Framework 的 10G 以太网模块暴露了 USB-C 的复杂性

背景

近年来，WisdPi 一直在开发针对 Framework 电脑的 5 Gbps 和 10 Gbps 以太网适配器。这些适配器通常采用较新的 Realtek（瑞昱）以太网芯片，但在 Linux 系统下偶尔会出现性能异常或 quirks（怪癖）。

近期，作者测试了 WisdPi 推出的新款 10G 以太网扩展卡（Expansion Card）。该卡设计用于插入 Framework 电脑的任何可用扩展插槽，包括 Framework Desktop（台式机）。然而，由于 Framework 的扩展卡通过 USB-C 接口与主板连接，这种连接方式引入了复杂的带宽限制问题，导致实际性能往往达不到标称值。

核心内容

带宽瓶颈与协议复杂性

测试的核心问题在于 USB-C 的带宽复杂性，特别是当搭配 Realtek RTL8159 以太网控制器时。该控制器需要 USB 3.2 Gen 2x2（20 Gbps）接口才能跑满其标称的 10 Gbps 速度。

在大多数 Framework 笔记本电脑上，用户实际获得的吞吐量远低于 10 Gbps，实测最高仅为 9.4 Gbps。

• Framework 13 (AMD Ryzen AI 5 340)：

  • 在 Windows 11 上，平均带宽约为 9.4 Gbps。
  • 在 Linux 上表现更差。这令人惊讶，因为 Framework 官方文档指出该笔记本的端口 1 和端口 3 应支持 USB 3.2 Gen 2x2。
  • 然而，RTL8159 芯片在大多数 USB4 以及所有 USB 3.2 Gen 2x1 连接上都会遇到瓶颈，将带宽限制在 8 Gbps 以下。

• Framework 12 (Intel 13th Gen 移动端 CPU)：

  • 尽管 CPU 较慢，但该机型确实如文档所述支持 USB 3.2 Gen 2x2 速度，理论上应接近 10 Gbps。
  • Linux 测试困境：通过 lsusb 查看，端口显示为 20000 Mbps (20 Gbps)，但使用 iperf3 测试时仅能达到 7 Gbps。作者尝试下载并编译 Realtek 驱动程序，但在 Ubuntu 26.04（内核版本 7.x）上编译失败，推测是因为该发行版的 Linux 内核过新，导致驱动不兼容。
  • Windows 测试：使用 USB Tree Viewer 确认端口显示为 Gen 2x2 后，使用内置驱动测试，iperf3 结果与 Linux 相同（约 7 Gbps）。但在安装 Realtek 官方驱动后，最终获得了预期的 9.4+ Gbps 速度。

散热问题与安全隐患

在进行双向传输测试时，作者获得了约 9 Gbps 的上行速度和 4-5 Gbps 的下行速度，但模块随后出现了严重的过热问题。

• 温度数据：使用热成像仪检测，模块底部塑料表面的温度接近 70°C。
• 健康风险：虽然 70°C 不会造成立即接触性烧伤，但足以引发“烤焦皮肤综合征”（Toasted Skin Syndrome）。作者回忆起早期 MacBook Pro 曾出现过类似让用户腿部留下印记的问题。
• 厂商回应：WisdPi 表示，该塑料表面温度符合 IEC 62368-1 温度安全标准。只要皮肤接触表面不超过 10 秒，即为安全。
• 实际使用场景：作者指出，这毕竟是一台笔记本电脑，且他经常将其放在腿上使用（甚至是在沙发上写这篇文章）。此外，该模块从笔记本电脑延伸出几厘米，使用电脑包或内胆包时必须将其移除。

购买建议

基于测试结果，作者整理了不同 Framework 电脑的最佳性能场景图表，并给出以下建议：

1. 普通用户：推荐购买普通的 2.5 Gbps 以太网扩展卡，价格约为 40 美元，足以满足大多数需求。
2. 高性能需求用户：如果确实需要更快速度，且不想使用外部 USB-C 转接器（dongle），才考虑购买价格为 99 美元的 WisdPi 10G 扩展卡。
3. 现状：截至文章撰写时，该 10G 卡片处于缺货状态。

注：测试用的设备由 WisdPi 提供用于测试和评测。

关键要点

• USB-C 带宽并非万能：Framework 扩展卡依赖 USB-C 连接，但 USB-C 接口的版本（Gen 2x1 vs Gen 2x2）直接决定了能否跑满 10G 以太网的速度。
• 芯片驱动兼容性至关重要：Realtek RTL8159 芯片对 USB 带宽要求极高。在 Linux 环境下，由于内核版本过新（如 Ubuntu 26.04 的 7.x 内核），官方驱动可能无法编译或正常工作，导致性能大幅缩水。
• Windows 驱动优势：在 Windows 11 上，安装 Realtek 官方驱动可以解决带宽瓶颈问题，达到接近 10 Gbps 的性能；而 Linux 下即使端口协商正确，也可能因驱动问题受限。
• 严重的散热隐患：10G 模块在高负载下会产生高达 70°C 的表面温度，存在引发“烤焦皮肤综合征”的风险，不适合长时间放在腿上使用。
• 性价比考量：对于绝大多数用户，40 美元的 2.5 Gbps 扩展卡是更稳妥、更安全的选择；10G 扩展卡仅适合有特定高速内网需求且能接受散热问题的进阶用户。

意义与影响

这篇评测揭示了模块化电脑（Modular PCs）在追求高性能扩展时面临的现实挑战。虽然 Framework 等品牌通过模块化设计提供了灵活性，但底层接口（如 USB-C）的带宽限制和协议复杂性往往被普通用户忽视。

1. 对用户的启示：在购买高性能扩展配件时，不能仅看标称速度，必须深入考察主机接口的具体规格（如 USB 版本）以及操作系统下的驱动支持情况。Linux 用户在使用此类硬件时可能需要面临更多的调试工作和驱动兼容性风险。
2. 对硬件设计的反思：厂商在推出高功耗、高速率的扩展模块时，必须充分考虑散热设计及其对人体工学的影响。70°C 的表面温度虽然符合工业安全标准，但对于贴身使用的笔记本电脑而言，是一个显著的用户体验缺陷。
3. 市场定位：10G 以太网模块目前仍属于小众高端需求。随着 USB-C 标准的普及和驱动生态的完善，未来此类模块的性能稳定性有望提升，但在当前阶段，它更多是极客玩家的玩具，而非大众消费者的必需品。