PS/2 与 USB 键盘：性能和能耗

Question

据我所知，PS/2 键盘是中断驱动的，而 USB 是轮询的。通常，在 Windows 上为 PS/2 键盘分配了 IRQ_1。

我不是硬件专家，但乍一看似乎 PS/2 键盘更高效。所以这里是我的问题：

1. 在现代计算机上，PS/2 键盘是否更好（或更快），如果是这样，它是否会很明显？（ ..：在游戏中）
2. 既然不需要轮询，那么PS/2键盘比USB更省电吗？（请注意，我在这里不仅谈论外围设备，还谈论整体计算机能耗）。
3. 如果 PS/2 比 USB 有任何优势，那么在我的 USB 键盘上添加 PS/2 适配器会使设备与实际的 PS/2 键盘一样好吗？相反，将 USB 适配器添加到 PS/2 会使其与 USB KB 一样糟糕吗？

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2更详细：

USB 需要主动轮询。因此，CPU 必须将其某些周期专用于扫描按键，这意味着可用于其他任务的周期数较少。这会导致 CPU 频率上升，因此功耗会更高。一个有趣的案例：假设我们将两台相同的计算机并排放置，一台使用 PS/2 键盘，另一台使用相同型号的 USB 键盘，我们将它们打开一整天。如果我们白天只按一个键，PS/2 键盘所需的 CPU 时间比 USB 键盘低得多。因此，在具有极端动态频率缩放的 CPU 中，USB 键盘总体上需要更多功率。另外，USB协议需要管理多个设备，

这些是我在 #2 中提出的考虑因素，考虑到整个 PC，而不仅仅是键盘从 5 V 输入中吸收了多少。

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看来轮询的东西只能到USB 2.0，根据维基百科，USB 3.0摆脱了轮询：

提高总线利用率 - 添加了一项新功能（使用数据包 NRDY 和 ERDY），让设备异步通知主机其准备就绪（无需轮询）

（到目前为止，USB 3.0 键盘很少见。我只知道今年在COMPUTEX 上展示的技嘉键盘，我怀疑它使用 USB 3.0 来摆脱轮询，而是在键盘上提供 USB 3.0 集线器）。

我还试图找到有关 USB KB 轮询率的硬数据。有些人说 125 Hz，还有一些调整到 1 kHz。相比之下，像 PS3 这样的游戏机轮询频率为 100 Hz，而 XBox 则为 125 Hz。即使是 1 KHz，在 GHz CPU（0,000001 % CPU 周期/秒）上似乎也可以忽略不计。这些数字引出了另一个问题：出于游戏目的，PS/2 键盘每秒产生 1,000 次中断会更好吗（如果有的话）？

Answer 1

响应时间 PS/2 与 USB 键盘：

有许多有趣的结果，但与此问题相关的一点是键盘之间存在相当显着的差异，并且所有测试的 USB 键盘的有效扫描间隔（18.77 ms - 32.75 ms）都比 PS/2 长键盘（2.83 毫秒 - 10.88 毫秒）。

来自这个超级用户问题本身的更多信息：USB 或 PS/2 键盘响应速度更快吗？

将两台设备整体功耗之间的功耗： （引用HP文档）

• USB
  工作电压：+ 5VDC ± 5%
  功耗：最大 50 mA（三个 LED 亮起）

• PS/2
  工作电压：+ 5 VDC ± 5% 功耗：最大 50 mA（三个 LED 亮起）

我的看法：

因此，最大可能的功耗为 +5 V，并且主板必须为 PS/2 端口考虑此功耗，而不管其实际功耗如何。而且我们知道 USB 确实为我们提供了 +5 V 的功率输出。实际耗电量因品牌而异。有人说它消耗50毫安，有人说它是70毫安，屋顶是100毫安。

到目前为止，我读过的任何内容都没有说明或显示超过 100 mA 的实际消耗。事实上，Windows 还报告了 70 mA 的实际所需功率。但是我的 MacBook 在 USB 上显示了 100 mA 的要求。所以USB键盘的实际功耗可能会比PS/2键盘高一点。我在下面附上几张图片。

在 Windows 上

在 MacBook 上

解释 #2 中更新的问题：

• 好吧，只有一个 USB 控制器，但每个 USB 端口都是单独连接的。因此该协议使设备对每个端口都是独占的。

• 每个连接到端口的 USB 设备都是单独连接的。当设备连接到端口时，端口会告诉我们连接的是哪个设备。这就像每个设备都有一个专用端口，并且控制器具有向处理器同时发送多个请求的总线能力。

• 在我看来，PS/2 或 USB 键盘所消耗的电量/CPU 时间是相同的。如果 USB 键盘在处理和功率方面很重，人们就不会互换使用它们。我们还会阅读更多关于它们的技术文章！

• 我个人的论点是，Apple 只在 Mac Minis 和 iMac 上为您提供 USB 端口，如果它如此耗电和处理密集型，Apple 会这样做吗？即使是大多数新的戴尔机器也没有 PS/2 端口（将所有组装和定制的硬件放在一边）。

Answer 2

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1. 这是个人意见，但我不希望有任何明显的差异。这将更加依赖于键盘的硬件结构/质量（例如，它处理按键的速度有多快，它对您按下按键的反应有多快，等等）。中断会停止正在处理的其他事情，但程序或游戏仍然必须首先对其做出反应。这不像整个游戏逻辑都位于中断处理程序中。
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2. 我心里没有 PS/2 规范，但考虑到 USB 通常是 500\xc2\xa0mA 时的 5\xc2\xa0V，这将导致 2.5\xc2\xa0W。现在看看 CPU 和 GPU（尤其是在游戏 PC 上）可能单独消耗超过 250\xc2\xa0W，这感觉非常可以忽略不计。
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3. 当然不！即使有优势，您也会添加另一个步骤/阶段，这会通过将两种技术相继链接起来而消除整个优势。假设 USB 的反应时间为 0.1 秒，PS/2 的反应时间为 0.05 秒。如果使用适配器，您很可能会在 0.15 秒左右甚至更高。
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我假设你想提高你的反应时间或其他什么。如果您的问题确实只是理论上的，请忽略此问题。如果您想“优化”您的游戏体验，只需选择专为游戏设计的 USB 键盘即可。这些通常提供更一致的按键行为，并且可能具有其他功能（例如检测您按下的深度或时间，而不仅仅是按下/未按下）。我什至根本不会担心 PS/2，特别是考虑到当今硬件上的 PS/2 端口非常有限。您可能不希望在输入处理中赢得几毫秒，同时由于内存带宽较低或其他原因而损失更多时间。

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对于游戏来说，还有一些完全不同的考虑因素：当今台式电脑的典型刷新率为 60\xc2\xa0Hz。这意味着每秒 60\xc2\xa0 帧或每帧大约 16.67\xc2\xa0ms。这导致这样一个事实：即使您每秒轮询 1000\xc2\xa0 次，您也不会注意到任何更快的反应（与每秒 100\xc2\xa0 次相比）。当然，计算可能会更快（例如，以每秒 100、500 甚至 1000\xc2\xa0 帧的速度模拟游戏世界），但我仍然会说您根本不会注意到任何真正的差异。

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