Forum: PC Hard- und Software Physikalische Grenzen Geschwindigkeit Schnittstellen


von OlliO (Gast)


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Hallo zusammen!

Zur Zeit bereite ich ein Referat über das Thema Datenübertragung vor. In 
dem Zusammenhang kam mir die Frage, ob es eine Maximalgeschwindigkeit 
für die Datenübertragung auf Schnittstellen gibt?
Die Thunderbolt-Schnittstelle von Intel schafft 10Gbit/sec, gibts da 
überhaupt noch Luft nach oben oder stößt man da irgendwann an 
physikalische Grenzen?

Vielen Dank für eure Hilfe,

OlliO

von Harald W. (wilhelms)


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OlliO schrieb:

> Zur Zeit bereite ich ein Referat über das Thema Datenübertragung vor. In
> dem Zusammenhang kam mir die Frage, ob es eine Maximalgeschwindigkeit
> für die Datenübertragung auf Schnittstellen gibt?

Ja, die Lichtgeschwindigkeit.
Gruss
Harald

von Ulrich S. (voodoofrei)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, die Lichtgeschwindigkeit.

Und das führt zu welcher Obergrenze?

von Pascal42 (Gast)


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>Und das führt zu welcher Obergrenze?
Keine.
Nenn mir einfach mal die schnellste Schnittstelle. USB42 zum Beispiel.
Ich nehm dann zwei von den USB42 Kabel, mach einen Schrumpfschlauch 
drumrum, nenn es USB43 und hab schon die doppelte 
Übertragungsgeschwindigkeit.

Bei dieser Schnittstelle sind zum Beispiel 640 Gigabit pro Sekunde 
möglich:
http://www.tagesspiegel.de/wirtschaft/trans-atlantik-telefonkabel-30-500-kilometer-quer-durch-den-ozean-52-telefonfirmen-finanzieren-milliardenprojekt/v_print/149088.html

von kopfkratzer (Gast)


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Schonmal nach BAUD gesucht ?
Grenzen treten durch das verwendete Medium auf, die verwendete 
Übertragungsfrequenz, die Modulation und das Protokoll.
So und nun mal selber nachgucdken was diese ganzen Begriffe bedeuten :-P

von Tokyo D. (tokyodrift)


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http://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Zeit
Wenn du da angekommen bist wirst du wohl nurnoch parallelisieren 
können...

von Christian R. (supachris)


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OlliO schrieb:
> Die Thunderbolt-Schnittstelle von Intel schafft 10Gbit/sec, gibts da
> überhaupt noch Luft nach oben

Lächerlich. Es gibt doch selbst an deiner Grafikkarte PCIe 2.0 x16, das 
sind schon 8000 MiByte/s, und da ist noch lange nicht Schluss. PCIe 3.0 
ist mittlerweile auch Standard, und falls du externe Schnittstellen 
meinst, da sei auf PCIe External Cabling oder auch Infiniband oder oder 
oder verwiesen.

von Andreas D. (Firma: IBM Forschungslabor Zuerich) (acdoering)


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Die Bandbreite pro Pin (und das ist die eigentliche Frage)
ist vor allem eine Frage der elektrischen Leistung, die man fuer 
Kodierung und Dekodierung aufwenden will, sofern die Qualitaet der 
Leitungen ausreichend sind.
Die meisten Interfaces (da zaehlen auch die genannten Thunderbolt und 
USB dazu) gehen da Kompromisse ein.
Standards werden oft recht konservativ ausgelegt, das heisst, dass ein 
proprietaeres Interface bei gleicher Energie und Leitungseigenschaften 
schneller sein kann.
Zum Beispiel verwenden viele Supercomputer proprietaere Schnittstellen, 
zum Beispiel BlueGene, aber auch der Cell-Chip in der Playstation.

Andreas

von Rolf Magnus (Gast)


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Ulrich S. schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Ja, die Lichtgeschwindigkeit.
>
> Und das führt zu welcher Obergrenze?

Die ist die Obergrenze. Macht sich durchaus bemerkbar bei 
Satellitenverbindungen oder einem Mars-Rover. Vermutlich war aber 
eigentlich nicht die Geschwindigkeit, sondern die Datenrate gemeint.

von X2 (Gast)


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Rolf Magnus schrieb:
> Die ist die Obergrenze. Macht sich durchaus bemerkbar bei
> Satellitenverbindungen oder einem Mars-Rover. Vermutlich war aber
> eigentlich nicht die Geschwindigkeit, sondern die Datenrate gemeint.

Würde ich nicht sagen, da deine Beispiele alle nicht mit Licht arbeiten. 
Prinzipiell hast du aber recht, jedoch kann man auf verschiedene 
Wellenlängen verschiedene Signale modulieren. Was jedoch auch wieder 
einer parallelisierung entspricht.

von Ulrich S. (voodoofrei)


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Rolf Magnus schrieb:
> Die ist die Obergrenze.

Du hast meine Frage nicht verstanden.

von Rolf Magnus (Gast)


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Ulrich S. schrieb:
> Rolf Magnus schrieb:
>> Die ist die Obergrenze.
>
> Du hast meine Frage nicht verstanden.

Ich glaube eher, du hast das Posting, auf das du damit geantwortet 
hattest, nicht verstanden. Wenn man ein Referat zu einem Thema schreibt, 
sollte man die dazugehörigen Begriffe richtig verwenden, und das Posting 
von Harald war ein Hinweis, daß "Maximalgeschwindigkeit" halt nicht der 
richtige Begriff ist, wenn es um die Datenrate geht. Aber nicht jeder 
kommt mit so subtilen Hinweisen klar.

X2 schrieb:
> Rolf Magnus schrieb:
>> Die ist die Obergrenze. Macht sich durchaus bemerkbar bei
>> Satellitenverbindungen oder einem Mars-Rover. Vermutlich war aber
>> eigentlich nicht die Geschwindigkeit, sondern die Datenrate gemeint.
>
> Würde ich nicht sagen, da deine Beispiele alle nicht mit Licht arbeiten.

Mir wäre jetzt nicht bekannt, daß es eine separate 
"Funkgeschwindkigkeit" gäbe, mit der man dann rechnet. Die 
Lichtgeschwindigkeit gilt erstmal für jede elektromagnetische Welle.

von Harald W. (wilhelms)


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Rolf Magnus schrieb:

> Mir wäre jetzt nicht bekannt, daß es eine separate
> "Funkgeschwindkigkeit" gäbe, mit der man dann rechnet. Die
> Lichtgeschwindigkeit gilt erstmal für jede elektromagnetische Welle.

Ja, die Lichtgeschwindigkeit ist die theoretische Obergrenze für
alle Übertragungen. Wobei drahtgebundene Übertragungen typisch
etwas langsamer sind. Siehe Verkürzungsfaktor.
Gruss
Harald

von Guido Körber (Gast)


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Lichtgeschwindigkeit ist die Grenze für die Geschwindigkeit mit der 
Daten den Weg zurück legen, hat aber nichts damit zu tun wie viele Daten 
man in welcher Zeit übertragen kann. Andernfalls wäre das ziemlich 
unangenehm, wenn man ein neues Bit erst senden kann wenn das letzte 
eingetroffen ist, dann würde vom Mars nur alle paar Minuten ein 
einzelnes Bit kommen.

Tatsächlich ist es so, dass bei aktuellen Schnittstellen viele Bits, 
bzq. Bitgruppen (mehrere Bits in einem Modulationsschritt verpackt) 
gleichzeitig hintereinander in einem Kabel sind, fast so wie Autos auf 
einer einspurigen Autobahn. Bei 1 GBaud (1 Mrd. Modulationsschritte pro 
Sekunde) ist jedes Bit oder Bitpaket im Kabel nur noch etwa 30-40 cm 
lang.

Die Grenze für die Datenrate ist der Abstand zum Störsignal und das kann 
man mit hinreichend Aufwand ziemlich weit rausrechnen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ein typisches Containerschiff der Emma-Maersk-Klasse kann knapp 15000 
TEU verladen. Die Fahrtzeit zwischen Danzig und Shanghai beträgt etwa 5 
Wochen, also etwa 840 Stunden.

Ein TEU hat eine Zuladung von ca. 20 Tonnen, wenn man davon ausgeht, daß 
eine 1-TB-Festplatte mitsamt Verpackung etwa 1 kg wiegt, passen in 1 TEU 
also 20000 davon.

Insgesamt werden also 300000000 TB transportiert, das sind 357000 TB pro 
Stunde, also knapp 100 TB pro Sekunde.

Bedenkt man, daß so ein Schiff mit maximal 27 kn (50 km/h) unterwegs 
ist, dann scheint die Geschwindigkeit der Datenübertragung keinen 
besonderen Einfluss auf die Datenübertragungsrate zu haben.

von Udo S. (urschmitt)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Insgesamt werden also 300000000 TB transportiert, das sind 357000 TB pro
> Stunde, also knapp 100 TB pro Sekunde.

Da moderne Platten sogar nur 500g wiegen bei 3TB Kapazität, sind wir 
inzwischen sogar bei 600TB pro Sekunde.

Und überlege wenn die Platten nur von Hamburg nach London verschifft 
würden.

Rufus, you made my Day :-))

von Murkser (Gast)


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Tja, und was ist da los, wenn ich nur ein einziges Bit von Danzig nach 
Shanghai zu verschicken habe? Dafür will ich aber auch eine 1Bit-Antwort 
von meinem Kollegen aus Shanghai, auf die ich dann wieder mit 1Bit 
antworte.

Vielleicht sollten wir jetzt mal anfangen, Latenz und Bandbreite 
einzuführen.

von D. I. (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Insgesamt werden also 300000000 TB transportiert, das sind 357000 TB pro
> Stunde, also knapp 100 TB pro Sekunde.

Und wie hoch ist der Ping/die Latenz bei Quake 3? ;)

von Udo S. (urschmitt)


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D. I. schrieb:
> Und wie hoch ist der Ping/die Latenz bei Quake 3? ;)

Über so 'schnelle' Schnittstellen werden ernsthafte Daten ausgetauscht 
:-)

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Udo Schmitt schrieb:
> Da moderne Platten sogar nur 500g wiegen bei 3TB Kapazität, sind wir
> inzwischen sogar bei 600TB pro Sekunde.

Mit konsequenter Verwendung von 2.5"-Platten ließe sich die 
Übertragungsrate weiter steigern, bei etwa 100 g pro 1 TB lägen wir 
schon bei 1000TB pro Sekunde, allerdings ohne zusätzliche Verpackung.

von Udo S. (urschmitt)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Mit konsequenter Verwendung von 2.5"-Platten ließe sich die
> Übertragungsrate weiter steigern, bei etwa 100 g pro 1 TB lägen wir
> schon bei 1000TB pro Sekunde, allerdings ohne zusätzliche Verpackung.

Wie gesagt, wenn das Drum nur von Hamburg nach London shippert ist es 
nur 1 Tag unterwegs, also wären wir schon bei 0,035 Exabyte/s
Mist, eigentlich muss ich wieder was arbeiten :-)

von X2 (Gast)


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Rolf Magnus schrieb:
> X2 schrieb:
>> Rolf Magnus schrieb:
>>> Die ist die Obergrenze. Macht sich durchaus bemerkbar bei
>>> Satellitenverbindungen oder einem Mars-Rover. Vermutlich war aber
>>> eigentlich nicht die Geschwindigkeit, sondern die Datenrate gemeint.
>>
>> Würde ich nicht sagen, da deine Beispiele alle nicht mit Licht arbeiten.
>
> Mir wäre jetzt nicht bekannt, daß es eine separate
> "Funkgeschwindkigkeit" gäbe, mit der man dann rechnet. Die
> Lichtgeschwindigkeit gilt erstmal für jede elektromagnetische Welle.

OK, war wohl noch zu früh ;-)

von Reinhard Kern (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ja, die Lichtgeschwindigkeit ist die theoretische Obergrenze

Man muss auch bedenken, dass schon unterhalb der Lichtgeschwindigkeit 
sich Effekte wie die Längenkontraktion bemerkbar machen. So etwa ab 0,8 
c kriegt man die Stecker nicht mehr rein.

Gruss Reinhard

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Reinhard Kern schrieb:
> So etwa ab 0,8
> c kriegt man die Stecker nicht mehr rein.

Da liegt man mit der von mir beschriebenen maritimen 
Datenübertragungstechnik ja ziemlich deutlich im sicheren Bereich.

von (prx) A. K. (prx)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Mit konsequenter Verwendung von 2.5"-Platten ließe sich die
> Übertragungsrate weiter steigern, bei etwa 100 g pro 1 TB lägen wir
> schon bei 1000TB pro Sekunde, allerdings ohne zusätzliche Verpackung.

Je kleiner die Platte, destro grösser der Anteil transportierter Luft 
drum herum. Nicht allein das Gewicht entscheidet, die Platten müssen 
auch in den Container passen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ein TEU hat ein Nutzvolumen von 33 m³, somit stehen pro ursprünglich 
angenommener 1-TB-Festplatte 1.6l Volumen zur Verfügung -- bei Nutzung 
von zehn mal soviel 2.5"-Festplatten immer noch 160 ml.

Damit lässt sich eine halbwegs brauchbare Verpackung für 
2.5"-Festplatten konstruieren, spätestens wenn man eine 
Großserienverpackung verwendet.

von Harald W. (wilhelms)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:

> Mit konsequenter Verwendung von 2.5"-Platten ließe sich die
> Übertragungsrate weiter steigern,

Wieso verwendet man eigentlich so aufwändige Unterseeische Glasfaser-
Kabel, wenn man das ganze doch viel besser per Schiff machen kann?
Könnte man die Kommunikation hier im Forum nicht auch beschleunigen,
indem man regelmäßig 2,5" Platten verschickt?
Fragt sich gerade
Harald

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Man könnte auch Micro-SD-Karten an Flugratten befestigen ...

von (prx) A. K. (prx)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Könnte man die Kommunikation hier im Forum nicht auch beschleunigen,
> indem man regelmäßig 2,5" Platten verschickt?

Ich stell mir grad Andreas vor, wie er Tag und Nacht nonstop Platten 
wechselt. Wenn man dann noch bedenkt, dass SATA-Stecker nur für einige 
zig Steckvorgänge ausgelegt sind...

von Ulrich S. (voodoofrei)


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Rolf Magnus schrieb:
> Ulrich S. schrieb:
>> Rolf Magnus schrieb:
>>> Die ist die Obergrenze.
>>
>> Du hast meine Frage nicht verstanden.
>
> Ich glaube eher, du hast das Posting, auf das du damit geantwortet
> hattest, nicht verstanden. Wenn man ein Referat zu einem Thema schreibt,
> sollte man die dazugehörigen Begriffe richtig verwenden, und das Posting
> von Harald war ein Hinweis, daß "Maximalgeschwindigkeit" halt nicht der
> richtige Begriff ist, wenn es um die Datenrate geht. Aber nicht jeder
> kommt mit so subtilen Hinweisen klar.

Du bist ja drollig um das mal vorsichtig auszudrücken.

Wie kann man nur bei der "Geschwindigkeit von Schnittstellen" auf 
Signalausbreitungsgeschwindigkeit schließen? Es ist doch der allgemein 
verwendete Begriff für die Datenrate und eigentlich rafft das jeder.

Wenn wir schon bei deiner wörtlichen Auslegung sind: Bei welcher 
Schnittstelle ist denn die Geschwindigkeit und in welcher Höhe (also die 
Signalausbreitungsgeschwindigkeit) Spezifiziert?

von Paul Baumann (Gast)


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A.K. schrub:
>Ich stell mir grad Andreas vor, wie er Tag und Nacht nonstop Platten
>wechselt.

Darüber mache ich mir keine Platte!
;-)

MfG Paul

von Guido Körber (Gast)


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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Reinhard Kern schrieb:
>> So etwa ab 0,8
>> c kriegt man die Stecker nicht mehr rein.
>
> Da liegt man mit der von mir beschriebenen maritimen
> Datenübertragungstechnik ja ziemlich deutlich im sicheren Bereich.

Ist immer wieder das Gleiche: Newton ist für kleine Massen, niedrige 
Geschwindigkeiten und geringe Genauigkeit oft ausreichend :D

von Guido Körber (Gast)


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Murkser schrieb:
> Tja, und was ist da los, wenn ich nur ein einziges Bit von Danzig nach
> Shanghai zu verschicken habe? Dafür will ich aber auch eine 1Bit-Antwort
> von meinem Kollegen aus Shanghai, auf die ich dann wieder mit 1Bit
> antworte.

Da solltest Du mal Kontakt mit dem Herrn Morse aufnehmen, der hat da 
eine ziemlich effiziente Idee...

von Sam .. (sam1994)


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> Ja, die Lichtgeschwindigkeit ist die theoretische Obergrenze für
> alle Übertragungen.

Sicher?
http://de.wikipedia.org/wiki/Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon

von (prx) A. K. (prx)


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Was nützt dir eine solche Übertragung, wenn keine verwertbare 
Information drin steckt?

von Troll (Gast)


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Udo Schmitt schrieb:
> Über so 'schnelle' Schnittstellen werden ernsthafte Daten ausgetauscht

Nicht jugendfreie Filme? Die machen ja heute schon geschätzte 99% des 
gesamten Internettraffic aus :)
Oder gibt es etwa noch ernsthaftere Daten ಠ_ಠ

von Sam .. (sam1994)


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A. K. schrieb:
> Was nützt dir eine solche Übertragung, wenn keine verwertbare
> Information drin steckt?

Der Spin ist eine verwertbare Information. Ich wollte nur andeuten, dass 
Übertragung von Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit möglich ist. 
Die richtige Technik zur Umsetzung fehlt uns leider noch.

von (prx) A. K. (prx)


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Sam .. schrieb:
> Der Spin ist eine verwertbare Information.

Nur wenn du ihn kontrollieren kannst. Du musst also auf einer Seite 
einen bestimmten Spin hervorrufen, um Information zu codieren. Geht das? 
Wenn nicht, dann steckt keine verwertbare Information drin, sondern 
der reine Zufall. Du kannst dann zwar die Korrelation feststellen, indem 
du die Information über den Zustand der einen Seite anderweitig auf die 
andere Seite transportierst. Aber erst dann, also auf anderem Weg, 
erfolgt die Übertragung verwertbarer Information.

von Stefanie B. (sbs)


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Troll schrieb:
> Udo Schmitt schrieb:
>> Über so 'schnelle' Schnittstellen werden ernsthafte Daten ausgetauscht
>
> Nicht jugendfreie Filme? Die machen ja heute schon geschätzte 99% des
> gesamten Internettraffic aus :)
> Oder gibt es etwa noch ernsthaftere Daten ಠ_ಠ

Ne im Jahr 2007 waren es erstmals die ganzen Social Networks die mehr 
traffic hatten als P0rnofilme. (quelle ist mir entfallen, iirc heise)
Und ich denke mal der Trend hat sich weiter fortgesetzt zu Gunsten der 
social networks.

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