Pourquoi la transmission de données en série est-elle plus rapide que la transmission de données en parallèle?
Les connexions de disque dur SATA sont plus rapides que les anciennes connexions de disque dur PATA et on peut en dire autant des normes de câblage externe, mais ceci est contre-intuitif: pourquoi la transmission en parallèle ne serait-elle pas plus rapide??
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La question
Le lecteur SuperUser Modest s’interroge sur les taux de transfert de données des connexions parallèles et série:
Intuitivement, on pourrait penser que la transmission parallèle de données devrait être plus rapide que la transmission série de données; en parallèle, vous transférez plusieurs bits en même temps, alors qu'en série, vous ne faites que bit par bit.
Alors, qu'est-ce qui rend les interfaces SATA plus rapides que les périphériques PATA, PCI-e plus rapides que les ports PCI et les ports série plus rapides que les interfaces parallèles??
S'il est facile de tomber dans le raisonnement selon lequel SATA est plus récent que PATA, il doit exister un mécanisme plus concret à l'œuvre que le simple vieillissement..
La réponse
Le contributeur de SuperUser, Mpy, donne un aperçu de la nature des types de transmission:
Vous ne pouvez pas le formuler de cette façon.
La transmission en série est Ralentissez que la transmission parallèle étant donné la même fréquence de signal. Avec une transmission parallèle, vous pouvez transférer un mot par cycle (par exemple, 1 octet = 8 bits), mais avec une transmission en série, seulement une fraction de celui-ci (par exemple, 1 bit)..
La raison pour laquelle les appareils modernes utilisent la transmission série est la suivante:
- Vous ne pouvez pas augmenter la fréquence du signal pour une transmission en parallèle sans limite, car, par conception, tous les signaux de l'émetteur doivent arriver au récepteur à le même temps. Cela ne peut pas être garanti pour les hautes fréquences, car vous ne pouvez pas garantir que le temps de transit du signal est égal pour toutes les lignes de signal (pensez à des chemins différents sur la carte mère). Plus la fréquence est élevée, plus les différences sont minimes. Par conséquent, le récepteur doit attendre que toutes les lignes de signal soient réglées - évidemment, attendre réduit le taux de transfert..
- Un autre point positif (tiré de ce post) est qu’il faut prendre en compte diaphonie avec des lignes de signal parallèles. Plus la fréquence est élevée, plus la diaphonie est prononcée et, avec elle, plus la probabilité qu'un mot soit corrompu et la nécessité de le retransmettre. [1]
Ainsi, même si vous transférez moins de données par cycle avec une transmission série, vous pouvez utiliser des fréquences beaucoup plus élevées, ce qui entraîne un taux de transfert net plus élevé..
[1] Cela explique également pourquoi les câbles UDMA (ATA parallèle avec une vitesse de transfert accrue) ont deux fois plus de fils que de broches. Un fil sur deux a été mis à la terre pour réduire la diaphonie.
Scott Chamberlain fait écho à la réponse de Myp et développe les aspects économiques du design:
Le problème est la synchronisation.
Lorsque vous envoyez en parallèle, vous devez mesurer toutes les lignes exactement au même moment, à mesure que vous avancez plus vite, la taille de la fenêtre devient de plus en plus petite. Finalement, elle peut devenir si petite que certains des fils peuvent encore se stabiliser. tandis que d'autres sont terminés avant que vous n'ayez manqué de temps.
En envoyant en série, vous n'avez plus besoin de vous inquiéter de la stabilisation de toutes les lignes, mais d'une seule ligne. Et il est plus rentable de stabiliser une ligne 10 fois plus rapidement que d’ajouter 10 lignes à la même vitesse..
Certaines choses comme PCI Express font le meilleur des deux mondes, elles établissent un ensemble de connexions série parallèles (le port 16x de votre carte mère dispose de 16 connexions série). En faisant cela, chaque ligne n'a pas besoin d'être parfaitement synchronisée avec les autres lignes, aussi longtemps que le contrôleur à l'autre extrémité peut réorganiser les «paquets» de données au fur et à mesure qu'ils arrivent dans le bon ordre..
La page "Comment ça marche" pour PCI-Express explique en détail comment le PCI Express en série peut être plus rapide que le PCI ou le PCI-X en parallèle.
Version TL; DR: Il est plus facile d'effectuer une seule connexion 16 fois plus rapidement que 8 connexions 2 fois plus rapide une fois que vous avez atteint les très hautes fréquences.
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