Na coluna anterior discutimos os conceitos básicos sobre barramentos e examinamos, embora superficialmente, dois barramentos paralelos ainda em uso, o PCI, adotado para periféricos que se utilizam de placas controladoras, e o PATA, um barramento empregado para os antigos discos (dispositivos de armazenamento de massa) padrão IDE, hoje praticamente em desuso. O que falta é examinar os barramentos adotados para os dispositivos modernos, que suportam maior fluxo de dados. Ou seja: os barramentos rápidos.
Antes de prosseguir, entretanto, cabe uma observação. Pois talvez alguns leitores que acompanham esta série de colunas estranhem tanta atenção dada a barramentos em uma série dedicada aos discos de estado sólido, ou SSD. Mas há uma razão para isto. Pois a característica mais importante dos SSD é o fato dele permitir escritas e leituras extremamente mais rápidas que os discos magnéticos. Mas para que os dados sejam escritos ou lidos no SSD, eles devem ser transportados pelo barramento. E de pouco adianta dispor de uma unidade de memória externa que aceita escritas e leituras muito rápidas se os dados a serem escritos chegam até ela (e os dados lidos saem dela) através de um barramento lento. Para que o assunto fique absolutamente claro, lembre a analogia hidráulica mencionada na coluna anterior: de nada adianta dispor de um reservatório capaz de receber e fornecer grandes vazões de água se ele é alimentado e esvaziado usando uma mangueiras de jardim. Da mesma forma que a capacidade máxima de transporte de água da mangueira limita a vazão afluente ou efluente do reservatório, um barramento lento limitará o fluxo de dados do dispositivo de memória externa. Daí a especial importância que o barramento assume quando se discute os SSD.
Pois bem: os barramentos modernos, mais rápidos, amplamente usados e que discutiremos superficialmente em breve são o USB (Universal Serial Bus), SATA (Serial ATA) e PCIe (PC Express). Todos eles barramentos seriais.
O primeiro ponto a ser abordado, então, deve ser justamente este: por que os barramentos mais rápidos são seriais? Pois um breve exame da figura 1 levaria a conclusão que os mais rápidos deveriam ser os paralelos, já que em cada ciclo do barramento serial é transportado apenas um bit enquanto em cada ciclo do barramento paralelo são transportados simultaneamente tantos bits quantos são os condutores destinados ao transporte de dados (oito, no exemplo da Figura 1). Então um barramento paralelo, como o PATA, com suas 32 linhas de dados, deveria transportar dados 32 vezes mais rapidamente que qualquer barramento serial, pois não?
Não necessariamente. Pois o raciocínio acima é simplista e não leva em conta a frequência de operação dos barramentos. Portanto só é válido caso a frequência de operação de ambos os barramentos sejam iguais ou pouco diferentes. Mas se, no mesmo exemplo, a frequência do barramento serial for, digamos, 64 vezes superior à do PATA com suas 32 linhas, o barramento serial transportará dados duas vezes mais depressa. Pois durante um ciclo do barramento PATA são transportados 32 bits, mas neste mesmo período o barramento serial usado como exemplo executou 64 ciclos e transportou um bit em cada um deles.
Pois bem: o avanço da tecnologia permitiu o aumento das frequências de operação de barramentos e componentes mantendo o controle e a transmissão isenta de erros.
Por isto os barramentos seriais modernos empregam frequências de operação muitas vezes maiores que os velhos barramentos seriais. Por exemplo: enquanto o PATA adota uma frequência de 33 MHz (Megahertz), o SATA versão 3.0 opera em 6 GHz (Gigahertz), uma frequência quase duas mil vezes mais rápida.
E então cabe a inevitável pergunta: ora, então porque não se aumenta a frequência dos barramentos seriais?
A razão é simples (aliás, depois de uma clara explicação, tudo é simples): como os dispositivos externos ficam fora da placa-mãe, pelo menos um trecho do barramento que os conecta à UCP também ficará. Este trecho é constituído pelos “cabos”, um conjunto de condutores elétricos paralelos.
Como vimos, até mesmo os barramentos seriais utilizam cabos. Mas apenas um deles transporta os pulsos de corrente que serão convertidos em dados (os demais são para aterramento e alimentação elétrica). Já nos barramentos paralelos, dados são transportados simultaneamente por certo número de cabos paralelos. E sabemos da coluna anterior que para que um barramento paralelo possa garantir uma transmissão sem erros, é indispensável que os pulsos (ou sua ausência) que representam os bits cheguem ao destino em absoluta sincronia. E quando se manda dados por diferentes condutores em um ritmo de seis bilhões de remessas por segundo (6 GHz), não há como garantir que cheguem ao destino simultaneamente, já que nestas frequências, diferenças mínimas nos comprimentos dos condutores podem representar atrasos significativos. Por isto, modernamente, todos os barramentos rápidos são seriais.
Pronto. Agora já estamos em condições de discutir, primeiro, os novos barramentos seriais usados pelos discos externos e, depois, as modificações que se fizeram necessárias para que seu fluxo de dados crescesse ainda mais para torná-los compatíveis com a enorme demanda dos discos SSD.
Até a próxima coluna
B. Piropo
via tech tudo
0 comentários:
Os comentários serão moderados antes de publicar! respondo todos, obrigado por comentar.