직렬 전송이 병렬 전송보다 빠른 이유
Source
Evernote/IFTTT Feedly/Why Is Serial Data Transmission Faster Than Parallel Data Transmission.md
Summary
직렬 전송이 병렬 전송보다 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있는 핵심 원인은 **신호 동기화(Synchronization)**와 크로스토크(Crosstalk) 문제의 해결에 있습니다. 병렬 전송은 여러 선을 통해 동시에 데이터를 보내지만, 고주파수에서 각 신호선의 도달 시간 차이(Skew)로 인해 수신 측에서 모든 신호가 안정될 때까지 기다려야 하며, 인접 선 간 간섭(크로스토크)도 심화됩니다. 반면 직렬 전송은 단일 선을 사용하므로 동기화 문제가 없고, 단일 선의 주파수를 훨씬 높일 수 있어 전체적인 순 전송률(Net Transfer Rate)이 병렬 전송보다 높아집니다. PCI Express 등은 직렬 연결을 병렬로 묶어 이 장점을 극대화합니다.
Key Points
- 동일한 신호 주파수 기준으로는 병렬 전송이 직렬보다 빠르지만, 실제 고주파 환경에서는 직렬이 유리합니다.
- 병렬 전송의 한계: 고주파수에서 신호선 간 도달 시간 차이(Skew)로 인한 동기화 지연 및 인접 선 간 간섭(Crosstalk) 증가.
- 직렬 전송의 장점: 단일 신호선으로 동기화 문제가 없고, 더 높은 주파수 동작이 가능하여 총 대역폭이 증가합니다.
- 경제성 및 설계 효율: 하나의 선을 매우 빠르게 만드는 것이 여러 선을 동시에 빠르게 만드는 것보다 설계 및 비용 측면에서 효율적입니다.
- 현대적 적용: PCI Express 등은 직렬 링크를 여러 개 병렬로 구성하여 동기화 부담 없이 높은 대역폭을 확보합니다.