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USB ports and latency measurements – myths and reality | Practice

23. June 2021 06:20

After the last article about system latency (NVIDIA Reflex & Boost vs. Radeon Boost and ZERO vs. AMD Anti-Lag), we should urgently discuss a few things about testing. So today we’re going to take a look at NVIDIA LDAT in terms of the USB ports it uses. For this I tested two different possibilities regarding the use of LDAT. The AMD Radeon RX 6700 XT was used here, whereby the AMD gimmicks (Anti-Lag and Radeon Boost) were deactivated for all measurements.

The only changes I made were to the respective USB ports. First, I connected NVIDIA LDAT to a second, stand-alone gaming PC so that the system latency measurements ran independently of my actual testbench. After that I coupled LDAT directly to the testbench. And to round it all off, I connected LDAT to one USB port directly connected to the CPU and once to a slower USB 2.0 port via chipset. Four variations, then, but more on that in a moment!

Here again my testbench in detail:

CPU	Ryzen 7 2700X (4.2 GHz all core)
Mainboard	MSI MAG X570 ACE
RAM	2×8 GB G.Skill RipJaws V 3200 MHz CL16-18-38 (single ranked)
SSD 1	Toshiba Transcend 110S 256 GB (System)
SSD 2	Crucial P2 1000 GB (Games)
SSD 3	Crucial P2 1000 GB (Games)
SSD 4	Samsung 512 GB 840 Pro (Backup)
CPU Cooler	MSI MAG Coreliquid 360R
Power supply unit	Seasonic Prime Platinum 1300 Watt
GPU	MSI RX 6700 XT Gaming X
Sound	SoundblasterX AE-5 Plus
Keyboard	Sharkoon PureWriter RBG (Red Button) @1000 Hz Polling Rate
Mouse	Sharkoon Light² 100 @1000 Hz Polling Rate
Metrology	NVIDIA LDAT hardware with Logitech G203 Prodigy @1000 Hz polling rate
Monitor 1	MSI Oculux NXG252R 240 Hz via DP (NVIDIA G-SYNC)
Monitor 2	AOC G2778VQ 75 Hz via DP (AMD FreeSync)

Special attention should be paid to the measurement technology. I use NVIDIA LDAT hardware, for this the Logitech G203 Prodigy is directly coupled with the LDAT measurement technology. That’s why it’s important to actually read all of my articles regarding system latency. This is not the Bild newspaper: read the headline and form an opinion! So, here again is Igor’s article on LDAT, click here. LDAT measures the complete system latency – from the mouse click to the pixel on the monitor! LDAT doesn’t care if there is an NVIDIA or AMD GPU in the slot. It could also be an FPS generating spoon. LDAT measures latency independently of the graphics card name. It’s as simple as that!

So I always use the same LDAT Logitech mouse for all measurements! The Sharkoon Light² 100 is for everyday use. The Sharkoon Light² is unsuitable for the measurements because it is not coupled with LDAT. Why am I riding the mouse so much? That was one of the criticisms. What is the essence? Using the best mouse for measurements, or comparing the gimmicks mentioned in the title of the article in terms of system latency? Auxiliary target: It wasn’t about the mouse! Furthermore, the connection of the mouse or that of LDAT was questioned. Okay, that’s valid. Then let’s see what influence the USB port has on the measurements. Next page please!

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Tim Kutzner

Moderator

815 Kommentare 657 Likes

#1 Jun 23, 2021

Hätte mich auch gewundert, wenn die elektrischen Signale von einem USB 2.0 Port sich langsamer durch die Leiterbahnen bewegen, als von einem 3.0 Port :D

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grimm

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3,082 Kommentare 2,035 Likes

#2 Jun 23, 2021

@FritzHunter01 Die Messungen sind wirklich hilfreich, auch um Abhängigkeiten zu verstehen.
Mir ging es mit meinen Posts eher darum, die ewige "Nvidia hat die Nase vorn"-Leier zu relativieren. Hab selber ne 2080S drin würde aber wegen < 50 ms nie auf die Idee kommen, keine AMD zu kaufen.

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Headyman

Veteran

116 Kommentare 53 Likes

#3 Jun 23, 2021

Danke für diesen Artikel. Finde es immer wieder schön Fakten statt Mythen zu lesen. Ohne Messergebnisse bleiben halt immer Unsichheiten und so ein komplexes PC System ist ja trotzdem manchmal für Überraschungen gut...
Immerhin muss ich mir jetzt nicht mehr den Kopf zerbrechen, ob ich die Maus nicht doch lieber in einer anderen USB Port stecken sollte (die CPU angebunden Ports muss man ja auch erstmal finden).

Noch ne Anmerkung
Ich kann es nachvollziehen, wenn einem Aufgrund von Kommentaren der Kragen platzt. Es etwas weniger "Würze" im Artikel wäre mir lieber. So bekommt der inhaltlich tolle Artikel etwas "Geschmäckle", und erzeugt bei mir als Leser ein Gefühl, das mir der Author es unbedingt mal zeigen wollte... (dabei habe ich doch gar nix gesagt gehabt) ;)

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FritzHunter01

Moderator

1,155 Kommentare 1,570 Likes

#4 Jun 23, 2021

Mit meinen Messungen soll auch nicht das Kaufverhalten in Gänze beeinflusst werden. Ziel ist es, die Marketing-Folien der Hersteller zu hinterfragen und wenn beide damit werben, Ultimate Latency reduction, dann schauen wir mal genau hin...

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FritzHunter01

Moderator

1,155 Kommentare 1,570 Likes

#5 Jun 23, 2021

Ja, das ist richtig!

Es musste aber sein, da es einfach zu viele Mythen gab, die dann zur Wahrheit mannifestiert wurden. Da muss man auch mal tacheles Reden!

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Deridex

Urgestein

2,213 Kommentare 846 Likes

#6 Jun 23, 2021

Als wenn die Leiterbahnlänge auf dem Mainboard da einen nennenswerten Einfluss hat...

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Guest

#7 Jun 23, 2021

Mit den 360Hz Monitoren wird es ein Analysetool geben und die USB Ports an diesen Monitoren bevorzugen einen einfachen aber vorrangigen Passthrough, an den man die Maus auch stepseln soll (Bluetoothgeräte sind dafür ungeeignet). Mit Razer, Asus und Logitech wird man dann die Peripherielatenz und die "volle" Ende zu Ende Latenz vermessen können. Ich vermute das LDAT inklusive Update dann Teil der Hardware dieser Monitore ist (Kosten mal außen vor).

Und nochmal, man misst mit LDAT nicht allein die Latenz der Grafikkarte. Reflex hat den Vorteil wenn Spiele CPU lastig ausfallen, den Boosttakt der GPU zu beeinflussen und so Energie zu sparen, andersherum auch mehr Energie zu verbrauchen (indem man die Energiesparfunktionen abschaltet, oder einen kurzzeitigen aber hohen Boost zulässt) um die Framerate immer kurz unter GPU Limit zu halten.

AMD geht mit Antilag einen ähnlichen Weg, wobei der Treiber versucht zu analysieren wann Eingabelatenz für die Render Queue und deren Abarbeitung wichtig wird, unter Reflex SDK kann der Entwickler gleich darauf eingehen. Overwatch unterstützt keinen AMD Boost Modus, man vergleicht also Nvidia Reflex SDK mit einem Antilag Modus des Treibers (an dem Reflex Mode hat Nvidia kaum Anteile, sie stellen nur den SDK inkluisve Support für Devs bereit, der Rest bleibt dann denen vorbehalten), wer da bei vollen Reflex-Support gewinnt ist vollkommen klar. Nvidias internem Low Latency Mode über den Treibersupport geht es nicht anders. Vor allem wenn über die Szenarien die Auslastung dynamisch wechselt und der PC oder dessen Systemlatenz abhängig von Eingabe, CPU (Limit) oder GPU (Limit) ist.

Zu unterstellen die Artikel werden hier nicht gelesen oder nicht richtig verstanden, naja hat einen eigenartigen Beigeschmack. Muss die Redaktion schlussendlich selbst wissen. Es gibt ein vollständiges Tutorial, welches man über Nvidia Reflex abrufen kann, dort wird auch inhaltlich erklärt worum es geht und welche interne Funktion wie unterstützt wird.

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grimm

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3,082 Kommentare 2,035 Likes

#8 Jun 23, 2021

Das ist dann wohl eine von den Antworten, auf die sich der Autor bezieht. Ich kann und will das nicht nachvollziehen (dauert Millionen von Milisekunden ;)) - klar ist aber, dass der "Vorteil" im Toleranzbereich der eigenen Leistungsfähigkeit liegt. Treiber hin, SDK her.

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Guest

#9 Jun 23, 2021

Dein Beitrag passt leider auch nicht, es liegt nicht an der eignen Leistungsfähigkeit, mal genauer lesen! Wenn irgendwann nur noch die "Autorenmeinung" und dabei eigene Vorlieben zählen, braucht man kein Diskussionsforum mehr. Außer zur eigenen Beweihräucherung.

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goch

Veteran

475 Kommentare 181 Likes

#10 Jun 23, 2021

Schöner Artikel, auch wenn ich einen etwas weniger 'anschreienden' Schreibstil bevorzugt hätte.

Das Fazit kann ich nicht ganz nachvollziehen. Korrigier mich gerne, aber der Test zeigt doch an zwei komplett unterschiedlichen PCs das gleiche Ergebnis: Die Varianz bei USB2.0 liegt immer höher (einmal knapp 10%, einmal knapp 20%).

Also selbst bei identischen Aufbauten hat der USB-Port schon eine Auswirkung.

Obwohl ich immer noch der Meinung bin, wie anscheinend auch die Mehrheit hier, dass diese paar Millisekunden für mich persönlich wirklich irrelevant sind.

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Igor Wallossek

10,187 Kommentare 18,784 Likes

#11 Jun 23, 2021

Draußen ist es angenehm kühl und Corona ist auch etwas weniger präsent. Geht es bitte auch mit etwas weniger Adrenalin? Danke! :)

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FritzHunter01

Moderator

1,155 Kommentare 1,570 Likes

#12 Jun 23, 2021

Du triffst den Nagel am Kopf!!!

Was ist das Wesentliche? Latenzen zwischen GPUs zu vergleichen? Dann lassen wir den Messaufbau, egal ob USB 2.0 whatever, einfach wie er ist. Dann sind die Ergebnisse vergleichbar (zumindest vom Aufbau her)!

Das Reflex und Radeon Boost der klassische Vergleich Birne und Apfel ist, das weiß ich auch! DLSS und FSR wird die gleiche Diskussion geben, so war ich schreibe.

Wie es AMD oder Nvidia letztlich angehen, um etwas zu verbessern, das liegt nicht in meiner Hand. Ich vergleiche diese Techniken nur auf eine messbare Art und Weise! Ziel: Schauen, ob die PR auf den Folien stimmt. Das mache ich nüchtern und auf Zahlen/Daten/Fakten basiert. An der ein oder anderen Stelle kommt mal ein Witz oder gar Sakasmus rüber. Ja, das nenne ich mal künstlicher Freiheit.

Ich kann es nicht allen recht machen, das mir klar! Es geht mir auch nicht darum, eine Diskussion im Keim zu ersticken! @gastello
LDAT misst die gesammte Latenz, somit die GPU dabei. Egal welches Tool hier seitens Treiber, Spiel etc noch mit auf dem Zettel steht. Der Fokus liegt einzig auf den Latenzergebnissen (Das Boost den Max-Takt auch im CPU Limit anlegen lässt, das is bekannt) Mir geht es nicht um die Effizienz, den Takt oder was man sonst so alles messen kann. Latenzen ist mein Thema! Dazu hab ich bisher weder von AMD noch von Nvidia eine Belehrung bekommen, dass meine Methode falsch wäre. Oder der gleichen! Im gegenteil, die sind völlig überrascht, wenn ich mit Ergebnissen um die Ecke komme, die AMD und Nvidia helfen, etwas noch besser zu machen oder Probleme zu beheben. Nicht alles was ich in meiner Freizeit mache, kommt hier online! Auch sollte nie der Eindruck entstehen, dass ich dafür bezahlt werden. Weder von Igor, noch von Nvidia oder AMD kommt hier eine finanzielle Beteiligung!
Gerne können wir das Thema (mit wlecher Hardware kann ich besten Latenzen fahren) mal durchsprechen und schauen wie wir das messen. Reflex Monitor, beste Maus, Tastatur usw. dann lautet aber auch der Titel anders!

Ich biete dir das ganz offen an: Über Skype anrufen und ich höre mir deine Ideenm, Verbesserungen etc an! Das gesproche Wort ist mehr wert als tausend und ein Missverständnis hier ins Forum geschrieben!

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Igor Wallossek

10,187 Kommentare 18,784 Likes

#13 Jun 23, 2021

Da bist Du etwas spät dran. Gastello hat vorhin hier den Stecker gezogen.

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FritzHunter01

Moderator

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#14 Jun 23, 2021

Ja, da hast du Recht, aber wir reden hier von ca. 1 ms. Das liegt auch im Bereich der Messtoleranz. Mal ist Varianz beim USB 2.0 etwas höher und mal etwas niedriger. Rechnet man das in Prozent aus, dann entsteht hier ein extremer Eindruck, den man völlig falsch aufschnappen kann. Daher hab ich hier auch keinen %-Vergleich gewählt sondern die ms mal offen dargestellt.

Wie ich bereits betont habe, ist es für den der Mesungen macht wichtig, dass der Messaufbau immer gleich bleibt. In meinem Fall hängt LDAT jetzt am zweiten PC am USB 3.1 Gen 2. Das bleibt auch so... Die Logitech hängt wie angesprochen am USB 3.2 Gen 2...

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goch

Veteran

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#15 Jun 23, 2021

Danke dir @FritzHunter01 !

Wenn ich es richtig verstehe, heißt es doch das die Streuung deutlich größer ist. Auch wenn man sich den Graph anschaut, sieht das für mich so als, als hätte ich zB deutlich mehr Fälle bei denen es 50ms statt 30ms sind bei USB2.0 gegenüber USB3.0

Noch einmal, mir sind diese Latenzen relativ egal bei meiner Motivation, aber gerade in Anbetracht dieser Aussage (die ich ja teile) finde ich die Erkenntnis doch überraschend:

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FritzHunter01

Moderator

1,155 Kommentare 1,570 Likes

#16 Jun 23, 2021

Ich verstehe nicht, was genau du mir sagen willst...

Mir ist gearde noch eine Idee gekommen, ich kann die gemessen Werte mal mit Minitab in Bezug auf die Prozessfähigkeit auswerten.

Hier nochmal die Folien:

View image at the forums

Was genau meinst du?

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goch

Veteran

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#17 Jun 23, 2021

Genau! "stdev" sollte ja für die Standardabweichung stehen, eine Durschschnitt ohne diesen Wert ist ja (gerade für solche Messungen) nicht wirklich interssant, wenn die Latenzen sehr schwanken.

Wenn man sich jetzt den Graph dazu obendrüber ansieht, sieht man ja Balken. Die Reaktionszeit auf der x-Achse. Die y-Achse ist leider nicht beschriftet oder ich finde es nicht - daher vermute ich, dass es sich um die Anzahl der Messergebnisse handelt. Und dort sieht z.B., dass bei USB2 deutlich mehr Messungen bei 50ms sind als bei USB3.

Aber a) vielleicht sehe ich das auch einfach falsch und b) so richtig wichtig ist es ja auch nicht ;)

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summit

Veteran

150 Kommentare 73 Likes

#18 Jun 23, 2021

50ms?
Du stellst es ja so dar als würde AMD grundsätzlich einen höheren InputLag haben. :rolleyes: Das was in dem anderem Beitrag getestet wurde ist overwatch mit 200Scale, was niemand, der auf Latenz achtet, einstellen würde. Es wurde hier ja nur gewählt um reflex und RadeonFX Boost zu "testen". Mach bei der AMD Karte einen Framelimiter rein und die Latenzen sind besser als mit nvidias reflex und das ohne dass die halbe InputLoop im Spiel umgeschrieben wurde.

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grimm

Urgestein

3,082 Kommentare 2,035 Likes

#19 Jun 24, 2021

Nein, tu ich nicht. Das Messergebnis (Latenz Gesamtsystem) lag bei AMD ca. 40ms "hinter" dem von Nvidia. Darauf beziehe ich mich.
Und glaub mir: Es gibt genug Jungspunde die aus dem doch recht differenzierten Artikel nur wieder "Nvidia ist schneller als AMD" mitnehmen - ohne Bezüge zu den Anwendungen oder einen Blick für das große Ganze.

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