Överföringshastigheter. Hårddisk, USB, FireWire, Thunderbolt, Nätverk

[Implasticyde]

Hej god vänner. Hade en diskussion med en kollega gällande vad det är som egentligen begränsar datorhårdvara att kunna spela in musik.

Vi gjorde en djupdykning i ämnet och här är resultatet. Alla värden som presenteras är teoretiska beräkningar som vi inte provat i verkligheten. Beräkningarna ger i vilket fall en fingervisning.

EDIT: Lägger in bilder istället för rådata för tydlighetens skull.

EDIT II: Tabell 1 uppdaterad med Latency

Redigerat 20 februari 2014 av Implasticyde

[Implasticyde]

Källor:

Bit rate: http://en.wikipedia.org/wiki/Bit_rate

SATA: http://en.wikipedia....1.5_Gbit.2Fs.29

SSD: http://en.wikipedia....lid-state_drive

HDD: http://en.wikipedia....wiki/Hard_drive

Latency: http://en.wikipedia....cy_(engineering)

Latency: http://en.wikipedia....ormance#Latency

Varför 24-bitar istället för 16-bitar: http://tweakheadz.co...s-24-bit-audio/

Tabell datamängd: http://www.sounddevi...rs/record-time/

Konvertera audio: http://www.sounddevi...com/calculator/

Latency: http://www.alacritec...-about-latency/

Latency: http://www.soundonso...es/qa1209_2.htm

Latency: http://tweakheadz.com/latency/

Latency test ljudkort: http://www.gearslutz...-data-base.html <--- Mycket bra och överskådlig

Latency prestanda: http://www.rme-audio...ic.php?id=15601

Latency prestanda: http://www.apogeedig...aster-than-usb/

Och för att göra resultatet sökbart med format, överföringshastighet i MBit/s samt lagringsutrymme i MB/s.

MP3 @ 320 kbit/s

CD @ 44,1 kHz, 16 bit

DVD @ MPEG2 compression

BD @ MPEG2, AVC or VC-1 compression

Record/play 1 mono @ 44,1 kHz, 24-bit

Record/play 2 mono = 1 stereo track @ 44,1 kHz, 24-bit

Record/play 4 stereotrack @ 44,1 kHz, 24-bit

Record/play 10 stereotrack @ 44,1 kHz, 24-bit

Record/play 50 stereotrack @ 44,1 kHz, 24-bit

Record/play 100 stereotrack @ 44,1 kHz, 24-bit

SATA I

SATA II

SATA III

FireWire 400

FireWire 800

USB 1.0

USB 2.0

USB 3.0

USB 3.1

Thunderbolt

Thunderbolt 2

Ethernet Megabit (100 Mbit/s)

Ethernet Gigabit (1000 MBit/s)

EDIT: Uppdaterat med fler källor med tanke på frågan om latency. Kategoriserat länkar.

Redigerat 28 november 2013 av Implasticyde

[Implasticyde]

Huvudanledningen till att jag "grottat ner mig" är att få svar på om det är lämpligt att använda t.e.x en NAS för att spela in och upp musik till/från.

Har som egen framtidsvision att helt skippa mekanisk hårddisk i min kommande dator (iMac eller Mac Pro) vilket medför att lagringsutrymmet är begränsat internt i datorn och jag behöver lagra allt utom mina program utanför datorn. Kanske räcker det att enbart hålla de mest aktuella låtarna lagrade internt, resten utanför, jag har inte riktigt kommit i mål där än...

Så, finns det någon/några på detta form som lagrar er data utanför er dator i musikproduktion? Om så är fallet är jag mycket nyfiken och intresserad av hur ni löst frågan och tar tacksamt emot era tankar och funderingar! 🙂

Redigerat 27 november 2013 av Implasticyde

[Axel92]

Intressant sammanställning!

Jag lagrar inte data utanför datorn men om dina uträkningar stämmer borde ju nätverksöverföring inte vara det bästa alternativet om man jämför med de andra. En NAS går väl dessutom via Wi-Fi och där är överföringshastigheten knappast 100 Mbit/s eller 1000 Mbit/s i nätverket? Rätta mig om jag har fel!

En annan fråga: Du har bara skrivit SATA men är det inte skillnad i överföringshastigheter på en SSD som kopplas med SATA och en vanlig mekanisk hårddisk (5400/7200rpm) som kopplas med SATA? Rätta mig återigen om jag har fel!

[pme (oregistrerad)]

Latency är en viktig parameter för en DAW. Det är en enorm skillnad på SDD och mekanisk disk....

[Implasticyde]

Intressant sammanställning!

Jag lagrar inte data utanför datorn men om dina uträkningar stämmer borde ju nätverksöverföring inte vara det bästa alternativet om man jämför med de andra. En NAS går väl dessutom via Wi-Fi och där är överföringshastigheten knappast 100 Mbit/s eller 1000 Mbit/s i nätverket? Rätta mig om jag har fel!

Tack! 🙂

Man kan välja att köra en NAS trådlöst (Wi-Fi) eller via nätverkssladd och som du säger är Wi-Fi inte lika snabbt som nätverkskabel. Det som begränsar Wi-Fi är avstånd, vad som är i vägen (t.ex betongvägg, metall, störningar från övriga Wi-Fi nätverk, etc.) och det som begränsar nätverkskabel idag är egentligen bara skadad kabel som man böjt mer än 90 °.

En annan fråga: Du har bara skrivit SATA men är det inte skillnad i överföringshastigheter på en SSD som kopplas med SATA och en vanlig mekanisk hårddisk (5400/7200rpm) som kopplas med SATA? Rätta mig återigen om jag har fel!

SATA är det som man man kopplar in sin hårddisk i och som kommunicerar med moderkortet och därmed vidare ut till övriga komponenter i datorn som kräver access till en hårddisk. Jag valde att exkludera typ av hårddisk för att göra det enkelt för mig och bara ta hänsyn till begränsningarna som finns i kommunikationen mellan hårddisk och moderkort. Men när vi ändå är inne på ämnet så kan jag inte låta bli 😎

Mycket riktigt spelar, förutom typ av SATA, därefter typ av hårddisk in. Generellt sett ger är en högre rotationshastighet också högre dataöverföringshastighet men överföringshastigheten begränsas av fysikens lagar (en skiva roterar långsamt nära centrum och snabbt ute i kanterna), vidare begränsas överföringshastigheten av hur många magnetiska diskar och läshuvuden en mekanisk hårddisk har, hur stort cashe-minne (hårddiskens egen skriv-/läsbuffert) hårddisken har, hur mycket data som redan finns lagrat på hårddisken. Har säkert glömt något men där är det jag kommer på på rak arm. Hittade bra sammanställningar på http://www.overclockers.com/forums/showthread.php?t=678783 och http://en.wikipedia.org/wiki/Hard_disk_drive . Eftersom en SSD-hårddisk inte har mekaniska komponenter som roterar finns inte samma begränsningar, casheminne exkluderat, som jag listat ovan för en SSD-disk. Finns en bra sammanställning på skillnader, för- och nackdelar med SSD jämfört med mekanisk hårddisk http://www.pcmag.com/article2/0,2817,2404260,00.asp och teori bakom finns på http://en.wikipedia.org/wiki/Solid-state_drive

Tack för visat intresse! 🙂

[Implasticyde]

Latency är en viktig parameter för en DAW. Det är en enorm skillnad på SDD och mekanisk disk....

Jo det är helt riktigt som du säger. Har inte tänkt på det eller tagit hänsyn till detta i beräkningarna som min kollega och jag gjort. För att slippa latency begränsningar bör jag ha en SSD-hårddisk som jag skriver/läser data till för låten/låtarna jag arbetar med och välja ett gränssnitt som har så låg latency som möjligt. Får helt enkelt ta och leta reda på vilken latency man kan förvänta sig från de olika gränssnitten och komplettera med resultatet i mitt första inlägg för tydlighets skull. Tack PME för visat intresse och din mycket relevanta synpunkt! 🙂

[Implasticyde]

Sådär. Då har jag grottat ner mig lite till och kommit fram till att man bör hålla sig undan från

* USB 1.0 - Ljudkort och lagringsmedia har för hög latency. Väldigt stor chans att lagringsmedia har för långsam läs/skrivhastighet. Antagligen ingen nyhet för oss som håller på med musik.

* Ethernet MBit/GBit - Överföringshastigheter kan vara ett problem för MBit-nätverk men det som gör nätverkslösningen som helhet till mindre bra är att man får tampas med latency som kommer att bli på tok för hög. Att använda sig av "ping" (kontrollera svarstid från mottagare = NAS) kommer att ge olika reslutat beroende på faktorer som hårdvara och belastning på nätverk. Nu har det kanske inte så stort betydelse med dagens processorer men TCI/IP äter CPU-kraft i tillägg.

* Mekanisk hårddisk 5400 rpm - Här har man en medel läs-/skrivhastighet på ca 5,6 ms. Använder man sig USB 2.0 eller FireWire till sitt ljudkort har man ofta passerat 10 ms vilket vi människor uppfattar som latency.

Slutsats

* Latency är det som begränsar, inte överföringshastigheter. Latency varierar med buffertinställningar för ljudkort och ju lägre latency, ju större belastning på CPUn.

* Att ha internt ljudkort samt lagring internt i datorn ger bäst prestanda för pengarna.

* Vill man spela in musik är en SSD-hårddisk lämplig för inspelning och en mekanisk hårddisk lämplig i ett senare skede när musiken skall lagras om man har begränsad budget.

* Har man ekonomiska medel för att använda sig av Thunderbolt är detta också gångbart, både för ljudkort och inspelning av musik.

* Äger man en iMac eller kommande Mac Pro 2013 och vill kompromissa går det att använda sig av USB 2.0 eller FireWire till ljudkort och den interna hårddisken för att spela in musik och därefter lagra på extern disk. Fusion drive är högst gångbar i iMac för inspelningssyfte.

Redigerat 28 november 2013 av Implasticyde

[KlasVonKlas]

Tack, mycket intressant!

Det jag fann mest nyttigast för mig här var skillnaden mellan USB 2 och firewire 400. Det finns väldigt många diskussioner o tankar kring om man ska ha ett firewire eller usb-ljudkort. O visst är firewire "bättre" än usb om man ska se till latency och den verkliga hastigheten man får ut. Men även om så skulle vara fallet, är skillnaden verkligen så stor idag att man ens märker någon skillnad? Firewire 800 finns ju också med högre hastigheter, men om jag förstått det rätt så är ändå latencyn den samma.

Om man märker skillnad så kan jag tänka mig det beror på drivrutiner och prestandan datorn har, även ljudkortet. Inte heller detta är jag helt säker på hur det fungerar, men jag har för mig att firewire går in direkt utan någon direkt "omvandling" med hjälp av en drivrutin, medans usb behöver en drivrutin (o lite mera cpu-kraft) som gör detta då usb fungerar på annat sätt. Hoppas någon förstår mig 😛

Angående mitt tänk om man verkligen märker någon skillnad, som då är personliga, inte fakta:

Datorerna idag har så pass mycket beräkningskraft att jag tror den lilla extra beräkningskraft som usb tar inte är märkbar, i förhållande till firewire. Jag tror även att drivrutinerna som görs idag är så pass bra att skillnaden blivit mycket mindre med dessa.

Så sammanfattningsvis, mina åsikter: Firewire är lite rappare ja, men jag tror skillnaden idag är så liten att den inte är märkbar. Och för att ännu en gång inte starta någon diskussion (som lätt är fallet med usb vs. firewire) om vad som är "rätt o fel" så är detta mina tankar o funderingar, inget jag säger är rätt eller fel. Det är också såhär jag tror det fungerar, o har jag helt fel ang något får någon gärna rätta mig!

[Implasticyde]

Kul att fler finner nytta med undersökningen jag tog mig för 🙂

Siffrorna som jag använt för USB 2.0 och FireWire är de man får i bästa fall med RME och Apogees ljudkort.

Vad jag vet finns det inga FireWire 800 ljudkort ute på marknaden så jag borde kanske ta bort latencyn för FW800 i bilden men å andra sidan lär inte FW800 ha större latency än FW400 i och med att det är samma protokoll som används för kommunikation.

[KlasVonKlas]

Kul att fler finner nytta med undersökningen jag tog mig för 🙂

Siffrorna som jag använt för USB 2.0 och FireWire är de man får i bästa fall med RME och Apogees ljudkort.

Ja, och om jag förstått det rätt så är det teoretiska siffror? Det skulle vara intressant om det fanns en riktig praktiskt test mellan olika interface, datorer m.m och se vad den praktiska skillnaden är. Men som du säger, det är en fingervisning, och även om usb 2 skulle ha högre latency i praktiken tror jag inte skillnaden är så märkbar.

Vad jag vet finns det inga FireWire 800 ljudkort ute på marknaden så jag borde kanske ta bort latencyn för FW800 i bilden men å andra sidan lär inte FW800 ha större latency än FW400 i och med att det är samma protokoll som används för kommunikation.

Är inte så insatt i hur de olika är uppbyggda, men jag tror nog att latencyn ska vara den samma med samma protokoll.

Så som jag känner just nu angående usb vs firewire så är det priset, funktionerna och ljudkortets övriga kvalitéer som avgör vilket ljudkort det skulle bli. Just nu velar jag mellan dessa två:

http://www.thomann.de/se/focusrite_scarlett_18i20.htm

http://www.thomann.de/se/focusrite_saffire_pro_40.htm

I stort sett samma prestanda på preamps, antal in/utgångar m.m. Det jag känner spontant är att 18i20 är nyare och därför kommer uppdateras längre än vad det äldre med firewire kommer göras, om de ens får några nya drivrutiner nu för tiden. 18i20 är lite snyggare med 🙂

Men för att återgå till ämnet latency: USB eller Firewire, det många inte tänker på är all annan utrustning i studion. Hårddiskens hastighet, datorns beräkningskraft, inställningar i mjukvaran m.m. Jag tror att det hela kring usb eller firewire-historien får för mycket uppmärksamhet i förhållande till den övriga utrustningen. Den är ju också viktig för att studion ska fungera optimalt 🙂

[Implasticyde]

Ja, och om jag förstått det rätt så är det teoretiska siffror? Det skulle vara intressant om det fanns en riktig praktiskt test mellan olika interface, datorer m.m och se vad den praktiska skillnaden är. Men som du säger, det är en fingervisning, och även om usb 2 skulle ha högre latency i praktiken tror jag inte skillnaden är så märkbar.

Jäpp. Det är teoretiska siffror som inte är testade i praktiken. Det finns ett sådant test i inlägg #2, Latency test ljudkort. Jag har dock inte begripit om det är bra med höga eller låga siffror i graferna men antar att det är bra med höga eftersom RME ligger väldigt bra till.

[...]

Så som jag känner just nu angående usb vs firewire så är det priset, funktionerna och ljudkortets övriga kvalitéer som avgör vilket ljudkort det skulle bli. Just nu velar jag mellan dessa två:

http://www.thomann.d...rlett_18i20.htm

http://www.thomann.d...fire_pro_40.htm

I stort sett samma prestanda på preamps, antal in/utgångar m.m. Det jag känner spontant är att 18i20 är nyare och därför kommer uppdateras längre än vad det äldre med firewire kommer göras, om de ens får några nya drivrutiner nu för tiden. 18i20 är lite snyggare med 🙂

Men för att återgå till ämnet latency: USB eller Firewire, det många inte tänker på är all annan utrustning i studion. Hårddiskens hastighet, datorns beräkningskraft, inställningar i mjukvaran m.m. Jag tror att det hela kring usb eller firewire-historien får för mycket uppmärksamhet i förhållande till den övriga utrustningen. Den är ju också viktig för att studion ska fungera optimalt 🙂

När jag köpte ljudkort valde jag FireWire eftersom mina USB-portar användes till annat och ljudkortet inte skulle behöva "dela" kapaciteten med andra enheter.

Om man har rätt hårdvara (datorkomponenter) får man något lägre latency med RME:s USB-ljudkort för Windows och med Apogees USB-ljudkort (Duett finns i äldre version med FireWire och nyare version med USB), jämfört med FireWire. Dock vet jag inte om dessa latencysiffror för USB är med endast ljudkortet inkopplat eller om siffrorna kommer från ett system där man använder tangentbord och datormus också. Mest troligt är latencysiffrorna från när tangentbord och datormus är inkopplade. Hoppas att du finner en jämförelse i den 17-sidor långa tråden från gearslutz som jag hänvisar till ovan 🙂

[Implasticyde]

Har uppdaterat första bilden så att den innehåller PCIe också. Väl värt att nämna är att var PCIe "lane" klarar av att skicka och mottaga data vilket betyder att PCIe1.0 har en teoretisk gräns på 250 MB/s i båda riktningar.