让小黑全面进入无线N时代 之五 N卡有多牛

【原创】让小黑全面进入无线N时代 之五 N卡有多牛
上接：
第一篇  http://51nb.com/forum/thread-691911-1-1.html    （网卡介绍篇）
第二篇  http://51nb.com/forum/thread-692642-1-1.html     （2、3、4系列机器）
第三篇  http://51nb.com/forum/thread-693656-1-1.html       (T43  R32特辑)
第四篇http://www.51nb.com/forum/thread-694794-1-1.html  （解除1802 ，6系列机器全家福）
第六篇http://www.51nb.com/forum/tid719795   (升级全能“白清单” )
看帖提示：1楼的帖子是字多图少，主要讲测试思路和测试条件；2楼及其后的帖子是图多字也不算少，不过主要的测试结果及结论都会体现图上。
2楼比较信号强度 和 连接稳定程度；
3楼比较速度和带宽；
4楼比较温度和能耗；
5楼综合结论及说明；
本篇先蹂躏MINI-PCI接口的WiFi N卡，就是咱们说的“大卡”，PCI-E的“小卡”我们择篇再比划，Why？嘿嘿，看完下文兄弟你就明了：
****** 这煲“汤”的配方如下******
WiFi大卡三块：Marvell 8363 ;  Atheros 5416  ; Intel 2915
路由两只： Apple TimeCapsule（下文简称TC，家用 WiFi abgn+千兆路由基站，内置1TB 7200转硬盘作为小型多媒体网络储存中心） ;
Netgear WGR614v5（家用WiFi G+百兆路由基站）
机器一台：ThinkPad T43p（15’UXGA  CPU2.13G  内存2G  硬盘7K100 100G，系统 XP SP3中文版）
软件两款：NetStumbler V4.0（网上能刮到的最专业的无线信号测试软件，找路由的利器；用来玩GPS其实更有用）；TPFancontrol V0.42（这里用来量体温的）
环境两样：民居一间（室内测试）；北京金融街绿化带里某个小广场（室外测试）
（注：关于这三张wifi卡的细节可以从第一篇了解http://www.51nb.com/forum/thread-691911-1-1.html；关于Apple TimeCapsule的详细从这里进入：http://www.51nb.com/forum/thread-683432-1-1.html）
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擂台项目：
嗅觉——信号收发强度：此项决定了网卡搜索AP的能力和信号传输突发速度，重要。对喜欢蹭网的，此项最重要
测试方式：NetStumbler（第三方应用软件），同一网卡在同一测试点测试至少3次，计算平均值
耐力——信号连接的稳定程度：此项决定了网卡咬住AP的能力和信号传输的平均速度，能搜到AP是一回事，能咬住AP又是另一回事，对需要长时间稳定连接的（比如溜驴，挂Q什么的），此项最重要
测试方式：NetStumbler（第三方应用软件），比较不同网卡同一地点的不间断信号画面的宽度，得出结论
速度——信号单通道传输的实际速度：一般上个网啥的没多大差别，不过对经常利用局域网上传下载的这个差别就出来了，尤其是本某利用TC作为文件储存器和高清电影存储播放中心，此项对我而言最重要；
测试方式：通过电脑和TC之间传送日常应用文件，根据文件大小和实际传送时间计算得出实际平均速度，反复测试至少3次得出平均值；曾试用号称权威的NetIQ+Endpoint软件组合，结果不适合此类测试，弃用
带宽——即所谓的MIMO（多路同步输入和输出），和以往的B/G的“二级公路”单通道不同，wifi N是“八通道高速公路”，单通道的上传下载速度并不能完全体现N卡的性能优势。好不容易BT速度上来了，但是又得往局域网的其它电脑传东西，左右为难？——N卡就是解决方案
测试方式：目前还没有软件可以直接测试出结果。用土法，开迅雷下个VISTA安装光盘，同时往TC传个十几G的文件，看看效果便知
温度——无需解释，有软件方便，顺便就量量它们飞奔、慢跑、睡觉时的温度，对T4x系列机器而言，wifi卡就躺在触摸板的下面，肉体上亲密接触的机会不多，只要不是热得离谱，无所谓；对喜欢风扇和谐的，此项有参考价值
测试方式：TPFancontrol V0.42（第三方应用软件），综合其对同一网卡在不同工作状态下的多次监测结果，计算得出网卡在不同状态下的温度平均值
能耗——单位时间耗电量：除非有专业仪器，否则实现精确数值测试太难——这句话可以这样理解：一是结果差别不大；二是我只能根据使用经验总结陈词
测试方式：土办法，满电待机至关机的时间统计+主观经验总结；曾尝试用Mobmeter，来测试不同网卡在电脑电池工作状态下从一定值剩余电量开始、使用同一种电源方案、传送同一个文件以测试耗电量差别，结果趋同，失败
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测试的执行标准
电脑平台状态：冷开机3小时内完成一块网卡的一类主要测试（分两大类：信号收发强度和稳定程度用NetStumbler可同时测试，为之一类；传输速度通过传输实际文件才能测试，和NetStumbler的测试分开，为另一大类）；每类型测试重复3次，如3次测试的结果出现较大出入，则视之为无效，测试需重做，且需关闭电脑并完全冷却到室温后方能开机重启测试——这样做的理由是：温度的高低和连续工作时间长短会对wifi网卡信号及电脑效率造成影响，从而对测试结果造成影响
路由器状态：特别针对TC，因为它内置一块1TB的机械硬盘，发热较大——高温会影响与之靠近的wifi卡的性能，且机械硬盘在连续工作长时间后性能下降明显——对于测试平均传输速度不利。因此，TC作为主要的测试组成部分，与电脑平台的执行标准一样同步执行：每次测试冷开机，并在此后3小时内完成一块网卡的一类测试。执行下一次测试前，需关机直到降至室温后再与电脑平台一起冷开机执行测试
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无线基站信号模式的选取：    5GHz wifi N独享；2.4GHz wifi N兼容B/G；WiFi G独享三种模式
TC上的WiFi N有4种模式：5GHz wifi N独享；2.4GHz wifi N兼容B/G；2.4GHz wifi N独享；5GHz wifi N兼容wifi A ——考虑兼顾Intel 2915的可比性，首先选择了wifi N兼容B/G，三块大卡可以同比试；另，5GHz wifi N独享有一个高级设定，即开启“使用宽频度”，此项可充分发挥5GHz频段的优势，使传输速度增强，因而选择此模式好为两块N大卡的比较；其余两种模式在这里不具代表性，此篇暂不使用，留到小卡时咱们再玩转。
Netgear路由：其存在的理由是一它可以提供单独的wifi G模式，而目前wifi N大卡和wifi G路由的组合较为符合大多数朋友的实际情况，所以此模式的测试比较很有实际价值；二是因为TC路由本身就采用Marvell8363作为无线芯片，这样一来可能造成M卡和A卡比较的不公平，有了这第三方路由，好客观说事
室外路由：最客观且实用的测试用第三方路由，不由我控制，连接的都是北京无线宽带“中电华通”的CECT-CHINACOMM无线网络，它是wifi G（兼容B）模式的
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无线网卡的设置标准：
1、公平起见，所测试的3块网卡都是安装了最新驱动后的默认设置，未作任何更改；需特别说明的是，Marvell 8363的产品设计定位就是用在路由上作无线功能处理核心，而不是用在笔记本上，所以它比其它的wifi N网卡多出很多设置选项，经测试，在改动某些设置组合后，其它网卡无可比性，在此就先不讨论了。
2、WiFi N卡的协议版本：由于目前WiFi N协议尚无最后敲定，因此目前的wifi N卡有两种协议版本，旧的是draft 1.0，新的是draft 2.0。经查证，本文测试的两块wifi N卡都是符合wifi N draft 2.0协议的，特此说明
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室内测试环境标准：
1、室温控制在25摄氏度（空调显示器和温度显示器一致为准）；
2、关闭室内一切可能产生电磁干扰的物件，包括手机、无绳电话、电视及音响、其它电脑——痛苦而漫长的历程，只有等老婆不在家而我又空闲时才可能实现，所以费时近1个月,几乎用尽了所有的业余时间；此外，测试期间为避免人体和其它操作带来的干扰，除定时走近截图记录外，其余时间远离测试的电脑，看书打发时间；
3、定点测试，选择室内A、B、C、D四个具有代表性的测试点，用粉笔划定，确保T43p每次更换网卡后测试的摆放位置、高度、角度完全一致；两个无线路由的前后摆放位置也完全固定
室外测试环境标准：
1、定点测试：金融街绿化带某小广场里的环型座的某棵树下，且电脑摆向、高度一致
2、同时段测试：由于测试不同网卡前后隔了几天，考虑到室外环境不同时段的无线干扰可能不同，所以选择在同一时段测试，具体是在晚上8点~9点之间
3、类气候测试：室外的温度，尤其是湿度对无线影响不小，因此测试的日子都选择在空气湿度小于50%、日最高气温不超过35摄氏度的天气日，且在晚上比较凉爽时段
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测试要素图示及说明
室内测试环境略图，根据装修时的布局草图修改而来。路由摆放点：客厅靠电视墙处， 电脑摆放测试点： A（客厅）  B（书房）  C（主卧）  D（次卧）四个点，墙都是混凝土墙（据说是，因为装修时能打掉的墙全打掉了）。至于每个点和路由之间的距离，根据图上的尺寸表示大概能说明问题即可（下图长度单位：毫米）

NetStumbler 4.0，无线信号测试软件（支持WiFf和 GPS的测试），国内各大IT网站测试无线网卡信号强度的常用软件，可惜已经好几年没更新了，对wifi N没有很好的支持，根据测试和使用结果的比较，可以肯定它对单块N卡的绝对值测算肯定有问题，不过作为比较用还是可行的

本篇大腕，三“大”卡： Marvell 8363   Atheros 5416   Intel 2915，前两者都是wifi abgN卡，后者是普通的T43p原装abg卡

路由TC的四种无线模式，下图下拉菜单红框部分，文中测试选取 2.4GHz WiFi N兼容B/G和 仅wifi N 5GHz两种模式

特别说明WiFi N 5GHz模式，选择“使用宽频道”后，无线的数据传输能力提升，但无线信号的覆盖范围会有所下降

NetGear路由的WiFi 仅G模式，频道11

两块wifi N卡的驱动版本，Atheros 5416的较新（08年5月20日），且是windows认证的；而Marvell8363的版本较旧（07年9月20日），且未经windows认证，可见Marvell的卡在PC上的应用不多

[ Edited by  cayman on 2008-9-13 15:05 ]
信号强度 和 连接稳定程度
此篇分三部分： 一 测量方法说明 ；   二 测试结果集合；      三 结论
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测量方法说明
两项指标同时使用NetStumbler测试，测试环境分室内和室外（室内测试点4个，室外一个点），测试组合中除Intel2915无法加入wifi N 5GHz测试外，其余测试组合均有3块网卡参与。结论重点以不同路由的各种wifi模式为分类，总共四项：TC 仅N；TC N兼容B/G；Netgear 仅G；室外  G兼容B；加上信号连接稳定程度比较。最后综合评述这三块卡的表现
重点图例说明NS的测试方法
以A点为基准，路由TC采用wifi N 仅5GHz的模式，图解M8363和A5416的NS测试界面
M卡


A卡


再来一张TC wifi N兼容B/G模式下，Intel2915的表现图，和上面的A卡的相比，信号连续程度可以看出来了吧？

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测试结果集合
测试结果均用截屏形式记录（包括信号强度，工作温度、XP系统下的无线信号强度等一并记录），图片众多，本页无法都贴上，已把主要结果都传到一个图片网站上了，有兴趣具体看的请点击下面连接：
http://s5.photobucket.com/albums/y199/caymanlee/
其中有几个子文件夹和孙文件夹，多点左上角的几个“album”都能看到
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结论
信号强度，用EXCEL把采集的所有数据制表后，计算均值，变成柱状图表，看图吧：




(特别说明：中电华通的同一片区域无线AP扎堆，在我选取的测试点可以搜索到11个AP，电脑自动选择信号最佳的连接，因此这里选择信号最佳的AP的测试数据作为依据)
信号连接稳定程度
限于篇幅，选取一个比较典型的，wifi 仅G模式下，三块网卡的表现，根据表现从上至下排列：Marvell8363   Intel2915  Athero5416

综述点评
看了这么多图，如果还没看晕的话，可以得出这么个结论：
在两块N卡中，Atheros5416信号收集强度最强，这对搜索AP最有效；Marvell8363卡信号稳定程度最好，这对传输速度的稳定最关键，对咬住弱信号AP也有重要作用；
三块卡中，Intel 2915在室内wifi G模式下信号接收强度最好（不过，XP系统下，在搜索和连接信号源时，它却无法和另外两块卡相比，这点只能通过使用经验说明了），此外，从"室外wifi B/G"的图里2915的表现，可看出其抗干扰能力较差，抑或是2915的室外信号接收能力较差
[ Edited by  cayman on 2008-8-7 14:53 ]

速度 和 带宽
关键篇——WiFi N最大的优势
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速度
测试单通道速度的方法简单，找几种不同类型的文件组合，用千兆以太网卡、百兆以太网卡、两张N卡来回传个三四次（wifi G速度太慢，此测试就不要加入了），计算个平均值，Ok
计算公式：[文件大小G x 1024M]/耗时（秒）=速度（MB/S） ， 1MB/S=8Mb/S
无线路由的信号模式：WiFi 仅N 5GHz（开启“使用宽频道”）
千兆卡、wifi N卡测试平台：T43p
百兆网卡测试平台：X24（ 1.13G 640M 5K100 100G）
文件存储平台：TimeCapsule （日立3.5’硬盘 7200rpm 1TB）
测试角度：读取速度测试，即从TC拷贝文件到测试平台上（比较符合日常使用的模式：读取频率高，写入频率低）；需要说明的是待测试的几款网卡的读取速度一般比从平台向TC拷贝文件的平均写入速度稍快，差异不大，所以此篇不比较它们的写入速度差别了。  不同网卡在读取速度和写入速度的差异比较在“小卡”里却有特例，计划在“小卡”的比较篇里再写
测速用文件：考虑到不同大小、数量、类型的文件组合的传输速度存在差别，所以选择了四种不同的文件组合
1、单个大文件：20G的TS格式视频文件
2、多个大文件：一共14.6G的各种格式视频格式，包含多个子文件夹
3、单个小文件：一个2.14G的AVI视频文件
4、多个小文件：一共2G的各种文档组合，包含多个子文件夹

开传，换卡，接着传..........记录各种传输数据后制表，绘图.....
结果如下两图：


小结：Marvell8363的传输速度相比Atheros5416有较为明显的优势，几乎和百兆网卡性能持平。因为在使用NetGear wifi G路由实施两台电脑间的局域网传输时，M卡优势依然明显，可以排除TC路由上Marvell卡与Atheros卡之间的差异性。造成这种差别的原因很有可能与M卡上固化的64M内存有关（详细请见第一篇），通过XP的任务管理器的网络传输图来看，M卡的传输曲线相比A卡更为平滑，尽管A卡的突发传输速度比M卡的高，但是在长时段不间断传输文件时，稳定和连续的速度显得更为重要
支持上面这些数据和结论的所以测试过程截图，主要部分都可以从下面连接里可以看到：
http://s5.photobucket.com/albums/y199/caymanlee/Transfer/
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带宽（MIMO，WiFi新时代）
上面讲过，目前可行的测试情景就是：一、在机器下载外网的文件进行时，再往局域网的其它地方传输文件，此时外网下载速度没有明显变化而局域网的传输速度又能接近传输极值时，MIMO就算显灵了；二、两平台之间相互读取和写入不同文件，例如T43在播放TC上的电影时，同步向TC上传送文件，此种情况下，只要不是播放高码率的高清电影，视频效果不受影响，上传速度稳定但稍微低于单通道传输速度极值
例一：下载专机X24，常年不断骑驴，需要定期把下载完成的文件转移到TC上，同时还要保证骑驴不掉。加装Atheros5416之前，平时用802.11b下载，上传文件时需要接百兆网卡。加装5416后，不用再接百兆网线，一卡搞定。 其工作一例截图：

例二：T43p的一个日常操作界面截图，图中传输的14.6G文件就是上面的“速度测试”项时用的，速度测试开始前就已经在用迅雷下载ISO文件了，但是这样非但没有拖慢双方的速度，反而使得文件传输速度更快——“任务管理器”里速度比率达到了所有测试中的极值，300Mb/s的19%

应该说，WiFi N的单通道传输速度和多通道带宽都是令人欣喜的，与wifi G相比，确实是一个质的飞跃，N使得wifi的能力真正达到了多方面实用的要求，比如无线播放高清；整硬盘数据定期无线备份等等
[ Edited by  cayman on 2008-8-7 03:40 ]
温度 和 能耗
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温度
数据采集标准：根据测试网卡的信号和速度时，以网卡工作的几种常见状态为分类，综合截屏画面时TPFancontrl对应的所有记录
所有的图片记录还是在这里：http://s5.photobucket.com/albums/y199/caymanlee/   （截屏原画面都是UXGA+的分辨率，缩成XGA+有些模糊，凑合看吧）
三块网卡的工作温度比较图如下

小结：显然，Intel2915的发热控制是最好的，而wifi N卡的温度普遍偏高，其中Marvell的常规状态下的温度比Atheros稍高，而在高频率工作时，Atheros的温度反而偏高，最高达64摄氏度
（需要说明的是，T43的MINI-PCI位置都在发热大户南桥的上面，所以网卡温度肯定偏高；另，网卡又在触摸板下面，温度偏高对常用触摸板的朋友确实不算理想，不过影响不大）
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能耗
测试说明：我们知道无线网卡的功耗都是以mW（毫瓦）为单位的，在没有找到权威软件的情况下，无法精确测试网卡在不同状态下的功率变化，AccessConnection倒是可以显示出Intel2915的功耗，但也只是个定值，而非动态显示，此外AC还无法显示出其余两块N卡的功耗定值，所以我只能选择一个最简单直接，片面测试待机功耗的方法：除网卡外，电脑所有硬件不变，系统电源方案不变（CPU最低，显卡最低功耗，亮度最低，关闭自动待机），电池满充，开机加载完所有进程后拔掉电源后开始计时，中间没有任何操作，直到电脑关机为止。如此反复，每个网卡测试至少5次，取个均值。
测试平台T43p的九芯电池信息如下，状态还不错，所以每次电源供应方面的差异应该是很微弱的：

3轮15次待机时间测试平均结果图表，以分钟为单位：

小结：出乎我意料的是，测试结果还是有差别的，反证了无线网卡确实是耗电大户。
更出乎意料的是，M卡在待机状态下居然比Intel2915更省电，尽管M卡的工作温度更高，而A卡毫无疑问地为它的高性能付出了功耗的代价。
在日常应用中，网卡的功耗也是动态变化的，上述结果只能作为其中一个参考。我的体会是，M卡的节能模式可能是分成两个级别的，“睡”得更深，这也许是它比2915更省电的原因，一旦它频繁工作起来，其耗电比2915要快，不过相比5416还是节能的。
研究下M卡的高级选项，也许下图能提供一些线索

对比看看5416的高级选项，节能模式不少，且分得很细，可惜实效不大

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总结
WiFi N大卡的工作温度、功耗是普遍高于传统ABG卡的；
Marvell8363作为一款专为无线路由设计的产品，同样适用于笔记本电脑，其在温控、能耗方面的表现优于Atheros5416
[ Edited by  cayman on 2008-8-7 16:33 ]

结论 及 说明
结论一句话：兄弟们，忘记B/G吧，上N卡
喜欢蹭网的，经常切换网络环境的，上Atheros 5416
经常上传下载的，追求速度和稳定的，上Marvell 8363
说明：请兄弟们原谅此贴拖延一个月后才放出，发帖子放结论力求客观，生怕偏颇，以至篇幅浩繁，但毕竟是个人小作坊，小打小闹，能力有限，未尽之处多多，谬误之处请兄弟们指正，有使用经验的兄弟请不吝笔墨，补充此一家之言
预告：
关于小卡：原打算一并把PCI-E“小卡”评测写入，中途却意外到手几块少有的“小卡”，考虑到大卡和小卡的测试平台硬件的差别，还有小卡在XP和VISTA系统下的表现差别巨大，因此“小卡”的比较测试需要专篇再战，这段时间空闲少，预计至少得一个月后才能出，打算作为wifi N专题的后续篇
先放张小图看看，加入了Atheros5418，在5GHz模式下测的

关于“无线灯、硬开关、软开关”：下一篇的主题，特别针对6系列机器PCI-E卡的，早期研究的办法不是一站式的，麻烦且不易入手，但是近期对BIOS的检测机理和网卡“清单”作用的研究有了进一步的突破，使得“非认证卡能用、灯亮、硬开关、非绝缘Pin20，只需刷新BIOS即可”成为可能，限于时间，目前只在T61和X60t上测试过，初步成功，有待进一步完善并需要在其它平台上测试，还得让兄弟们再等些日子