Zašto je serijski prijenos podataka brži od paralelnog prijenosa podataka?
Priključci SATA tvrdih diskova brži su od starijih priključaka PATA tvrdih diskova, a isto se može reći i za vanjske standarde kabliranja, ali to je protu-intuitivno: zašto paralelni prijenos ne bi bio brži?
Današnja sesija pitanja i odgovora dolazi nam ljubaznošću SuperUser-a, podjele Stack Exchangea, grupiranja web-lokacija za pitanja i odgovore u zajednici.
Pitanje
Čitač SuperUser Modest je znatiželjan o brzinama prijenosa podataka paralelnih i serijskih veza:
Intuitivno bi pomislili da bi paralelni prijenos podataka trebao biti brži od serijskog prijenosa podataka; paralelno prenosite mnogo bitova u isto vrijeme, dok u serijskom radite jedan po jedan.
Dakle, ono što čini SATA sučelja brže od PATA, PCI-e uređaji brži od PCI, a serijski portovi brži od paralelnih?
Iako je lako upasti u zaključak da je SATA noviji od PATA-e, mora postojati konkretniji mehanizam na poslu nego samo starost.
Odgovor
Doprinositelj SuperUser Mpy nudi uvid u prirodu vrsta prijenosa:
Ne možete to formulirati na ovaj način.
Serijski prijenos je sporije nego paralelni prijenos s obzirom na frekvencije istog signala. S paralelnim prijenosom možete prenijeti jednu riječ po ciklusu (npr. 1 bajt = 8 bita), ali uz serijski prijenos samo djelić (npr. 1 bita).
Razlog zbog kojeg moderni uređaji koriste serijski prijenos je sljedeći:
- Ne možete povećati frekvenciju signala za paralelni prijenos bez ograničenja, jer, prema projektu, svi signali od odašiljača moraju stići na prijemnik na u isto vrijeme. To se ne može jamčiti za visoke frekvencije, jer ne možete jamčiti da će vrijeme prijenosa signala jednaka je za sve signalne linije (razmislite o različitim putovima na matičnoj ploči). Što je veća učestalost, to su manje razlike. Stoga prijamnik mora pričekati da se sve signalne linije smire - očito, čekanje snižava brzinu prijenosa.
- Još jedna dobra točka (iz ovog posta) je da treba razmotriti preslušavanja s paralelnim signalnim vodovima. Što je veća učestalost, to su naglašeniji preslušavanja, a time i veća vjerojatnost oštećene riječi i potreba za njenom ponovnom slanjem. [1]
Dakle, čak i ako prenosite manje podataka po ciklusu serijskim prijenosom, možete ići na mnogo veće frekvencije što rezultira višom stopom neto prijenosa..
[1] To također objašnjava zašto su UDMA-kablovi (Paralelna ATA s povećanom brzinom prijenosa) imali dvostruko više žica od igala. Svaka druga žica bila je uzemljena kako bi se smanjilo preslušavanje.
Scott Chamberlain ponavlja Mypov odgovor i proširuje ekonomiju dizajna:
Problem je u sinkronizaciji.
Kada šaljete paralelno morate izmjeriti sve linije u istom trenutku, dok idete brže veličina prozora za taj trenutak postaje sve manja i manja, na kraju može postati toliko mala da se neke žice i dalje stabiliziraju dok su drugi gotovi prije nego što vam ponestane vremena.
Slanjem serijskog broja više se ne morate brinuti o svim linijama koje se stabiliziraju, samo jedan redak. A troškovno je učinkovitije da se jedna linija stabilizira 10 puta brže nego da se doda 10 linija istom brzinom.
Neke stvari kao što je PCI Express čine najbolje od oba svijeta, rade paralelni set serijskih veza (16x priključak na matičnoj ploči ima 16 serijskih priključaka). Čineći to, svaki redak ne mora biti u savršenoj sinkronizaciji s drugim linijama, sve dok kontroler na drugom kraju može promijeniti redoslijed "paketa" podataka kako dolaze u ispravnom redoslijedu..
Stranica "Stvari radi za PCI-Express" detaljno objašnjava kako PCI Express serijski može biti brži od PCI ili PCI-X paralelno.
TL; DR verzija: Lakše je napraviti jednu vezu ići 16 puta brže od 8 veza ići 2 puta brže kada dođete do vrlo visokih frekvencija.
Imate li što dodati objašnjenju? Zvuk isključen u komentarima. Želite li pročitati više odgovora od drugih tehničkih korisnika Stack Exchangea? Pogledajte cjelokupnu temu za raspravu ovdje.
