Что делает одни интерфейсы быстрее других?

Потому что диаметр, размеры и качество кабеля имеют значение, когда вы получаете высокоскоростную сигнализацию. PCIe имеет очень жесткие допуски на ширину дорожек и расстояния до других слоев в печатной плате, что приводит к сигналам, которые имеют очень точную синхронизацию и минимальное отражение и шум.

Аналогичные требования предъявляются к кабелям. Старые кабели имеют худшие допуски и материалы более низкого качества, что приводит к появлению шумных сигналов и, как следствие, к медленным, чтобы обеспечить правильную передачу данных.

PCIe 16x имеет 16 линий для передачи данных на устройство (карту), работающих параллельно . Каждая полоса работает на скорости 2,5 Гбит / с / 5/8/16 Гбит / с (в зависимости от реализованной версии интерфейса, v1x - v4x). Он обеспечивает пропускную способность новейшего интерфейса PCIe 16x v.4.0 на 256 Гбит / с.

Thunderbolt-3 разработан с двумя двунаправленными линиями для скорости до 10 Гбит / с на линию, с полным дуплексным режимом до 20 Гбит / с по двум параллельным линиям и односторонней скоростью до 40 Гбит / с для видеодисплеев.

USB Type-C не «быстрее», чем USB3.0. Тем не менее, скорость передачи данных USB3.1 Gen2 (10 Гбит / с) выше, чем скорость Gen1 (5 Гбит / с), по всей полосе данных полного дуплекса. Все эти скорости могут быть реализованы через разъем Type-C, включая все устаревшие скорости USB2.0. Поэтому неправильно приравнивать «Type-C» только к скорости USB3.1 Gen2. USB3 использует только одну полосу .

Таким образом, у вас есть 256> 20> 10> 5 для линейки интерфейсов PCIe16x -> Thunderbolt3 -> USB3.1_Gen2 -> Gen1.

Что ограничивает скорость передачи данных по одной полосе / кабелю? Максимальная скорость передачи данных зависит от качества / надежности кодирования сигнала в канале (предварительное выделение и эквализация, обучение линии, кодирование 8B / 10B или 128b / 132b и т. Д.), А также от объема усилий, уделяемых качеству кабельного соединения ( однородность линий передачи, низкая потеря сигнала, низкий уровень перекрестных помех и согласование сопротивлений интерфейса между разъемами). Это означает стоимость.

Для PCIe согласование всех линий передачи может быть выполнено на уровне моделирования в пределах одной материнской платы с хорошо охарактеризованными разъемами, все под контролем одного разработчика. Благодаря более короткой длине трассы и стандартизированному согласованному расположению дополнительных карт это позволяет повысить скорость передачи данных на канал, в настоящее время она составляет 16 Гбит / с (GT / s).

Когда задействованы большие расстояния и задействованы сторонние производители (кабелей), результирующая надежность передачи при реалистичных комбинациях кабель-разъем уменьшается, и скорость передачи данных должна быть уменьшена.