シリアルデータ伝送がパラレルデータ伝送より速いのはなぜですか？

SATAハードドライブの接続は、古いPATAハードドライブの接続よりも速く、外部ケーブル接続規格でも同じことが言えますが、これは直感に反するものです。?

本日の質疑応答セッションは、コミュニティ主導のQ&A Webサイトのグループである、Stack Exchangeの下位区分であるSuperUserの好意により提供されます。.

質問

SuperUserリーダーのModestは、パラレル接続とシリアル接続のデータ転送速度に興味を持っています。

直感的には、パラレルデータ伝送はシリアルデータ伝送よりも速いはずです。パラレルでは、同時に多数のビットを転送していますが、シリアルでは、一度に1ビットを転送しています。.

SATAインターフェースがPATAより高速、PCI-eデバイスがPCIより高速、シリアルポートがパラレルより高速になる理由?

SATAがPATAより新しいという推論に陥るのは簡単ですが、機能するのは年齢だけでなくより具体的なメカニズムでなければなりません。.

答え

SuperUserの寄稿者Mpyは、伝送タイプの性質についていくつかの洞察を提供します。

このように定式化することはできません.

シリアル伝送は もっとゆっくり 与えられたパラレル伝送より 同じ信号周波数. パラレル転送では1サイクルにつき1ワード（1バイト= 8ビットなど）を転送できますが、シリアル転送では1分の1（1ビットなど）しか転送できません。.

最近のデバイスがシリアル伝送を使用する理由は次のとおりです。

• 設計上、送信機からのすべての信号が受信機に到達する必要があるため、並列送信の信号周波数を制限なく増やすことはできません。 同じ時間. あなたがそれを保証することはできないので、これは高周波数のために保証することはできません。 信号通過時間 すべての信号線で同じです（メインボード上の異なるパスを考えてください）。周波数が高いほど、小さな違いがより重要になります。したがって、受信機はすべての信号線が安定するまで待たなければなりません - 明らかに、待機すると転送速度が低下します.
• （この記事から）もう1つの良い点は、考慮する必要があるということです。 クロストーク 平行な信号線を使って。周波数が高ければ高いほど、クロストークがより顕著になり、それとともにワードが破損している可能性が高くなり、それを再送信する必要が生じます。 [1]

そのため、シリアル転送で1サイクルあたりの転送データ量が少ない場合でも、はるかに高い周波数に移動することができ、その結果、正味の転送速度が速くなります。.

[1]これは、UDMAケーブル（転送速度を上げたパラレルATA）がピンの2倍のワイヤ数を持っていた理由も説明しています。クロストークを減らすために、2本おきにアースされていた.

Scott ChamberlainがMypの答えを反省し、デザインの経済学を拡張します。

問題は同期です.

並行して送信する場合、その瞬間のウィンドウのサイズが小さくなるにつれて速くなるので、すべてのラインを同じ瞬間に測定する必要があります。あなたが時間切れになる前に他の人が終わっている間.

シリアルで送信することで、すべてのラインが安定するのを心配する必要はもうありません。1ラインだけです。同じ速度で10本のラインを追加するよりも、1本のラインを10倍早く安定させる方がコスト効率がよくなります。.

PCI Expressのようなものは両方の長所を最大限に利用します、彼らはシリアル接続のパラレルセットをします（あなたのマザーボードの16xポートは16のシリアル接続を持っています）。こうすることで、反対側のコントローラが正しい順序でデータの「パケット」を並べ替えることができる限り、各行を他の行と完全に同期させる必要はありません。.

PCI-ExpressのHow Stuff Worksページでは、シリアルのPCI ExpressがPCIまたはPCI-Xのパラレルよりも高速になる方法について詳しく説明しています。.

TL、DRバージョン： 非常に高い周波数に到達すると、1つの接続が8倍の接続よりも16倍速くなるのが簡単です。.

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