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PS / 2対USBキーボード:パフォーマンスとエネルギー消費

私の知る限り、PS/2キーボードは割り込み駆動で、USBはポーリングされます。通常、PS/2キーボードにはWindowsでIRQ_1が割り当てられていました。

私はハードウェアの専門家ではありませんが、一見するとPS/2キーボードの方が効率的であるように見えます。だからここに私の質問があります:

  1. 現代のコンピュータでは、PS/2キーボードの方が優れています(または高速です)。もしそうなら、それはまったく目立ちますか? (..:ゲーム中)
  2. PS/2キーボードはポーリングを必要としないため、USBと比較してエネルギーを節約できますか? (ここでは周辺機器についてだけでなく、コンピューター全体のエネルギー消費についても話していることに注意してください)。
  3. PS/2がUSBよりも優れている場合、USBキーボードにPS/2アダプターを追加すると、デバイスは実際のPS/2キーボードと同じくらい良くなりますか?逆に、USBアダプタをPS/2に追加すると、USB KBと同じくらい悪くなりますか?

2より詳細に:

USBにはアクティブなポーリングが必要です。したがって、CPUは、キー押下をスキャンするためにそのサイクルの一部を割り当てる必要があります。つまり、他のタスクに使用できるサイクル数は少なくなります。これによりCPU周波数が上昇する可能性があるため、消費電力が高くなります。興味深いケース:2台の同じコンピューターを並べて配置します。1台はPS/2キーボードを使用し、もう1台は同じモデルのUSBキーボードを使用し、1日中電源を入れたままにします。日中にキーを1つだけ押すと、PS/2キーボードに必要なCPU時間はUSBキーボードよりもはるかに少なくなります。したがって、極端な動的周波数スケーリングを備えたCPUでは、USBキーボードは全体としてより多くの電力を必要とします。また、USBプロトコルは複数のデバイスを管理する必要があり、この管理により、PS/2キーボードの場合の専用IRQよりも計算コストが高くなると思います。

これらは、PC全体を考慮に入れて、#2で私が尋ねていた種類の考慮事項であり、キーボードが5V入力からどれだけ吸い込むかだけではありません。


ポーリングはUSB2.0までであるようです、そして Wikipediaによると 、USB3.0はポーリングを取り除きます:

バス使用率の改善–新しい機能が追加され(パケットNRDYおよびERDYを使用)、デバイスがホストに準備ができていることを非同期に通知できるようにします(ポーリングの必要はありません)

(USB 3.0キーボードは今日の時点ではまれです。私は ギガバイト キーボードが今年 [〜#〜] computex [〜#〜] で展示されていることしか知りません。 USB 3.0を使用してポーリングを取り除きますが、代わりにキーボード上にUSB 3.0ハブを提供します)。

また、USBKBのポーリングレートについてのハードデータを見つけようとしています。 125 Hzと言う人もいれば、1kHzまでの微調整もあります。比較すると、PS3のようなコンソールは100 Hzでポーリングし、XBoxは125Hzでポーリングします。 1 KHzの場合でも、GHz CPUでは無視できるようです(CPUサイクル/秒の0,000001%)。これらの数値は別の質問につながります。ゲームの目的で、PS/2キーボードが1秒あたり1,000の割り込みを生成するのに、どれほど優れているでしょうか。

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Mister Smith

応答時間PS/2とUSBキーボード:

興味深い結果がいくつかありますが、この質問に関連する点は、キーボード間にかなり大きな差異があり、テストされたすべてのUSBキーボードの有効スキャン間隔がPS/2よりも長い(18.77ミリ秒〜32.75ミリ秒)ことです。キーボード(2.83ミリ秒-10.88ミリ秒)。

このスーパーユーザーの質問自体からの詳細情報:SBまたはPS/2キーボードはより速く応答しますか?


2つのデバイス間の消費電力と全体の消費電力:HPのドキュメントを参照

  • USB
    動作電圧:+ 5VDC±5%
    消費電力:最大50 mA(3つのLEDがオンの場合)

  • PS/2
    動作電圧:+ 5 VDC±5%消費電力:最大50 mA(3つのLEDがオンの場合)


私の見解:

したがって、可能な最大消費電力は+5 Vであり、マザーボードは、実際の消費量に関係なく、PS/2ポートのこの電力を考慮している必要があります。また、USBは+ 5Vの電力出力を提供します。実際の消費電力はブランドごとに少し異なります。 50 mAを消費すると言う人もいれば、100mAの屋根で70mAを消費すると言う人もいます。

これまで読んだことのないものは、100mAを超える実際の消費量を示したり示したりしていません。実際、Windowsは70mAの実際の電力が必要であることも報告しています。しかし、私のMacBookはUSBで100mAの要件を示しています。したがって、USBキーボードの実際の消費電力は、PS/2キーボードよりも少し高くなる可能性があります。以下にいくつかの画像を添付します。

Windowsの場合

Windows USB

MacBookの場合

Mac USB


#2の更新された質問の説明:

  • USBコントローラーは1つだけですが、すべてのUSBポートは個別にインターフェースされます。そのため、プロトコルにより、デバイスはすべてのポート専用になります。

  • ポートに接続されているすべてのUSBデバイスは個別にインターフェースされます。デバイスがポートに接続されている場合、ポートはどのデバイスが接続されているかを通知します。これは、デバイスごとに専用ポートがあるようなものであり、コントローラーには、プロセッサーに複数の要求を同時に送信するバス機能があります。

  • 私の考えでは、PS/2またはUSBキーボードにかかる電力/ CPU時間は同じです。また、USBキーボードの処理と電力が重い場合、人々はそれらを交換可能に使用しなかったでしょう。そして、私たちはそれらに関するもっと多くの技術記事も読んだでしょう!

  • これについての私の個人的な議論は、AppleはMacMiniとiMacのUSBポートを提供するだけなので、Appleそれが非常に強力で、プロセス集約型ですか?ほとんどの新しいDellマシンでさえ、PS/2ポートがありません(組み立てられたカスタムハードウェアはすべて脇に置いておきます)。

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aliasgar
  1. これは個人的な意見ですが、目立った違いはないと思います。キーボードのハードウェア構造/品質(たとえば、キーの押下を処理する速度、キーを押したときの反応の速さなど)に大きく依存します。割り込みは処理中の他のものを停止しますが、プログラムやゲームはそれでも最初にそれに反応する必要があります。ゲームロジック全体が割り込みハンドラーにあるわけではありません。
  2. 私はPS/2仕様を念頭に置いていませんが、USBを考慮すると通常5 V 500 mAのようなものであり、2.5 Wになります。次に(特にゲーミングPCで)より多くを必要とするCPUとGPUを見てください。 250 Wだけでは、これは非常に無視できると感じます。
  3. 絶対にありません!利点がある場合でも、別のステップ/ステージを追加します。これにより、両方のテクノロジーを次々にリンクすることで、利点全体が失われます。 USBの反応時間は0.1秒、PS/2の反応時間は0.05秒だとしましょう。アダプターを使用すると、おそらく0.15秒程度、またはそれ以上になる可能性があります。

編集後に編集:

私はあなたがあなたの反応時間か何かを改善したいと思っていると思います。あなたの質問が本当に理論的にだけであるならば、これを無視してください。ゲーム体験を「最適化」したい場合は、ゲーム用に作られたUSBキーボードを手に取ってください。これらは通常、より一貫したキー押下動作を提供し、他の機能を備えている場合があります(たとえば、単に押された/押されていないのではなく、押した深さまたは長さを検出します)。特に今日のハードウェアではPS/2ポートが非常に限られているため、PS/2についてはまったく心配しません。メモリ帯域幅の低下などにより、より多くの時間を失いながら、入力処理で数ミリ秒を勝ち取ることはおそらく望ましくありません。

また、ゲームで考慮すべき点はまったく異なります。今日のデスクトップPCの一般的なリフレッシュレートは60Hzです。つまり、毎秒60フレームまたは約。フレームあたり16.67ミリ秒。これにより、1秒間に1000回ポーリングしている場合でも、反応が速くなることはありません(たとえば、1秒間に100回ポーリングする場合と比較して)。確かに、計算はもっと速いかもしれません(たとえば、毎秒100、500、さらには1000フレームでゲームの世界をシミュレートする)が、それでも実際の違いにはまったく気付かないと思います。

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Mario