是什么使得某些接口比其他接口更快?

是什么使得某些接口比其他接口更快?

基本上,我只是想知道为什么 PCIe 16x 传输数据的速度比 Thunderbolt 2 电缆更快,或者为什么 USBC 比 USB 3.0 更快。

这些电缆(我真的不知道该如何称呼它们)的哪些方面使得它们能够比其他电缆更快地传输数据,有没有办法限制这种瓶颈?

谢谢。

答案1

因为电缆直径、尺寸和电缆质量对于高速信号传输至关重要。PCIe 对轨道宽度和与 PCB 中其他层的距离有非常严格的容差,因此信号具有非常精确的定时和最小的反射和噪音。

对电缆也有类似的要求。旧电缆的耐受性较差,材料质量较差,导致信号嘈杂,因此为了确保数据正确传输,速度必然很慢。

答案2

PCIe 16x 每个设备(卡)有 16 个数据通道,并行运行。每条通道以 2.5Gbps/5/8/16Gbps 的速度运行(取决于所实施的接口版本,v1x - v4x)。这使得最新的 PCIe 16x v.4.0 接口的吞吐量有效地达到 256Gbps。

Thunderbolt-3 设计有两条双向通道,每条通道的原始速率高达 10 Gbits/s,全双工总速率高达 20 Gbps两条平行车道,以及用于视频显示应用的40Gbps单向。

USB Type-C 并不比 USB3.0“快”。但是,USB3.1 Gen2 数据速率(10Gbps)比 Gen1 速度(5Gbps)更快,而且都是通过单个全双工数据通道实现的。所有这些速率都可以通过 Type-C 连接器实现,包括所有 USB2.0 传统速率。因此,将“Type-C”与 USB3.1 Gen2 速度单独等同是不正确的。USB3 仅使用一条车道

因此,您自然会有 256 > 20 > 10 > 5 用于 PCIe16x -> Thunderbolt3 -> USB3.1_Gen2 -> Gen1 接口阵容。

是什么限制了单通道/电缆的数据传输速率?最大数据传输速率取决于信道中信号编码的质量/稳健性(预加重和均衡、链路训练、8B/10B 或 128b/132b 编码等),以及为电缆互连质量所付出的努力(传输线的均匀性、低信号损耗、低串扰和连接器之间的接口阻抗匹配)。这意味着成本。

对于 PCIe,所有传输线匹配都可以在单个主板内通过良好表征的插槽连接器在模拟级别完成,全部由一名开发人员控制。借助更短的走线长度和标准化的附加卡匹配布局,这可以实现更快的每通道数据速率,目前为 16Gbps (GT/s)。

当涉及更长的距离,并涉及第三方制造商(电缆)时,实际电缆连接器组合的传输可靠性会降低,并且数据速率必须降低。

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