Zakaj je serijski prenos podatkov hitrejši od paralelnega prenosa podatkov?
Povezave trdega diska SATA so hitrejše od starejših priključkov trdega diska PATA in enako velja za zunanje standarde kablov, toda to je proti-intuitivno: zakaj ne bi paralelni prenos hitrejši?
Današnja seja vprašanj in odgovorov prihaja z namenom SuperUser-a, ki je del skupine Stack Exchange, ki temelji na skupnostih spletnih mest za vprašanja in odgovore.
Vprašanje
Čitalnik SuperUser Skromen je radoveden glede hitrosti prenosa podatkov vzporednih in serijskih povezav:
Intuitivno bi menili, da bi moral biti vzporedni prenos podatkov hitrejši od serijskega prenosa podatkov; vzporedno prenašate veliko bitov hkrati, medtem ko v serijskem delu delate naenkrat.
Torej, kaj naredi SATA vmesniki hitrejši od PATA, PCI-e naprave hitreje kot PCI, in serijska vrata hitreje kot vzporedno?
Čeprav je lahko razumeti, da je SATA novejši od PATA, mora obstajati bolj konkreten mehanizem na delovnem mestu kot samo starost.
Odgovor
Sodelavka SuperUser Mpy ponuja nekaj vpogleda v naravo vrst prenosa:
Ne morete ga oblikovati na ta način.
Serijski prenos je počasneje vzporednega prenosa glede na enako frekvenco signala. Z vzporednim prenosom lahko prenesete eno besedo na cikel (npr. 1 bajt = 8 bitov), vendar s serijskim prenosom le delček (npr. 1 bit).
Razlog, zakaj moderne naprave uporabljajo serijski prenos, je naslednji:
- Ne morete povečati frekvence signala za paralelno oddajanje brez omejitev, saj morajo vsi signali oddajnika prispeti do sprejemnika na istočasno. To ne more biti zagotovljeno za visoke frekvence, saj ne morete zagotoviti, da prehod signala je enaka za vse signalne linije (pomislite na različne poti na matični plošči). Višja kot je frekvenca, bolj so majhne razlike pomembne. Zato mora sprejemnik počakati, da se poravnajo vse signalne linije - očitno čakanje znižuje hitrost prenosa.
- Druga dobra točka (iz te objave) je, da je treba razmisliti preslušavanja z vzporednimi signalnimi linijami. Višja kot je frekvenca, bolj izrazita preslušava in s tem višja verjetnost poškodovane besede in potreba po njenem ponovnem prenosu. [1]
Torej, tudi če prenesete manj podatkov na cikel s serijskim prenosom, lahko greste na veliko višje frekvence, kar povzroči višjo neto stopnjo prenosa..
[1] To tudi pojasnjuje, zakaj je imel UDMA-kabli (Parallel ATA z večjo hitrostjo prenosa) dvakrat več žic kot zatiči. Vsaka druga žica je bila ozemljena, da bi zmanjšala preslušavanje.
Scott Chamberlain je ponovil Mypov odgovor in razširil ekonomiko oblikovanja:
Problem je sinhronizacija.
Ko pošljete vzporedno, morate izmeriti vse linije v istem trenutku, ko greste hitreje, se velikost okna za ta trenutek zmanjša in zmanjša, sčasoma pa lahko postane tako majhna, da se nekatere žice še vedno stabilizirajo. drugi so dokončani, preden vam zmanjka časa.
S pošiljanjem zaporednih podatkov vam ni treba več skrbeti za vse linije, ki se stabilizirajo, samo ena vrstica. Poleg tega je bolj stroškovno učinkovito, če se ena linija stabilizira 10-krat hitreje kot pri 10 linijah z enako hitrostjo.
Nekatere stvari, kot je PCI Express, naredijo najboljše iz obeh svetov, naredijo vzporedni niz serijskih povezav (16x vrata na vaši matični plošči imajo 16 serijskih povezav). S tem, da ni treba, da je vsaka vrstica v popolni sinhronizaciji z drugimi vrsticami, tako dolgo, dokler lahko krmilnik na drugem koncu preuredi "pakete" podatkov, ko pridejo z uporabo pravilnega vrstnega reda.
Stran za PCI-Express-ov How Stuff Works zelo podrobno razlaga, kako je PCI Express v zaporedju lahko hitrejši od PCI ali PCI-X vzporedno.
TL; DR Različica: Lažje je povezati eno povezavo 16-krat hitreje kot 8 povezav, ki so 2-krat hitrejši, ko pridete do zelo visokih frekvenc.
Imate kaj dodati pojasnilu? Zvok izključen v komentarjih. Želite prebrati več odgovorov drugih uporabnikov tehnologije Stack Exchange? Oglejte si celotno nit razprave tukaj.
