¿Por qué la transmisión de datos en serie es más rápida que la transmisión de datos en paralelo?
Las conexiones de disco duro SATA son más rápidas que las conexiones de disco duro PATA más antiguas y lo mismo se puede decir de los estándares de cableado externos, pero esto es contraintuitivo: ¿por qué la transmisión paralela no sería más rápida??
La sesión de Preguntas y Respuestas de hoy nos llega por cortesía de SuperUser, una subdivisión de Stack Exchange, un grupo de sitios web de preguntas y respuestas impulsado por la comunidad..
La pregunta
El lector SuperUser Modest tiene curiosidad por las tasas de transferencia de datos de las conexiones en paralelo y en serie:
Intuitivamente, usted pensaría que la transmisión de datos en paralelo debería ser más rápida que la transmisión de datos en serie; en paralelo, está transfiriendo muchos bits al mismo tiempo, mientras que en serie está haciendo un bit a la vez.
Entonces, ¿qué hace que las interfaces SATA sean más rápidas que PATA, los dispositivos PCI-e más rápidos que los PCI y los puertos serie más rápidos que los paralelos??
Si bien es fácil caer en el razonamiento de que SATA es más nuevo que PATA, debe haber un mecanismo más concreto en el trabajo que solo la edad..
La respuesta
El contribuidor de SuperUser Mpy ofrece información sobre la naturaleza de los tipos de transmisión:
No puedes formularlo de esta manera..
La transmisión en serie es más lento que la transmisión paralela dada la misma frecuencia de señal. Con una transmisión paralela puede transferir una palabra por ciclo (por ejemplo, 1 byte = 8 bits) pero con una transmisión en serie solo una fracción de la misma (por ejemplo, 1 bit).
La razón por la que los dispositivos modernos usan transmisión en serie es la siguiente:
- No puede aumentar la frecuencia de la señal para una transmisión paralela sin límite, ya que, por diseño, todas las señales del transmisor deben llegar al receptor a las al mismo tiempo. Esto no se puede garantizar para frecuencias altas, ya que no se puede garantizar que la señal de tiempo de tránsito es igual para todas las líneas de señal (piense en diferentes rutas en la placa base). Cuanto mayor sea la frecuencia, más pequeñas diferencias importan. Por lo tanto, el receptor tiene que esperar hasta que todas las líneas de señal se hayan solucionado, obviamente, la espera reduce la velocidad de transferencia.
- Otro buen punto (de este post) es que hay que considerar diafonía Con líneas de señal paralelas. Cuanto mayor sea la frecuencia, más pronunciada será la interferencia y, con ello, mayor será la probabilidad de una palabra corrupta y la necesidad de retransmitirla. [1]
Por lo tanto, incluso si transfiere menos datos por ciclo con una transmisión en serie, puede ir a frecuencias mucho más altas, lo que resulta en una mayor tasa de transferencia neta.
[1] Esto también explica por qué los cables UDMA (Parallel ATA con mayor velocidad de transferencia) tenían el doble de cables que los pines. Cada segundo cable fue conectado a tierra para reducir la interferencia.
Scott Chamberlain se hace eco de la respuesta de Myp y amplía la economía del diseño:
El problema es la sincronización..
Cuando envía en paralelo, debe medir todas las líneas exactamente en el mismo momento, a medida que avanza más rápido, el tamaño de la ventana a medida que se va reduciendo, cada vez más puede llegar a ser tan pequeño que es posible que algunos de los cables aún se estabilicen mientras que otros se terminan antes de que se te acabe el tiempo.
Al enviar en serie, ya no tendrá que preocuparse por el hecho de que todas las líneas se estabilicen, solo una. Y es más rentable hacer que una línea se estabilice 10 veces más rápido que agregar 10 líneas a la misma velocidad.
Algunas cosas como PCI Express hacen lo mejor de ambos mundos, hacen un conjunto paralelo de conexiones en serie (el puerto 16x en su placa base tiene 16 conexiones en serie). Al hacer esto, no es necesario que cada línea esté perfectamente sincronizada con las otras líneas, siempre y cuando el controlador en el otro extremo pueda reordenar los "paquetes" de datos a medida que ingresan usando el orden correcto.
La página How Stuff Works para PCI-Express explora muy bien cómo PCI Express en serie puede ser más rápido que PCI o PCI-X en paralelo.
TL; Versión DR: Es más fácil hacer que una sola conexión vaya 16 veces más rápido que 8 conexiones dos veces más rápido una vez que llegue a frecuencias muy altas.
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