Transfers pro Sekunde
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Transfers pro Sekunde (T/s)[1] ist eine Leistungsangabe oder -einheit für Computer, Halbleiterspeicher und ist eine andere Einheit statt der üblichen Bits pro Sekunde (bps). Gängig sind die mit Präfix versehenen Einheiten „Megatransfers pro Sekunde“ (MT/s, 106 Transfers pro Sekunde) beziehungsweise „Gigatransfers pro Sekunde“ (GT/s, 109 Transfers pro Sekunde).[2]
Hintergrund
Die Einheit wurde bekannt im Zusammenhang mit dem Peripheral Component Interconnect (PCI)-Bus[3], wobei die 1. Generation von 2003 mit 2.5 GT/s spezifiziert wurde.[4] Der PCI-Bus wurde 1992 von Intel als 32-bit Parallelbus mit einer maximalen Übertragungsrate von 133 MB/s eingeführt. Als Datenbus verwendeten Computer davor (heute den viel zu langsamen) Industry Standard Architecture (ISA)-Bus.[5]
Im umgangssprachlichen Fall spricht man einfach von einer Übertragungsgeschwindigkeit. Hardwarebauteile, wie moderne (Stand 2021) DDR5 SDRAMs, werden ebenfalls in der Einheit angegeben, mit 4.800 MT/s.[6] DDR 1 hatte ~200–400 MT/s per Pin. Die Spezifikationen für Speicher kommen von der JEDEC Solid State Technology Association.[7]
Der Grund für die neue Angabe in T/s ist, dass die Übertragungsrate auf den Eigenschaften des physikalischen Schicht-Kommunikationsprotokolls basiert und nicht von Faktoren wie der Verbindungsbreite abhängt.[5] In anderen Worten, es wird die reine „Schrittgeschwindigkeiten“ von Computerhardware, welche invariant zur Datenbusbreite ist, erfasst.
Definition
Eine Datenübertragungsrate, neudeutsch „Datendurchsatz“, hängt einerseits von der vorgenannten reinen Schrittgeschwindigkeit, des Weiteren von der Datenmenge pro Transfer und je parallel genutzter Leitung ab, andererseits auch von der Anzahl der parallel genutzten Leitungen (englisch lanes). Außerdem muss der Overhead bei der Nutzung einer Kodierung (etwa Fehlerkorrektur) berücksichtigt werden.
Die reine Schrittgeschwindigkeit kann definiert werden als:
Beispiel
Zahlenbeispiel zur Ermittlung des maximalen Datendurchsatzes unter Zuhilfenahme der reinen Schrittgeschwindigkeit:
Die Computerschnittstelle PCI Express 2.0 (PCIe) erlaubt pro Lane 5 GT/s und nutzt den 8b/10b-Code (PCIe 3.0 nutzt 128b/130b) durch zur Signalübertragung, der 8 Bits Nutzdaten in 10 Leitungsbits kodiert. Ein Transfer besteht aus einem einzelnen Leitungsbit je Lane. Ein Steckplatz für Grafikkarten ist üblicherweise mit 16 Lanes angebunden. Der maximal mögliche Datendurchsatz beträgt dann:
Ein zur Datenübertragungsrate ähnlicher Begriff, die Symbolrate oder Baudrate, bezieht sich auf die Anzahl der übertragenen Symbole pro Sekunde. Diese kann so aufgefasst werden, dass sie sich auf die Gesamtmenge der Symbole bezieht, bei parallel genutzten Lanes also entsprechend steigt. Transfers/Sekunde beziehen sich immer auf die reine Schrittgeschwindigkeit, unabhängig von der Anzahl der Lanes.