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Pourquoi la transmission de données série est-elle plus rapide que la transmission de données parallèle?

Les connexions de disque dur SATA sont plus rapides que les anciennes connexions de disque dur PATA et il en va de même pour les normes de câblage externe, mais cela est contre-intuitif: pourquoi la transmission parallèle ne serait-elle pas plus rapide?

La question

Le lecteur SuperUser Modest est curieux de connaître les taux de transfert de données des connexions parallèles et série:

Intuitivement, vous penseriez que la transmission de données parallèle devrait être plus rapide que la transmission de données série; en parallèle, vous transférez plusieurs bits en même temps, alors qu’en série vous faites un bit à la fois.

Alors, qu’est-ce qui rend les interfaces SATA plus rapides que PATA, les périphériques PCI-e plus rapides que PCI et les ports série plus rapides que parallèles?

S’il est facile de tomber dans le raisonnement selon lequel SATA est plus récent que PATA, il doit y avoir un mécanisme plus concret à l’œuvre que le simple âge.

La réponse

Le contributeur SuperUser Mpy offre un aperçu de la nature des types de transmission:

Vous ne pouvez pas le formuler de cette façon.

La transmission série est une transmission parallèle étant donné le. Avec une transmission parallèle, vous pouvez transférer un mot par cycle (par exemple 1 octet = 8 bits) mais avec une transmission 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 parallèle sans limite, car, par conception, tous les signaux de l’émetteur doivent arriver au récepteur à. Cela ne peut pas être garanti pour les fréquences élevées, car vous ne pouvez pas garantir que le temps de transit du signal est égal pour toutes les lignes de signal (pensez aux différents chemins sur la carte mère). Plus la fréquence est élevée, plus les différences minimes sont importantes. Par conséquent, le récepteur doit attendre que toutes les lignes de signal soient réglées – évidemment, l’attente réduit le taux de transfert.
  • Un autre bon point (de ce post) est qu’il faut considérer diaphonie avec des lignes de signaux parallèles. Plus la fréquence est élevée, plus la diaphonie est prononcée et avec elle plus la probabilité d’un mot corrompu et la nécessité de le retransmettre sont élevées. [1]

Ainsi, même si vous transférez moins de données par cycle avec une transmission série, vous pouvez passer à des fréquences beaucoup plus élevées, ce qui se traduit par un taux de transfert net plus élevé.

[1] Cela explique aussi pourquoi Câbles UDMA (Parallèle ATA avec une vitesse de transfert accrue) avait deux fois plus de fils que de broches. Un fil sur deux était mis à la terre pour réduire la diaphonie.

Scott Chamberlain fait écho à la réponse de Myp et développe l’économie 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 allez plus vite, la taille de la fenêtre pour ce moment devient de plus en plus petite, éventuellement 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 à vous soucier de la stabilisation de toutes les lignes, 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, ils font un ensemble parallèle de connexions série (le port 16x de votre carte mère a 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 en utilisant le bon ordre.

Le Comment fonctionne la page pour PCI-Express fait une très bonne explication en profondeur sur la façon dont PCI Express en série peut être plus rapide que PCI ou PCI-X en parallèle.

TL; Version DR: Il est plus facile de faire une seule connexion aller 16 fois plus vite que 8 connexions aller 2 fois plus vite une fois que vous arrivez à des fréquences très élevées.

Avez-vous quelque chose à ajouter à l’explication? Sonnez dans les commentaires. Vous voulez lire plus de réponses d’autres utilisateurs de Stack Exchange férus de technologie? Consultez le fil de discussion complet ici.

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