Преимущества последовательного интерфейса

Если Вы следите за информационными технологиями, то наверняка обращали внимание на миграцию способа передачи данных от параллельного к последовательному. Например, стандартом для жестких дисков в последние годы стал последовательный интерфейс (Serial ATA). Шина PCI трансформируется в последовательный интерфейс, превращаясь в PCI Express. Интерфейс SCSI также следует по данному пути.

Большинство людей, непосвященных в особенности параллельного и последовательного интерфейсов рассуждают следующим образом. Последовательная передача данных обеспечивает меньший объем передаваемых данных по сравнению с параллельной потому , что при параллельной передаче несколько битов могут быть переданы одновременно. И из этого делают вывод о том, что параллельный интерфейс быстрее последовательного.

Однако данная точка зрения большинства людей не верна. Последовательная передача данных вполне может быть быстрее параллельной. Для этого лишь нужно увеличить скорость работы передающего устройства, чтобы в единицу времени передавалось больше битов. За примером данного утверждения далеко ходить не нужно. Последовательный порт Serial ATA может теоретически достигнуть скорости передачи данных до 150 Мб/сек, а  традиционный порт IDE имеет теоретический максимум в 133 Мб/сек.

Существует несколько причин, по которым устройства в компьютере мигрируют от параллельных интерфейсов к последовательным. При параллельной передаче данных требуется по отдельной линии на каждый бит. Например, для 32 битного интерфейса (которой имеет место на слоте PCI) 32 линии требуются только для передачи данных. И это не говоря уже о дополнительных линиях, по которым идут необходимые управляющие сигналы. Чем больше количество передаваемых битов, тем более толстые провода для этого используются. Все это затрудняет производство кабелей и главное разводку плат. При последовательной передаче данных требуются только две линии, что упрощает связь между двумя устройствами.

К тому же при увеличении скорости передачи, возрастает и проблема электромагнитных помех. Каждый провод фактически становится передающей антенной, что создает сильные помехи и может исказить передаваемые данные. В параллельном интерфейсе, поскольку используется много проводов, проблема электромагнитных помех в компьютере довольно серьезная. При последовательной передаче используется только два провода, и эта проблема может быть решена намного проще. Нужно просто качественно изолировать и экранировать используемые провода.

Есть еще одна проблема, которая не так очевидна, как две предыдущие. Даже притом, что при параллельной передаче данных, все биты передаются в одно и то же время, они не добираются до приемного устройства одновременно. Если в низкопрофильных устройствах небольшая разница во времени при приеме нескольких битов данных не так важна, то в высокоскоростных устройствах различие в доставке нескольких битов заставляет устройство простаивать, чтобы дождаться прибытия всех битов. И это может привести к существенному падению производительности, что недопустимо.

Другое различие между параллельным и последовательным интерфейсом то, что параллельный работает как бы в одну сторону. В то время как последовательный передает данные в двух направлениях. Это означает следующее. При параллельной передаче данных линии между передатчиком и приемником используется и для передачи и для приема данных. При этом, когда данные идут в одном направлении, их нельзя передать в обратном направлении. При последовательной передаче данных, несмотря на то, что используется две линии (производители делают четыре) один (два) провода может использоваться для передачи данных в одном направлении, а второй (два) провода может использоваться для передачи в обратном направлении. Данная особенность позволяет одновременно обмениваться данными в обоих направлениях. Только одно такое архитектурное различие делает последовательную передачу данных быстрее, чем у параллельного интерфейса.