Miks on järjestikuste andmete edastamine kiirem kui paralleelne andmeedastus?
SATA kõvaketta ühendused on kiiremad kui vanemad PATA kõvaketta ühendused ja sama võib öelda ka kaablite väliste standardite kohta, kuid see on intuitiivne: miks ei oleks paralleelne edastamine kiirem?
Tänane küsimuste ja vastuste seanss saabub meiega kohtades, kus on SuperUser-Stack Exchange'i alajaotis, kogukondlikult juhitav Q&A veebisaitide rühmitus.
Küsimus
SuperUser-lugeja Modest on uudishimulik paralleel- ja seeriaühenduste andmeedastuskiiruste suhtes:
Intuitiivselt arvate, et paralleelne andmeedastus peaks olema kiirem kui seeriaandmete edastamine; paralleelselt saadate samal ajal palju bitte, samal ajal kui järjestikuses teete korraga ühe bitiga.
Niisiis, mis teeb SATA-liidese kiiremaks kui PATA, PCI-e-seadmed kiiremini kui PCI ja jadapordid kiiremad kui paralleelsed?
Kuigi SATA on PATA-ga võrreldes uuem kui põhjendatud, peab töötamine olema konkreetsem kui vaid vanus..
Vastus
SuperUser'i toetaja Mpy pakub mõningast ülevaadet edastustüüpide olemusest:
Te ei saa seda sel viisil sõnastada.
Seeriaviisiline edastamine on aeglasemalt kui paralleelne edastamine sama signaali sagedus. Paralleelülekandega saate edastada ühe sõna tsükli kohta (nt 1 bait = 8 bitti), kuid seerianumber on ainult murdosa sellest (nt 1 bit).
Põhjus, miks kaasaegsed seadmed kasutavad seeriaülekandeid, on järgmised:
- Piiranguteta paralleelülekande jaoks ei saa signaali sagedust suurendada, sest konstruktsiooni järgi peavad kõik saatja signaalid jõudma vastuvõtja juurde samal ajal. Seda ei saa garanteerida kõrgete sageduste puhul, sest te ei saa garanteerida, et signaali transiidi aeg on võrdne kõigi signaaliliinide puhul (mõelge erinevatele alustele). Mida suurem on sagedus, seda väiksemad on erinevused. Seega peab vastuvõtja ootama, kuni kõik signaaliliinid on lahendatud - ilmselt alandab ootamine ülekande kiirust.
- Teine hea punkt (sellest ametikohast) on see, et tuleb arvestada ülekuulamine paralleelsete signaalliinidega. Mida kõrgem on sagedus, seda suurem on kõnekäik ja seda suurem on rikutud sõna tõenäosus ja vajadus seda uuesti edastada. [1]
Niisiis, isegi kui sa saadad tsükliga vähem andmeid järjestikse ülekandega, võite minna palju kõrgematele sagedustele, mille tulemuseks on suurem ülekandekiirus.
[1] See selgitab ka seda, miks UDMA-kaablitel (paralleelne ATA koos suurenenud ülekandekiirusega) oli kaks korda rohkem juhtmeid kui tihvtidel. Iga teine traat oli maandatud, et vähendada läbipääsu.
Scott Chamberlain kordab Myp'i vastust ja laieneb disaini majandusele:
Probleem on sünkroniseerimine.
Kui saadate paralleelselt, peate mõõtma kõiki ridu täpselt samal hetkel, kui lähete kiiremini, kui akna suurus selle hetkega muutub väiksemaks ja väiksemaks, lõpuks võib see nii väike olla, et mõned juhtmed võivad endiselt stabiliseeruda samal ajal kui teised on aegunud.
Seerianumbri saatmisega ei pea te enam muretsema kõigi liinide stabiliseerimise pärast, vaid üks rida. Ja kulutasuvam on ühe rea stabiliseerimine 10 korda kiirem kui lisada 10 rida sama kiirusega.
Mõned asjad, nagu PCI Express, teevad mõlema maailma parimat, nad teevad paralleelset seeriaühendust (16-kordne port oma emaplaadil on 16 seeriaühendust). Seda tehes ei pea iga rida teiste ridadega täiuslikult sünkroniseeruma, niikaua kui teisel otsal olev kontroller saab andmete „pakette” ümber paigutada, kui nad kasutavad õiget järjekorda.
PCI-Expressi teoste lehekülje How Stuff Works selgitab põhjalikult, kuidas PCI Express seeriaviisil võib paralleelselt olla kiirem kui PCI või PCI-X.
TL; DR versioon: Ühekordne ühendus on lihtsam 16 korda kiiremini kui 8 ühendust 2 korda kiiremini, kui saad väga kõrgeid sagedusi.
Kas teil on midagi lisada selgitusele? Hääletage kommentaarides. Kas soovite lugeda rohkem vastuseid teistelt tech-savvy Stack Exchange'i kasutajatelt? Vaadake siin täielikku arutelu lõiku.
