berjalan panas. Saya baru memasang ulang kabel rumah ke 10Gb (sedang memakai FTTP 8Gb), dan cukup mengganggu melihat dock Thunderbolt jadi panas.
  • Kalau begitu, apakah casing kartu Framework seharusnya dibuat seluruhnya dari tembaga?

• Katanya hanya mendapatkan 95% dari kecepatan yang tertera di produk? Itu masih oke. Tetap saja sangat cepat.

  • Intinya, mendapatkan 95% itu terlalu rewel, dan kalau salah langkah bisa turun mendekati 75%.
  • Ke arah sebaliknya hanya bisa mendapat 4–5Gbps.

• USB “5Gb/s” sebenarnya adalah USB 4Gb/s, jadi antarmuka Ethernet 5Gb/s tidak bisa mencapai kecepatan maksimum di USB 5Gb/s, tetapi USB “10Gb/s” sebenarnya cukup dekat dengan 10Gb/s.
  Ethernet 10Gb/s juga tidak persis 10Gb/s, tetapi selisihnya bisa diabaikan.
  Jadi, untuk mencapai kecepatan maksimum dengan antarmuka Ethernet 10Gb/s, tidak perlu USB 20Gb/s; port USB 10Gb/s sudah cukup.
  Overhead framing data USB sedikit lebih besar daripada Ethernet, sehingga throughput maksimum antarmuka Ethernet USB 10Gb/s sedikit lebih rendah daripada NIC Ethernet PCIe, tetapi perbedaannya tidak signifikan. Biasanya faktor lain seperti driver perangkat yang buruk atau program yang tidak efisien membuat variasi throughput Ethernet jauh lebih besar.
  Throughput 9,4Gb/s yang diperoleh di tulisan itu sepenuhnya masuk akal jika memperhitungkan overhead paket, dan berdasarkan data pengguna tidak mungkin mencapai 10Gb/s terlepas dari hardware-nya. Antarmuka USB 20Gb/s pun tidak akan memberi peningkatan yang berarti.

• Sebelum Jeff pertama kali membahas ini, saya membeli adaptor Ethernet murah dengan chip Realtek baru di AliExpress sekitar 55 euro.
  Berjalan sangat baik, tetapi karena saya tidak punya hardware USB 3.2 Gen 2x2, hanya keluar sekitar 4Gbps. Meski begitu, saya cukup puas karena sudah melewati batas 1G, dan nanti saat punya hardware yang lebih baik adaptor ini tetap bisa dipakai. Tidak perlu melewati tahap 2,5Gbps atau 5Gbps juga.

• Gagasan membuat Ethernet sebagai kartu ekspansi, bukan dongle, agak sulit saya pahami. Apalagi jika bentuknya menonjol ke samping sasis seperti kasus ini.
  Kalau sedang bepergian, kartu itu harus dicabut dari sasis agar tidak rusak di dalam tas. Kalau begitu, lebih mudah memasang kartu USB-C biasa di port itu dan memasukkan dongle ke tas, alih-alih membawa kartu ekspansi.
  Kalau tidak sedang bepergian, berarti sedang di meja, dan menurut saya tetap lebih baik mencolok dongle daripada sering mengganti kartu ekspansi.
  Bukan berarti saya sama sekali tidak menginginkan kartu ekspansi, tetapi rasanya ini penggunaan yang cukup niche.

  • Banyak orang memakai laptop sebagai pengganti desktop, dan alih-alih benar-benar dibawa ke mana-mana, laptop itu dibiarkan di satu tempat atau hanya dipindahkan di antara dua tempat (meja rumah/meja kantor).
  • Di lokasi tetap atau di meja, memakai dock dengan Ethernet juga sangat umum.
    Bagaimanapun, mungkin ini ada untuk menunjukkan kemungkinan kepada konsumen. Bagaimana kalau suatu saat standar jaringan dengan profil lebih rendah menjadi populer?
  • Bukankah banyak hal dari Framework memang seperti itu? Bezel warna yang bisa diganti itu menyenangkan, tetapi cukup niche.
  • Saya juga kurang paham.
    Akan jauh lebih masuk akal kalau ada port Ethernet yang bisa dilipat atau diekspansi sehingga rata dengan sasis saat tidak dipakai.
    [0] Lebih mudah menunjukkan maksudnya: https://www.reddit.com/r/TechnologyPorn/comments/hvlxep/orig...
  • Tidak ada yang perlu dipahami. Rangkaiannya tidak muat di dalam slot kartu ekspansi. Bisa saja mencolok dongle sebagai gantinya, tetapi itu meninggalkan lubang besar di laptop dan kabel menjulur keluar. Atau cukup beli tas laptop yang lebih lebar. Ada berbagai ukuran kok.

• Kabel tembaga 10G terkenal boros daya. Karena itu lebih dari 90% port 10G saya adalah SFP.

• Masalah suhu hampir sepenuhnya saya lihat sebagai masalah kabel tembaga. Masalah seperti ini muncul di semua antarmuka yang memakai kabel CATx, dan selalu sangat panas.
  Untuk 10Gbps ke atas, SFP dan serat optik yang lebih cepat selalu menjadi jawabannya, karena hampir tidak ada masalah panas. Masalah “satu-satunya” adalah sangat sedikit hunian yang sudah dipasangi kabel serat optik.