Γιατί η μετάδοση σειριακών δεδομένων είναι ταχύτερη από τη μετάδοση παράλληλων δεδομένων;
Οι συνδέσεις σκληρού δίσκου SATA είναι ταχύτερες από τις παλαιότερες συνδέσεις σκληρών δίσκων PATA και το ίδιο μπορεί να ειπωθεί για τα πρότυπα εξωτερικής καλωδίωσης, αλλά αυτό είναι αντίθετο-διαισθητικό: γιατί η παράλληλη μετάδοση δεν θα ήταν ταχύτερη?
Η σημερινή συνάντηση ερωτήσεων και απαντήσεων έρχεται σε επαφή με το SuperUser - μια υποδιαίρεση του Stack Exchange, μια κοινότητα που κατευθύνεται από τους ιστότοπους ερωτήσεων & απαντήσεων.
Το ερώτημα
Ο αναγνώστης SuperUser Modest είναι περίεργος για τις ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων των παράλληλων και σειριακών συνδέσεων:
Διαισθητικά, νομίζετε ότι η παράλληλη μετάδοση δεδομένων θα πρέπει να είναι ταχύτερη από τη μετάδοση σειριακών δεδομένων. παράλληλα μεταφέρετε πολλά μπιτ ταυτοχρόνως, ενώ σε σειρά κάνετε ένα bit κάθε φορά.
Επομένως, αυτό που καθιστά τις διεπαφές SATA ταχύτερες από τις συσκευές PATA, PCI-e ταχύτερα από την PCI και τις σειριακές θύρες ταχύτερα από παράλληλα?
Ενώ είναι εύκολο να πέσει κανείς στο σκεπτικό ότι το SATA είναι νεότερο από το PATA, πρέπει να υπάρξει ένας πιο συγκεκριμένος μηχανισμός στην εργασία απ 'ό, τι η ηλικία.
Η απάντηση
Ο συνδρομητής του SuperUser Mpy προσφέρει κάποια εικόνα για τη φύση των τύπων μετάδοσης:
Δεν μπορείτε να το διατυπώσετε με αυτόν τον τρόπο.
Η σειριακή μετάδοση είναι βραδύτερη παρά παράλληλη μετάδοση δεδομένης της ίδια συχνότητα σήματος. Με παράλληλη μετάδοση μπορείτε να μεταφέρετε μία λέξη ανά κύκλο (π.χ. 1 byte = 8 bits) αλλά με μια σειριακή μετάδοση μόνο ένα κλάσμα (π.χ. 1 bit).
Ο λόγος για τον οποίο οι σύγχρονες συσκευές χρησιμοποιούν τη σειριακή μετάδοση είναι οι εξής:
- Δεν μπορείτε να αυξήσετε τη συχνότητα σήματος για μια παράλληλη μετάδοση χωρίς περιορισμό, επειδή, κατά το σχεδιασμό, όλα τα σήματα από τον πομπό πρέπει να φθάσουν στον δέκτη στο την ίδια ώρα. Αυτό δεν μπορεί να διασφαλιστεί για τις υψηλές συχνότητες, καθώς δεν μπορείτε να εγγυηθούμε ότι το χρόνος διέλευσης σήματος είναι ίση για όλες τις γραμμές σήματος (σκεφτείτε διαφορετικές διαδρομές στην κεντρική πλακέτα). Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο μικρές διαφορές έχουν σημασία. Ως εκ τούτου, ο δέκτης πρέπει να περιμένει μέχρι να εγκατασταθούν όλες οι γραμμές σήματος - προφανώς, η αναμονή μειώνει την ταχύτητα μεταφοράς.
- Ένα άλλο καλό σημείο (από αυτό το post) είναι ότι κάποιος πρέπει να εξετάσει στιχομυθία με παράλληλες γραμμές σήματος. Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο πιο έντονη γίνεται διάβρωση και με αυτό τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα μιας αλλοιωμένης λέξης και η ανάγκη να την αναμεταδώσετε ξανά. [1]
Έτσι, ακόμα κι αν μεταφέρετε λιγότερα δεδομένα ανά κύκλο με σειριακή μετάδοση, μπορείτε να πάτε σε πολύ υψηλότερες συχνότητες που οδηγούν σε υψηλότερο καθαρό ρυθμό μετάδοσης.
[1] Αυτό εξηγεί επίσης γιατί τα καλώδια UDMA (παράλληλο ATA με αυξημένη ταχύτητα μεταφοράς) είχαν διπλάσια καλώδια με καρφίτσες. Κάθε δεύτερο σύρμα ήταν γειωμένο για να μειώσει τη διάβρωση.
Ο Scott Chamberlain αντανακλά την απάντηση του Myp και επεκτείνει τα οικονομικά του σχεδιασμού:
Το πρόβλημα είναι ο συγχρονισμός.
Όταν στέλνετε παράλληλα πρέπει να μετρήσετε όλες τις γραμμές στην ίδια ακριβώς στιγμή, καθώς πηγαίνετε γρηγορότερα το μέγεθος του παραθύρου για εκείνη τη στιγμή γίνεται μικρότερο και μικρότερο, τελικά μπορεί να γίνει τόσο μικρό ώστε κάποια από τα καλώδια μπορεί ακόμα να σταθεροποιηθούν ενώ άλλα τελειώνουν πριν τελειώσει ο χρόνος.
Με την αποστολή σε σειρά δεν χρειάζεται πλέον να ανησυχείτε για όλες τις γραμμές σταθεροποίησης, μόνο μία γραμμή. Και είναι πιο αποδοτικό από πλευράς κόστους να κάνουμε μια γραμμή να σταθεροποιείται 10 φορές γρηγορότερα από την προσθήκη 10 γραμμών με την ίδια ταχύτητα.
Μερικά πράγματα όπως η PCI Express κάνουν το καλύτερο και των δύο κόσμων, κάνουν ένα παράλληλο σύνολο σειριακών συνδέσεων (η θύρα 16x στη μητρική πλακέτα σας έχει 16 σειριακές συνδέσεις). Κάνοντας αυτό, κάθε γραμμή δεν χρειάζεται να είναι σε τέλειο συγχρονισμό με τις άλλες γραμμές, αρκεί ο ελεγκτής στο άλλο άκρο να μπορεί να αναδιατάξει τα "πακέτα" των δεδομένων καθώς εισέρχονται χρησιμοποιώντας τη σωστή σειρά.
Η σελίδα How Works Works for PCI-Express κάνει μια πολύ καλή εξάσκηση σε βάθος για το πώς η PCI Express σε σειριακό επίπεδο μπορεί να είναι ταχύτερη από PCI ή PCI-X παράλληλα.
TL · DR Έκδοση: Είναι ευκολότερο να κάνετε μία σύνδεση πάει 16 φορές γρηγορότερη από 8 συνδέσεις πηγαίνουν 2 φορές πιο γρήγορα μόλις φτάσετε σε πολύ υψηλές συχνότητες.
Έχετε κάτι να προσθέσετε στην εξήγηση; Απενεργοποιήστε τα σχόλια. Θέλετε να διαβάσετε περισσότερες απαντήσεις από άλλους τεχνολογικούς χρήστες Stack Exchange; Δείτε το πλήρες νήμα συζήτησης εδώ.
