Bus de données

Quand le trafic de données ralentit tout

Un système peut être doté d'un processeur rapide, d'une mémoire vive suffisante et d'un espace de stockage moderne, mais rester lent.
Souvent, le problème vient de la manière dont ces composants déplacent les bits entre eux.

Les bus de données définit ce mouvement.
Il fait office d'autoroute interne qui transporte les valeurs entre le processeur, la mémoire et les contrôleurs d'E/S. Tout goulot d'étranglement à ce niveau affecte donc toutes les charges de travail, y compris la sauvegarde et la gestion des données. récupération des données.

Autoroutes internes à l'intérieur d'un ordinateur

Le bus de données fait partie d'une architecture de bus plus large.
Parallèlement, le bus d'adresse sélectionne les emplacements et le bus de contrôle coordonne la synchronisation et la direction.

Ensemble, ces bus permettent à l'unité centrale :

• Lire et écrire des cellules de mémoire

• Communiquer avec les contrôleurs de stockage et de réseau

• Échanger des données avec des périphériques

Lorsque le bus de données offre une largeur de bande suffisante et une faible latence, le système peut diffuser efficacement de grands volumes.
Lorsqu'il est saturé, les tâches d'imagerie et de récupération des disques ralentissent considérablement.

Vue logique : Signaux et rôles

D'un point de vue logique, le bus de données :

• Porte des valeurs telles que des instructions, des nombres entiers ou des blocs de données de fichiers.

• Déplace les bits entre les registres de l'unité centrale, la mémoire et les tampons de l'appareil.

• Fonctionne selon des règles de synchronisation strictes définies par le protocole de bus de la plate-forme

Le système d'exploitation et les pilotes considèrent ce bus comme faisant partie d'un sous-système d'E/S abstrait.
Ils programment les lectures et les écritures, tandis que le chipset et le contrôleur de bus se chargent des transferts de signaux proprement dits.

Vue physique : Voies, lignes et liens

Physiquement, le bus de données peut se présenter comme suit :

• Traces parallèles sur une carte mère pour les anciennes architectures

• Voies série à grande vitesse, comme dans PCI Express

• Paires différentielles sur les câbles, comme SATA ou USB

L'intégrité du signal, la longueur de la trace, la diaphonie et la qualité des connecteurs sont autant d'éléments qui influencent la fiabilité du bus.
Ces facteurs sont importants lorsque vous déplacez des téraoctets au cours d'une acquisition médico-légale ou d'une récupération sur disque complet.

Largeur de bande, largeur et fréquence en pratique

La capacité du bus de données dépend de deux propriétés du noyau : la largeur et la fréquence d'horloge.

• Largeur indique le nombre de bits déplacés par transfert.

• Taux d'horloge indique le nombre de transferts par seconde.

En multipliant ces valeurs, on obtient le débit binaire brut.
La surcharge du protocole, les schémas d'encodage et l'efficacité réduisent le débit réel des applications.

Estimation simple de la largeur de bande

Un bus 64 bits cadencé à 1 GHz peut théoriquement déplacer jusqu'à 64 gigabits par seconde.
Les chiffres réels chutent une fois que l'on tient compte du cadrage du protocole, des accusés de réception et de la contention.

Pour le stockage, le protocole fixe souvent le plafond pratique :

• Les liaisons SATA III atteignent un maximum d'environ 6 Gbit/s par voie.

• De nombreux disques SSD NVMe utilisent plusieurs voies PCIe et dépassent cette limite.

• Les générations USB ajoutent des Gbit/s à chaque révision

Pendant récupération des données, Ces limites définissent la durée des analyses approfondies ou des sauvegardes d'images complètes.

Impact sur l'imagerie et la récupération des disques

Lorsque vous clonez un disque dur ou un disque SSD défaillant, le bus compte autant que le disque.
Un pont USB lent peut transformer une opération rapide en un travail de longue haleine.

Vous gagnez en vitesse et en stabilité lorsque vous :

• Utilisez des connexions SATA ou NVMe directes plutôt que des ponts USB bas de gamme.

• Éviter les concentrateurs en guirlande lors de transferts importants

• Associer les appareils à des contrôleurs qui prennent en charge leur génération de bus maximale.

Ces choix aident à Amagicsoft Récupération de données et d'autres outils similaires lisent plus de données avant qu'un disque faible ne se dégrade davantage.