Miksi sarjaliikenteen tiedonsiirto on nopeampaa kuin rinnakkaiset tiedonsiirrot?
SATA-kiintolevyyhteydet ovat nopeampia kuin vanhemmat PATA-kiintolevyyhteydet, ja sama voidaan sanoa ulkoisista kaapelointistandardeista, mutta tämä on intuitiivinen: miksi rinnakkaislähetys ei olisi nopeampaa?
Nykypäivän Kysymys- ja vastaus -istunto tulee meille suotuisasti SuperUserin - Stack Exchange -alueen, yhteisöpohjaisen Q & A-sivustojen ryhmittymän - kautta..
Kysymys
SuperUser-lukija Modest on kiinnostunut rinnakkaisten ja sarjaliitäntöjen tiedonsiirtonopeuksista:
Intuitiivisesti luulisi, että rinnakkaisen tiedonsiirron pitäisi olla nopeampaa kuin sarjaliikennettä; rinnakkain siirrät useita bittejä samaan aikaan, kun taas sarjaliitännässä teet yhden bitin kerrallaan.
Joten mikä tekee SATA: sta nopeammin kuin PATA, PCI-e-laitteet nopeammin kuin PCI ja sarjaportit nopeammin kuin rinnakkaiset?
Vaikka SATA on helpompi sisällyttää siihen, että SATA on uudempi kuin PATA, on käytettävä konkreettisempaa mekanismia kuin vain ikä.
Vastaus
SuperUser-avustaja Mpy tarjoaa jonkin verran tietoa lähetystyyppien luonteesta:
Et voi muotoilla sitä tällä tavalla.
Sarjaliikenne on hitaammin kuin rinnakkaislähetys sama signaali taajuus. Rinnakkaislähetyksellä voit siirtää yhden sanan sykliä kohti (esim. 1 tavu = 8 bittiä), mutta sarjasiirto on vain murto-osa siitä (esim. 1 bitti).
Syy, miksi modernit laitteet käyttävät sarjaliikennettä, ovat seuraavat:
- Et voi lisätä signaalitaajuutta rinnakkaiseen siirtoon ilman rajoitusta, koska kaikki lähettimen signaalit täytyy suunnitella saapua vastaanottimeen osoitteessa samaan aikaan. Tätä ei voida taata korkeilla taajuuksilla, koska et voi taata, että signaalin kuljetusaika on sama kaikille signaalilinjoille (ajattele eri reittejä emolevyllä). Mitä suurempi taajuus, sitä pienemmät erot ovat tärkeitä. Tällöin vastaanottimen on odotettava, kunnes kaikki signaalilinjat on asetettu - ilmeisesti odotus alentaa siirtonopeutta.
- Toinen hyvä kohta (tästä postista) on, että on harkittava ylikuulumisen rinnakkaiset signaalilinjat. Mitä suurempi taajuus, sitä selkeämpi risteys tulee ja sitä korkeampi on vioittuneen sanan todennäköisyys ja tarve lähettää se uudelleen. [1]
Joten vaikka siirrät vähemmän tietoja per jakso sarjaliikenteellä, voit siirtyä paljon korkeammille taajuuksille, mikä johtaa korkeampaan siirtonopeuteen.
[1] Tämä selittää myös, miksi UDMA-kaapeleilla (Parallel ATA, jossa oli suurempi siirtonopeus) oli kaksi kertaa enemmän johtoja kuin nastoilla. Jokainen toinen johto oli maadoitettu ristikkäisyyden vähentämiseksi.
Scott Chamberlain toistaa Myp: n vastauksen ja laajenee muotoilun taloudelle:
Ongelma on synkronointi.
Kun lähetät rinnakkain, sinun on mitattava kaikki linjat samaan aikaan, kun mennä nopeammin, sillä ikkunan koko pienenee ja pienenee, lopulta se voi saada niin pienen, että jotkin johdot saattavat silti vakautua kun taas toiset ovat valmiita ennen kuin aika loppui.
Lähettämällä sarjaa sinun ei tarvitse enää huolehtia kaikista linjoista, jotka ovat vakauttavia, vain yksi rivi. Ja se on kustannustehokkaampaa yhden rivin vakauttamiseksi 10 kertaa nopeammin kuin lisätä 10 riviä samalla nopeudella.
Jotkut asiat, kuten PCI Express, tekevät molempien maailmojen parhaat puolet, ne tekevät rinnakkain sarja sarjayhteyksiä (emolevyn 16x-portissa on 16 sarjaliitäntää). Näin jokaisen rivin ei tarvitse olla täydellisessä synkronoinnissa muiden linjojen kanssa, niin kauan kuin ohjain toisessa päässä voi järjestää tietojen "paketit", kun ne tulevat käyttämään oikeaa järjestystä.
PCI-Expressin How Stuff Works -sivu tekee erittäin hyvän selvityksen perusteellisesti siitä, miten PCI Express -sarja voi olla nopeampi kuin PCI tai PCI-X rinnakkain.
TL; DR-versio: Yhden yhteyden muodostaminen on helpompaa 16 kertaa nopeammin kuin 8 liitäntää 2 kertaa nopeammin, kun saat erittäin korkeat taajuudet.
Onko jotain lisättävää selitykseen? Ääni pois kommenteista. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-savvy Stack Exchange -käyttäjiltä? Tutustu koko keskusteluketjuun täällä.
