Mechanische Tastaturen: Marketinghype oder Wunderwaffe? Theorie, Praxis und 5 Tastaturen im Härtetest

Vorbemerkung

Bevor wir zum Vergleich PS/2 vs. USB kommen, müssen wir schnell noch auf ein paar Grundlagen eingehen, die zum besseren Verständnis notwendig sind. Wir wollen auch keine Abhandlung über den USB schreiben oder den Leser mit tiefgeistigen Technikanalysen langweilen – wir gehen bei der Analyse also nur so weit, wie es zum Verständnis unabdingbar ist. Also lesen und nicht weiterblättern!

Prellen (Bouncing) und Verzögerung (delay)

Alle Tastaturen, auch Gummi- und Kunstofftaster (“rubberdome” usw.) sind davon betroffen. Grund für das Entstehen ist die nicht 100%-ige Kontaktbeständigkeit, so dass ein extrem schnelles Öffnen-Schließen-Öffnen-Symptom entstehen kann. Deshalb baut man für die Auswertung der Schaltvorgänge eine generelle Verzögerung (delay) ein, um Mehrfachschaltfolgen zu verhindern. Je nach Qualität der Kontakte kann dies zwischen 2 und 50 ms liegen, eine gute Cherry-MX-Taste benötigt z.B. immerhin noch 5ms, um saubere Tastenanschläge zu produzieren. Allein schon diese Tastsache führt die Diskussionen um Lags und extrem hohe Abtastraten ad absurdum – eine gewisse Verzögerung wird immer benötigt. Die oft beworbenen Goldkontakte erlauben es, diese absichtlich implementierte Schaltverzögerung bei der jeweiligen Tastatur ein wenig herunter setzen zu können. Völlig aufheben lässt sich so etwas jedoch nicht. Vergoldete USB-Stecker sind hingegen absoluter Quark. Das bringt nichts und ist ein reiner Werbegag.

Was ist bitte schön NKRO?

Das, was man gern als nkey-rollover bezeichnet, ist die Fähigkeit, n-beliebig viele Tasten gleichzeitig drücken und auch im Computer registrieren zu können. Was rein technisch gesehen wiederum nur bei PS/2-Tastaturen wirklich funktioniert. Diese Fähigkeit darf nicht mit dem vielbeworbenen “Anti-Ghosting” verwechselt werden, mit dem so manche Gaming-Tastatur gern beworben wird. In diesem Fall handelt es sich um zusätzliche technische Kunstgriffe, die aber mit dem unbegrenzten Drücken unzähliger Tasten nichts zu tun haben, sondern eigentlich nur eine sehr geschickte Fehlerprävention bei einfach verdrahteten Tastaturen darstellen. Dazu im nächsten Kapitel mehr.

3KRO, 6KRO usw.

Diese kryptischen Kürzel beschreiben die Anzahl der Tasten, die gleichzeitig gedrückt werden können, bevor bei USB-Tastaturen eine “Blockade” einsetzt. Im Allgemeinen ist diese Anzahl auf 3 (3KRO) begrenzt, aber spezielle Gaming-Tastaturen werben auch mit einer erweiterten Funktionalität (oft auch fälschlicherweise als “Anti-Ghosting” bezeichnet), bei der neben 6 gleichzeitig auslösbaren Tastenklicks (6KRO) noch diverse Umschalter wie z.b. Shift, Control, Alt, AltGr usw. übermittelt werden können.

Key-Blocking, 2KRO

Hier wird seitens des Tastaturcontrollers bereits die Anzahl der Tasten begrenzt. Meistens lässt man nur 2 Tasten zu und gestattet zusätzlich nur das Drücken von Umschalt- oder Funktionstasten. In diesem Fall handelt es sich sogar nur noch um 2KRO. Dieses Restriktion stellt zudem die einfachste Anti-Ghosting-Funktion dar (siehe nächstes Kapitel).

Old school PS/2 oder USB?

Hier scheiden sich die Geister, die Marketingstrategen frohlocken und Forenthreads geraten im Handumdrehen zu wilden Catch- und Wrestlingveranstaltungen. Worum geht es bei den Diskussionen eigentlich? USB- und PS/2- sind zwei paar Schuhe, die man kaum direkt vergleichen kann. Betrachten wir zunächst das Blockschaltbild:

Wir sehen, dass der USB- und PS/2-Anschluss getrennt voneinander existieren. Warum aber schwören so viele auch heute noch auf PS/2, einen uralten IBM-Standard? Da wäre zum einen das sogenannte n-key-rollover. Das gleichzeitige Auslösen beliebig vieler Tasten ist nun mal rein technisch bedingt nur am PS/2-Anschluss möglich. Um das Problem real beurteilen zu können, muss man wiederum zwei Dinge strikt voneinander trennen: Zugriff und Transferrate.

Da USB im Polling-Modus betrieben wird, gibt es im Gegensatz zu PS/2 keine eigentlichen Interrupts für ein Gerät. Eine angeschlossene USB-Tastatur kann jedoch, wenn sie eine Aktion melden möchte, ein Interrupt-Paket bereitlegen, welches sofort nach dem Erhalt eines IN-Tokens an den Host zurückgegeben wird. Der Host antwortet darauf mit einem ACK und führt den Interrupt aus. Soll kein Interrupt ausgeführt werden, so legt die Funktion ein NAK bereit. Das Problem entsteht nun beim Auftreten sehr vieler solcher Pakete in kürzester Zeit, die durch gleichzeitige Tastatureingaben entstehen – ein echtes NKRO ist also kaum möglich. Das Polling spielt bei PS/2-Lösung hingegen keine Rolle, hier wird der Interrupt direkt angesprochen.

Theoretisch kann der USB zusätzlich noch unter Geschwindigkeitsproblemen leiden, wenn viele Geräte gleichzeitig angeschlossen sind. Wenn z.B. Drucker, Scanner und Webcam am USB hängen und gleichzeitig Daten übertragen wollen, dann wird es schon mal recht eng. Denn diese Geräte müssen sich die mögliche Bandbreite teilen. Das kann dann in wenigen Fällen zu Problemen und Fehlern führen. Betrachten wir nun die möglichen Gründe. Die Verbindung (pipe) zu einem Gerät kennt vier Arten der Datenübertragung:

– Die Kontroll-Transfers (Fehlerkorrektur)
– Bulk-Transfers (Große Datenmengen beim Scannen, Drucken, Dateikopieren, Busauslastung bis zu 100%)
– Interrupt-Transfers (z.B. Tastatur, Maus)
– Isochrone Transfers (Sprache, Video, Multimedia, Busauslastung maximal 80%)

Rein technisch wäre es zwar möglich, exklusive Bandbreitenreserven und minimalste Latenzen für die Interrupt-Transfers auf dem Bus zu garantieren, leider geben dies normale USB-Controller in dieser Form für einzelne Anschlüsse oder Geräte nicht her. Hier müsste eine spezielle Lösung entwickelt werden, die sicher nicht wirklich billig wäre und auch in keinem Verhältnis zum Aufwand stünde. Der PS/2-Anschluss ist also zumindest in der Theorie wirklich der “bessere” Anschluss, wie aber sieht es in der Praxis aus?

Seit Win32 schlängelt sich jede Tastaturinformation durch einen Wust von Ebenen und Treibern, das alte PS/2 kommuniziert weitgehend hardwarenah und damit auch direkter und schneller.Seit Win32 schlängelt sich jede Tastaturinformation durch einen Wust von Ebenen und Treibern, das alte PS/2 kommuniziert weitgehend hardwarenah und damit auch direkter und schneller.

Dem Blockschaltbild kann man ein weiteres, diesmal betriebssystembedingtes Problem entnehmen, denn die Eingaben über den USB durchlaufen wesentlich mehr Stationen als Direkteingaben über PS/2. Wird das System unter Volllast gefahren, kann dadurch theoretisch ein weiterer Flaschenhals entstehen. Kann, muss aber nicht.

Relativierung:

Trotz allem relativiert sich all dies in der Praxis wieder, denn obwohl der PS/2-Anschluss theoretisch “schneller” ist und auch das so gern beschwörte n-key-rollover bietet, sieht das Ganze am Ende doch ein wenig anders aus! Man wird kaum Drucken, während man spielt, die einzige Bremse können am USB angeschlossene Datenspeicher sein, da hier Busauslastungen bis zu 100% möglich sind. Notfalls also USB-Festplatten und Flash-Speicher einfach abziehen. Das oft beschworene Ausschalten von USB-Webcams/-Mikrofonen bringt jedoch nichts, da isochrone Transfers immer ein Transferfenster von mindestens 20% offen lassen. So viel zum Mythos Datenraten und “Input-Lags”. Verzögerungen entstehen immer, ob man es nun wünscht oder nicht. Zum Einen erzeugen ja die Tastaturen mit Absicht selbst schon Latenzen und ob am Schluss welche Tasten in welcher Menge überhaupt gleichzeitig gedrückt werden können, hängt oft genug nur von der Tastatur allein ab! Was nicht geliefert werden kann, muss man nämlich auch nicht übertragen können! Trotz PS/2 kann man also mit einer schlechten Tastatur ganz schnell und ohne sich dessen bewusst zu sein ins Hintertreffen geraten! Warum dies so ist, das erklären wir im nächsten Kapitel anhand einfacher Beispiele und entzaubern so auch den einen oder anderen hartnäckigen Mythos des Anti-Ghostings.

Zwischenfazit

Mit PS/2 ist es wie mit einer teuren Luxus-Uhr. PS/2 ist ein schönes Feature, aber man kann eigentlich auch darauf verzichten. Wer vor der Wahl steht und eine sehr aufwändig verschaltete Tastatur besitzt (siehe nächstes Kapitel), kann auch heute noch gern auf den PS/2-Anschluss setzen, selbst wenn manch aktuelle Boards mit PS/2-Tastaturen auf Kriegsfuß stehen. Ansonsten gilt aber eines ganz sicher: USB tut es auch und oft genug genauso gut. Denn wenn wir mal ganz ehrlich zu uns selbst sind: wer drückt schon 6 oder mehr Tasten gleichzeitig und besitzt zudem eine Tastatur, die den tollen PS/2-Vorteil wirklich nutzen könnte?

Ebenfalls interessant...