병렬 통신

3. 직렬 통신과의 비교

고속 직렬 기술이 발전하기 전까지 병렬 통신이 널리 사용되었으나, 이후 직렬 통신으로 전환되었다. 이러한 변화는 속도, 케이블 길이, 복잡성 등의 요인에 의해 발생했다.

• 속도: 초기에는 병렬 통신이 여러 비트를 동시에 전송하여 직렬 통신보다 빨랐다. 그러나 클럭 스큐 현상으로 인해 병렬 통신의 속도 향상에 한계가 발생했다.
• 케이블 길이: 병렬 통신은 누화 현상 때문에 케이블 길이에 제약이 있었다.
• 복잡성: 초기에는 병렬 통신이 하드웨어 구현이 간단했지만, 집적 회로 기술의 발전으로 직렬 통신의 복잡성 문제가 해결되었다.

3. 1. 병렬 통신이 선택되었던 이유 (직렬 통신 대비 장점)

• 속도: 표면적으로 병렬 데이터 링크의 속도는 한 번에 전송되는 비트 수에 각 개별 경로의 비트 전송률을 곱한 것과 같다. 비트 수를 두 배로 늘리면 데이터 전송률도 두 배가 된다. 실제로 클럭 스큐 때문에 모든 링크의 속도는 가장 느린 링크의 속도로 감소한다. 그러나 병렬 회선은 직렬 회선보다 대기 시간이 짧아 DDR SDRAM과 같은 메모리 버스에서 여전히 사용된다.
• 케이블 길이 (링크 길이): 누화는 병렬 회선 사이에 간섭을 일으키는데, 통신 링크가 길수록 그 영향이 커진다. 따라서 일반적으로 병렬 데이터 연결은 직렬 연결보다 짧은 길이의 상한을 가진다.
• 복잡성: 병렬 데이터 링크는 하드웨어로 쉽게 구현할 수 있어 논리적인 선택이었다. 컴퓨터 시스템에서 병렬 포트를 만드는 것은 비교적 간단하며, 데이터를 데이터 버스에 복사하기 위한 래치만 있으면 된다. 반면, 대부분의 직렬 통신은 범용 비동기 수신기/송신기 (UART)를 통해 병렬 형태로 다시 변환한 후 데이터 버스에 연결해야 한다.

3. 2. 직렬 통신으로 전환된 이유 (병렬 통신의 단점)

• 속도: 이론적으로 병렬 데이터 링크의 속도는 한 번에 전송되는 비트 수에 각 개별 경로의 비트 전송률을 곱한 값이다. 비트 수를 두 배로 늘리면 전송률도 두 배가 된다. 그러나 실제로는 클럭 스큐 현상 때문에 모든 링크의 속도가 가장 느린 링크의 속도로 맞춰진다. 이러한 문제는 고속화될수록 심화되어 병렬 통신의 한계로 작용했다.
• 케이블 길이: 누화는 병렬 회선 사이에 간섭을 일으켜 통신 링크의 길이가 길수록 악영향을 준다. 따라서 병렬 데이터 연결은 일반적으로 직렬 연결보다 길이가 짧다.
• 복잡성: 과거에는 병렬 데이터 링크를 하드웨어로 구현하기가 쉬웠다. 병렬 포트는 데이터 버스에 데이터를 복사하기 위한 래치만 있으면 되었지만, 직렬 통신은 범용 비동기 수신기/송신기 (UART)를 사용하여 데이터를 병렬 형태로 변환해야 했다.

3. 3. 현재의 경향

집적 회로를 저렴하게 제조할 수 있게 되었고, 소비자가 더 높은 성능과 케이블 길이를 요구한 결과, 병렬에서 직렬로의 전환이 진행되었다. 예를 들어, 프린터 연결은 IEEE 1284에서 USB로, 디스크 연결은 ATA에서 SATA로, 또는 SCSI에서 SAS로 전환되었다.