[Erfahrungsbericht] USB3.0-zu-Gigabit-Ethernet-Adapter ASIX vs. Realtek

_sf

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Willkommen zu meinem Debüt hier im Forum.


Motivation zu dem Artikel:

Mir ist aufgefallen, dass es recht schwierig ist, im Netz ausführliche Informationen zu Gigabit-Ethernet-Netzwerkkarten mit USB-3.0-Anschluss zu bekommen. Da ich nunmehr seit Anfang 2013 das Thema hin und wieder verfolge und erst jetzt mit Erwerb eines Realtek-basierenden Adapters das Thema allem Anschein nach erfolgreich zu den Akten legen kann, möchte ich diese Odyssee anderen gerne ersparen und auch ein bisschen mehr Aufmerksamkeit von Fachredaktionen und Herstellern auf das Thema lenken. Denn immer mehr kompakte Notebooks, die dennoch beachtliche Leistung bieten und große Workstations mitunter komplett ersetzen, kommen auf den Markt. WLAN-Anbindungen, selbst die nach neuesten Standards, welche potentielle Leistungen im Gigabitbereich versprechen, sind aber meist nur unzureichend, wenn besagte Notebooks massiv und performant auf im Haus- oder Firmennetzwerk abgelegte Daten zugreifen und diese gestreamed verarbeiten können sollen bzw. kurze Latenzen oder stabile Dauerverbindungen wichtig sind.

usb3-ethernet-adapters-2.jpg


Testfeld

Es gibt genau 2 Chipsätze auf dem Markt, auf denen alle verfügbaren USB-3.0-zu-Gbit-Ethernet-Adapter basieren. Sehr häufig ist das der AX88179 der Firma Asix. Mit ca. einem Jahr Abstand ist jetzt auch ein Chipsatz von Realtek, der RTL8153, in den ersten Produkten verfügbar. Alle anderen Chipsätze unterstützen entweder nur Fast-Ethernet oder Gbit-Ethernet nur auf Basis von USB2.0 High Speed, welches die verfügbare Leistung auf ca. 1/4 bis 1/2 begrenzt.

Beide Chipsätze kosten in etwa das gleiche. Komplettgeräte kosten um die 20 Euro. Beide Geräte werden unter Windows 8.1 automatisch installiert, Windows Update stellt die passenden Treiber zur Verfügung. Bei ASIX-Produkten liegt jeweils eine Treiber-CD bei, Treiber können aber auch direkt bei ASIX bzw. Realtek geladen werden.

Beide Adapter sind für den Betrieb unter Linux geeignet. ASIX bietet ein distributionsunabhängiges Treiberpaket, dass man für seine Distribution noch selber kompillieren muss. Allerdings liegt eine Readme bei und der Vorgang ist relativ unproblematisch. Der RTL8153 wird mit Linux-Kernel 3.14 automatisch unterstützt und dürfte damit die erste Wahl für Linux-Anwender darstellen.

Konkret wurden folgende Geräte genutzt:

  • Digitus DN-3023 Gigabit Ethernet Adapter (basiert auf AX88179)
  • Anker® Uspeed USB 3.0 auf 10/100/1000 Gigabit Ethernet LAN Network Adapter (basiert auf AX88179)
  • CSL USB 3.0 3-Port Hub inkl. Gigabit Ethernet LAN (basiert auf USB3-Controller VIA VL812-Q7 mit dahintergeschaltetem Realtek RTL8153 Ethernet-Controller)
  • Realtek PCIe Gbit Ethernet (onboard, nicht-USB-gebundene Referenzkarte)

Testumfeld

Getestet wurde zwischen zwei Ultrabooks mit vergleichbarer System-Leistung (mind. Core i5, mind. 8GB RAM) und unter Windows 8.1 Pro 64-Bit mit den jeweiligen zertifizierten Treibern, die von Windows Update automatisch installiert werden. Als Switch betreibe ich einen Switch HP Procurve 1810.

Das Netzwerk ist mit Cat6 AWG23/1 verkabelt, die Kabelstrecke (zum Switch und zurück) beträgt ca. 40 Meter.


Benchmark

Als Benchmark kommt das frei nutzbare und ohne GUI auskommende Benchmark netIO von Kai Uwe Rommel zum Einsatz. Es ermittelt den maximal möglichen Datendurchsatz in Sende und Empfangsrichtung mittels generischer Testdaten. Somit können Leistungsbeeinflussung durch langsamere Komponenten wie Festplatten ausgeschlossen werden, da im wesentlichen nur CPU, Netzwerk-Controller, RAM und Chipsatz belastet werden. In der Praxis können Transferraten natürlich geringer ausfallen, z. B. wenn viele TCP-Verbindungen ausgehandelt und wieder geschlossen werden müssen, weil hier Wartezeiten entstehen, in denen die Hardware nicht arbeiten kann. Allerdings testet netIO Übertragungen in Abhängigkeit unterschiedlicher Paketgrößen.

Das gesamte Netzwerk wurde für die Messungen auf Jumbo-Frames mit einer MTU von 4K eingestellt, da dies der maximale Wert ist, den der ASIX-Treiber unterstützt. Realtek bietet bis 9K.

Bei der Messung fungiert immer ein Gerät als Server und ein Gerät, das den Test startet, als Client. Ich habe die Messungen stehts in beide Richtungen durchgeführt (also Server- und Client-Rolle getauscht), die Ergebnisse ließen sich immer reproduzieren. Der besseren Übersichtlichkeit wegen, veröffentliche ich daher hier immer nur jeweils ein Ergebnis pro Testfall.


Testergebnisse

HTML:
Server: Realtek PCIe Gbit Ethernet Card (onboard)
Client: RTL8153 (via USB3)
MTU: 4K

NETIO - Network Throughput Benchmark, Version 1.32
(C) 1997-2012 Kai Uwe Rommel

TCP connection established.
Packet size  1k bytes:  102.38 MByte/s Tx,  55.41 MByte/s Rx.
Packet size  2k bytes:  102.18 MByte/s Tx,  64.99 MByte/s Rx.
Packet size  4k bytes:  102.28 MByte/s Tx,  68.48 MByte/s Rx.
Packet size  8k bytes:  106.41 MByte/s Tx,  70.78 MByte/s Rx.
Packet size 16k bytes:  110.00 MByte/s Tx,  72.12 MByte/s Rx.
Packet size 32k bytes:  110.87 MByte/s Tx,  74.37 MByte/s Rx.

#############################################################

Server: Realtek PCIe Gbit Ethernet Card (onboard)
Client: ASIX AX88179 (via USB3)
MTU: 4K

NETIO - Network Throughput Benchmark, Version 1.32
(C) 1997-2012 Kai Uwe Rommel

TCP connection established.
Packet size  1k bytes:  88.03 MByte/s Tx,  30.92 MByte/s Rx.
Packet size  2k bytes:  87.93 MByte/s Tx,  33.34 MByte/s Rx.
Packet size  4k bytes:  107.14 MByte/s Tx,  38.71 MByte/s Rx.
Packet size  8k bytes:  102.05 MByte/s Tx,  42.12 MByte/s Rx.
Packet size 16k bytes:  108.23 MByte/s Tx,  45.51 MByte/s Rx.
Packet size 32k bytes:  108.68 MByte/s Tx,  48.92 MByte/s Rx.

#############################################################

Server: RTL8153 (via USB3)
Client: ASIX AX88179 (via USB3)
MTU: 4K

NETIO - Network Throughput Benchmark, Version 1.32
(C) 1997-2012 Kai Uwe Rommel

TCP connection established.
Packet size  1k bytes:  86.71 MByte/s Tx,  104.98 MByte/s Rx.
Packet size  2k bytes:  75.80 MByte/s Tx,  110.62 MByte/s Rx.
Packet size  4k bytes:  103.63 MByte/s Tx,  112.12 MByte/s Rx.
Packet size  8k bytes:  106.67 MByte/s Tx,  112.36 MByte/s Rx.
Packet size 16k bytes:  108.63 MByte/s Tx,  112.07 MByte/s Rx.
Packet size 32k bytes:  109.75 MByte/s Tx,  112.90 MByte/s Rx.

#############################################################

Server: ASIX AX88179 (via USB3)
Client: ASIX AX88179 (via USB3)
MTU: 4K

NETIO - Network Throughput Benchmark, Version 1.32
(C) 1997-2012 Kai Uwe Rommel

TCP connection established.
Packet size  1k bytes:  79.90 MByte/s Tx,  100.37 MByte/s Rx.
Packet size  2k bytes:  78.94 MByte/s Tx,  102.01 MByte/s Rx.
Packet size  4k bytes:  107.24 MByte/s Tx,  105.79 MByte/s Rx.
Packet size  8k bytes:  108.38 MByte/s Tx,  106.82 MByte/s Rx.
Packet size 16k bytes:  109.01 MByte/s Tx,  107.16 MByte/s Rx.
Packet size 32k bytes:  110.25 MByte/s Tx,  108.15 MByte/s Rx.

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Ergebniswertung

Beide Chips liefern hervorragendes Tempo und der ASIX-Chip hält schritt, obwohl er der erste seine Art am Markt war. Der Referenz-Controller mit PCIe-Anbindung direkt onboard erweist sich hier als Flaschenhals, beide Testprobanden liefern mit der onboard-Karte als Gegenspieler spürbar schlechtere Ergebnisse ab. Umgekehrt bedeutet das, dass diese Art von USB3-Gigabit-Adaptern sogar dann sinnvoll sein kann, wenn das Notebook bereits über eine Gbit-LAN-Schnittstelle verfügt – immer dann, wenn wirklich häufig sehr viele Daten übers Netzwerk geschaufelt werden müssen und sichergestellt ist, dass andere Geräte im Netzwerk diese Bandbreite ebenfalls bedienen können.

Leistungsmäßig kann sich der RTL8153 leicht, wenn auch nicht nennswert absetzen. Überhaupt gehen die Controller bis nah an die Grenze des möglichen theoretischen Maximums von 125 MByte/s, die letzten ca. 16 MByte/s dürften durch Transaktionsdaten (also Overhead durch Paketheaderinformationen etc.) verloren gehen, womit also hardwaretechnisch kein Spielraum mehr nach oben ist.

Interessant ist, das ASIX mit dem Realtek RTL8153 als Gegenspieler schneller unterwegs ist, als zwei baugleiche ASIX-Adapter im Zwiegespräch.


Langzeittest – Was das Benchmark nicht zeigen kann …

Ich beschäftige mich mit dem Thema nun seit meinem letzten Notebook-Kauf Ende 2012. Anfangs gab es arge Probleme mit dem AX88179 und den Notebooks liegt bis heute häufig nur ein Adapter basierend aus dem Vorgängerchip AX88178, der nur Fast-Ethernet und USB2.0 bietet, bei. Abgesehen vom Tempo arbeitete letzterer immer hervorragend, der AX88179 allerdings hatte eine ganze Reihe von Kinderkrankheiten.

Ein stabiler Betrieb war anfangs nicht möglich, teilweise schlug bereits die DHCP-Aushandlung fehl, oder aber die Verbindung stieg später aus, sobald z. B. ein Webbrowser beim Laden von Webseiten zahlreiche Verbindungen zu öffnen versuchte. Der Controller schien vor allem mit vielen kleinen Paketen Probleme zu bekommen und es waren viele verlorene Pakete zu beobachten. Seit der Treiber von Microsoft aufgenommen wurde, war ein Betrieb möglich, wenngleich ich feststellen musste, dass die Probleme im Zusammenspiel mit dem HP-Switch offenbar überdurchschnittlich stark zu Tage traten. Fast 1 Jahr lang, war die Netzwerkkarte nur auf genau einem Port der 24 des Switches stabil zu betreiben. Kurz vor der Einführung von Windows 8.1 und etliche Treiberupdates später arbeitete die ASIX-Karte dann (endlich) tadellos und ist auch weniger mäkelig an anderen Ports des Switches.

Mit dem Windows Update und wiederum erneuertem Treiber, sackte die Leistung leicht ab, ca. 1%, hat seitdem aber auch noch weitere Nebeneffekte: Läuft z. B. ein Upload per FTP über den ASIX-Adapter und gleichzeitig versucht man via SMB Windows-Freigaben auf anderen Rechnern im Heimnetzwerk zuzugreifen oder von dort sogar Dateien zu kopieren, kommt es immer wieder zu Minimalverzögerungen und kleineren Hängern und man kann genau in diesem Moment ein Einsacken der Upload-Rate verzeichnen, wobei das Netzwerk nicht einmal annähernd unter Last gerät. Es scheint, als wenn der ASIX-Treiber unter Windows bis heute nicht komplett mit speziell kleineren Datenpaketen umgehen kann. Inwieweit die Erscheinungen nun hardware- oder softwarebedingt sind, kann ich nicht klar beurteilen, da es allerdings gravierende Verbesserungen durch Treiberupdates gab, ist vorrangig eine mangelhafte Treibersoftware zu vermuten. Gleichzeitig nutzen aber alle Hersteller die Standardtreiber, womit das Verhalten herstellerübergreifend identisch ausfallen wird. Zwischen Digitus und Anker gabs jedenfalls zu keiner Zeit einen erkennbaren Unterschied, eben genau deshalb, weil sich nur die Plastikschale in Sachen Optik unterscheidet.

Diese vielen Kleinigkeiten, die bis heute eben nicht völlig ausgebügelt wurden und den ASIX AX88179 zu einer wackeligen Größe machen, sobald die Treiberversion wechselt, hat mich schlussendlich auf den mittlerweile erschienen Realtek-Chip neugierig gemacht. Ich habe versucht o. g. die Szenarien, die dem ASIX bis heute Probleme bereiten mit dem RTL8153 nachzustellen – viele verschiedene Verbindungen gleichzeitig mit gleichzeitigem Senden und Empfangen – aber nach wenigen Tagen Testphase konnte ich absolut kein Problem feststellen. Das Gerät läuft wie ein Uhrwerk auch im Zusammenspiel mit heterogenem Hardware-Mix.


Kaufempfehlung

Der Leistungsunterschied ist gering, die Ausstattung und Preis gleich. Dennoch gewinnt der RTL8153 in jeder Disziplin. Wer sich nach einer USB3.0-Gigabit-Netzwerkkarte umsieht, sollte die unendliche Auswahl ASIX-basierender Geräte außen vor lassen und zielgerichtet zum qualitativ besseren Realtek-Produkt greifen. Die Auswahl an passenden Geräten auf Basis des RTL8153 ist allerdings noch gering. Nicht immer ist die Kombination mit einem USB-Hub gewünscht und sinnvoll. Durch den Core-Treiber sollte der Realtek-Chip auch in Hinblick auf Android-basierende Geräte langfristig die bessere Wahl sein.

Geräte von vermeindlichen „Markenherstellern” wie z. B. „Anker Uspeed” kann man im Übrigen ignorieren. Es ist bei einem Blick auf Amazon mehr als offensichtlich, dass die komplette Produktion und das Geräte-Design von chinesischen/taiwanischen OEM-Fertigern geleistet wird und amerikanische Startup-Markennamen hier nur als Zier zu Marketingzwecken aufgedruckt werden, die dafür mehr kosten und nichts nennenswertes an Wert hinzufügen.
 
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cbtestarossa schrieb:
hm ich frag mich jetzt halt nur wer so etwas benötigt.
denn GB-LAN gibt es schon ewig im Vergleich zu USB3.
Aber trotzdem gut zu wissen, danke

Hast du sein Anliegen verstanden? Dann nochmal lesen ;).
 
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Das ist ein sehr fachkundiger und hilfreicher Bericht. Ich habe soeben einen USB 3.0 Hub und Gigabit-Ethernet-Adapter mit Realtek Chip bestellt. Dank diesem Bericht habe ich das richtige Produkt auswählen können. Vielen Dank!
 
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@--sf

Wow - Danke für den Bericht und die Mühe. Ich hätte nie gewusst, dass es einen Unterschied gibt. Bin durch Zufall auf die Info gestoßen, dass sich die Dinger teils unterscheiden, habe nun recherchiert und mich auch für den Realtek entschieden. Leider habe ich Deinen Artikel erst danach gesehen, aber er bestärkt mich. Danke!
 
Kleines Update: Ich hatte mit dem Realtek 8153 unter Windows 10 an einem Dell XPS 15 mehrere Probleme... am Anfang stürzte das Laptop beim Herunterfahren böse ab... Nach einigem rumprobieren, und Treiber-Neuinstallationen hat sich das gegeben... was aber bleibt: Zwischen 5 und 30 Minuten meldet sich der Chip komplett ab um dann mal schneller, mal weniger schnell wieder gefunden zu werden... Geht natürlich gar nicht für Downloads oder Musikstreaming... habe einiges probiert, aber ja geholfen hat es nichts, auch unter / im Zusammenspiel mit VMWare gab es diese Probleme verstärkt... Linux über Kernel 4.7 unterstützt der Treiber auch nicht... Schade
 
Kernel 4.10 macht das inzwischen sehr wohl und läuft "out of the box" mit dem 8153.

Windows (7) scheint nach dem Treiberdownload auf der traditionell schlechten und lahmarschigen Realtekseite (laufen die Server mit Realtek-Hardware?) auch damit zu recht zu kommen, automatisch klappt gar nichts. Aber: Ich sitz seit 4 Stunden in wechselnden Konfigurationen dran, und während das Teil unter Linux direkt mit DHCP oder statisch läuft, kriegts Windows ums Verrecken nicht hin, auch nur per DHCP mit meiner Fritzbox zu reden. Statisch klappt gar nichts, der tut sich schon schwer, sich seine eigene IP zuzuweisen. Es tröpfeln ein paar Pakete rein, keiner kann mit keinem, Netzwerkidentifizierung klappt eh nicht (was ne Pest!). Mir kommts bald so vor als wär das ein gefakter Chip und der Treiber tut sein Möglichstes, um das Gerät zwar nicht ganz betriebsunfähig zu machen (-> Kunde hauts dem Verkäufer wegen offensichtlichem Defekt um die Ohren), aber den Kunden im Laufe des Troubleshootings in die Weißglut zu treiben. Das ist bei den fälschungsgeplagten USB-Seriell-Konvertern ja auch angesagt.

Ich wollte das Ding ja auch reviewen und hab dazu schon Geschwindigkeitsvergleiche mit ner Onboard-Realtek und ner dazugesteckten Intel gemacht (Gegenstelle stets eine Intel 82567LM). Easy, Kabel raus, statische Netzwerkeinstellungen angepasst, Kabel in die nächste Karte rein, wieder NETIO in beiden Richtungen durchrödeln lassen, läuft. Aber das Teil will einfach nicht.

Morgen öffne ich die Kiste, mach die Fotos dazu, und wenns dann nicht aus heiterem Himmel läuft, schreib ich halt nen pissigen Review dazu. FTDI hat wegen der Killertreiber für die RS232 ja heftig Kritik einstecken müssen - mir wärs lieber, wenn der Treiber direkt sagen würde "hey, issn Fake, wird mit diesem Originaltreiber nicht laufen -> packs ein und hol dir dein Geld wieder". So ist das jedenfalls ziemlich besch....

Vor Jahren und Jahrzehnten waren die billige Realtek-Netzwerkkarten immer als genau das verschrien. Ich hab da auch meine Freude mit gehabt, aber in den letzten Jahren liefen meine Onboardkarten immer ganz nett. Bei den Tests war die Realtek definitiv gleichauf mit der Intel. Aber da weiß ich schon wieder, was ich künftig meiden werde. Auf der Arbeit hantieren wir quasi ausschließlich mit diesen AX-Teilen, vielleicht sollte ich mir nächstes Jahr mal so einen Adapter für nen Abend ausleihen und als lobenswerte Alternative dagegenbenchen. 0k up/0k down auch nach vier Stunden Konfiguration ist nämlich kaum zu unterbieten:utminigun:
 
Jo habe vor zwei Stunden einen alten Asix Adapter, der als Zubehör zu einem Asus UX31A beigelegt war an den Dell angeschlossen, läuft flüssig, trotz USB 2.0 ^^
 
:grr: Wo ist der Flip-Table-Smiley, wenn man ihn mal braucht...

Nun, ich weiß jetzt, worans klemmt. Asche über mein Haupt, dass ichs nicht früher ausprobiert hab.

Die Möhre läuft am Laptop an USB2 (irgendnen Intel ICH9...) oder an der Expresscard mit nem uPD720200-Controller, d.h. USB3(.0 / .1 Gen1). Halt in beiden Fällen nicht so überragend schnell.

Die Möhre läuft ebenfalls am Desktop, und zwar an USB2 (AMD 970/SB950), oder am onboard-USB3-Adapter der Firma ASMedia (VEN_1B21&DEV_1042&SUBSYS_84881043&REV_00 -> ASMedia 1042 bzw. 104x), WENN man ein USB2-Verlängerungskabel oder dergleichen dazwischen steckt. Halt ebenfalls nicht so überragend schnell.

Und das sagt auch genau aus, wanns nicht geht: Wenn man den USB3-Hostcontroller und den USB3-Netzwerkcontroller ungebremst aufeinander los lässt. Also genau so, wie man das Teil eigentlich betreiben will, um Gigabit im Sinne von Gigabit zu haben. Mir ja völlig wumpe, wer der beiden das verzockt - ich weiß, welcher Hersteller beim nächsten Board für den Netzwerkchip nicht in Frage kommt, und ich weiß auch, von wem das Board und dessen möglicher USB-Zusatzchip nicht stammen wird. Was hat mir der Boardhersteller jetzt getan? ASMedia wird zu 41% von "華碩電腦股份有限公司" gehalten - der ASUStek Computer Inc...

Ich habe fertig. :grr:
 
D.h. Du meidest in Zukunft Realtek als auch ASMedia? Im Zweifel gegen Realtek ;-)
 
ASMedia hat sich in der Anfangszeit der USB3-Zusatzchips auch nicht grade mit Ruhm bekleckert. Performance mal so mal so, und manchmal ging gar nichts mehr. Da wars aber jeweils klar, dass der Treiber einfach Schrott ist. Ich hab davon auf meinem Endlager-NAS noch dutzende Revisionen liegen.
Da triffts keinen, ders nicht verdient hat...

(Allerdings schwierig, Realtek bei Soundchips loszuwerden. Da könnte ich aber auch nicht benennen, wann ich zuletzt ernsthafte Probleme mit hatte. Bei der übergroßen Boardauswahl für nen künftigen Ryzen helfen die beiden anderen Kriterien aber schon enorm - die Geizhals-Wunschliste ist gleich viel schlanker!)
 
Intel unterstützt ja ab übermorgen auch USB 3.1 nativ ;-)
 
USB 3.1 Gen2, nehm ich an...da hab ich noch keinen Bedarf für. Und Gen1 ist ja ein alter Hut ;)
Viel schöner wärs, wenn Intel ab übermorgen Onboard-10GbE für Highendboards vorschreiben würde :cool_alt:
 
Jo USB 3.1 ist für mich Gen2 - alles andere ist Marketing ;-) Ja 10 Gbit wäre Bombe, aber den Gefallen wird Intel Aquantia wohl nicht machen
 
Is nich so, dass ich darüber noch nie gelästert hätte ;)

Ich poste das jetzt so, mir egal. Ich seh in dem Fall Realtek am Dransten - wenn ihnen die USB-Verbindung nicht passt, müssen sie halt auf 2.0 runterschalten und übers OS dem Nutzer den Tipp geben, dass hier was nicht passt. Einfach untätig aber ohne Fehlermeldung herumzuhängen geht mal gar nicht.

Wie gesagt, die Onboard-Realtek (8168 rev 09) steht der Intel EXPI9301CT in Sachen Transferrate in nix nach. Ob jetzt Latenzen und CPU-Last...ach, whatever. Hauptsache, die 8153 sieht scheiße aus :evillol:
plot28.png
plot30.png
 
welcher adapter bzw. chipset ist empfehlenswert in 2021 und beyond? ax88179? aquantia 5GbE? RTL8153 ? ......
 
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Kommt drauf an was du machen willst
 
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