Thunderbolt что такое – Почему технология Thunderbolt так и не стала популярной и повторит ли она судьбу FireWire?

alexxlab
alexxlab
23.02.2020

Содержание

Thunderbolt — Википедия

Thunderbolt

Thunderbolt.svg

Тип Ввод-вывод, поддерживает два протокола[1]
История
Разработчик Intel в сотрудничестве с Apple
Производитель Различные
Произведено 24 февраля 2011[2] – н. в.
Спецификации
Длина 3 м максимум (медные кабели)[3]
Ширина 7,4 мм штекер (8,3 мм разъём)
Высота 4,5 мм штекер (5,4 мм разъём)
Подключение на ходу да
Внешнее да
Электрическое до 10 Ватт[3]
Макс. напряжение 18 В
Макс. ток 550 мА
Аудиосигнал По протоколу DisplayPort или при помощи внешних звуковых карт с протоколом USB. Поддержка аудио через адаптеры HDMI.
Сигнал данных да
Полоса пропускания * 10 Гб/с или 20 Гб/с в Thunderbolt 2 PCIe и 10 Гб/с DisplayPort[4]
  • 40 Гб/с в Thunderbolt 3
Протокол 4х PCI Express 2.0[4], DisplayPort v1.1a[3]
Выводы 20
Соединитель Mini DisplayPort
Распиновка
контакт 1 GND Заземление
контакт 2 HPD Определение Hot Plug
контакт 3 HS0TX(P) HighSpeed Передача 0 +
контакт 4 HS0RX(P) HighSpeed Получение 0 +
контакт 5 HS0TX(N) HighSpeed Передача 0 —
контакт 6 HS0RX(N) HighSpeed Получение 0 —
контакт 7 GND Заземление
контакт 8 GND Заземление
контакт 9 LSR2P TX LowSpeed Передача
контакт 10 GND Заземление (резерв)
контакт 11 LSP2R RX LowSpeed Получение
контакт 12 GND Заземление (резерв)
контакт 13 GND Заземление
контакт 14 GND Заземление
контакт 15 HS1TX(P) HighSpeed Передача 1 +
контакт 16 HS1RX(P) HighSpeed Получение 1 +
контакт 17 HS1TX(N) HighSpeed Передача 1 —
контакт 18 HS1RX(N) HighSpeed Получение 1 —
контакт 19 GND Заземление
контакт 20 DPPWR Питание

Thunderbolt (с англ. — «раскат грома») — аппаратный интерфейс, ранее известный как Light Peak, разработанный компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Служит для подключения различных периферийных устройств к компьютеру с максимальными скоростями передачи данных около 10 Гбит/с по медному проводу и 20 Гбит/с при использовании оптического кабеля.

Thunderbolt комбинирует интерфейсы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в одном кабеле. Допускается подключение к одному порту до шести периферийных устройств путём их объединения в цепочку.

Thunderbolt.svg Разъём Thunderbolt на MacBook Pro. Такой разъём используется в Thunderbolt версии 1 и 2.

Интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Торговая марка Thunderbolt была зарегистрирована Apple, но позже была передана компании Intel. Полные права принадлежат Intel. Первым устройством, где был применён данный интерфейс, стал ноутбук MacBook Pro компании Apple, который был анонсирован 24 февраля 2011 года[2].

Thunderbolt изначально разрабатывался для объединения мобильных устройств, ноутбука и настольного компьютера с использованием меньшего числа кабелей. В стандарте был предложен универсальный разъём для дисплеев и внешних устройств хранения. Передаваемая по Thunderbolt 1 и 2 мощность электропитания составляет 10 Ватт — больше, чем 4,5—5 Ватт в стандартном USB 3.0.

Интерфейс Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и предоставляет постоянное напряжение по тому же кабелю. Контроллеры Thunderbolt мультиплексируют один или более каналов данных от подключённых к ним устройств PCIe или DisplayPort для передачи через один дуплексный канал Thunderbolt, затем демультиплексируют их для использования устройствами PCIe или DP на другом конце[3]. Один порт Thunderbolt поддерживает до шести устройств Thunderbolt, подключаемых через концентраторы (хабы) или цепочкой (daisy chain).

Несколько устройств могут использоваться в качестве мониторов, но их количество не может превышать количества источников сигнала DP.

Монитор, использующий настоящий разъём MDP, может быть подключён к концу Thunderbolt-цепочки, так как Thunderbolt совместим с устройствами, поддерживающими DP 1.1a. При подключении DP-совместимого устройства к порту Thunderbolt предоставляется сигнал DP c 4 линиями (lane) и скоростью не более 5,4 Гбит/с на линию Thunderbolt. При соединении с устройством Thunderbolt скорость передачи данных по каждой линии составляет 10 Гбит/с, 4 линии Thunderbolt сконфигурированы как 2 полнодуплексных 10 Гбит/с канала, каждый состоит из линии на приём и линии на передачу

[3].

Интерфейс Thunderbolt может быть реализован на PCIe-видеокартах, у которых есть доступ к разъёму DP и подключению по шине PCIe, или на материнской плате новых компьютеров со встроенным видео, таких, как MacBook Air[6][7].

Интерфейс изначально разрабатывался для работы с оптическими кабелями, разработанными партнёрами Intel и в лаборатории Intel’s Silicon Photonics. В это время технология была известна под названием

Light Peak[8]. В 2011 технология была переименована в Silicon Photonics Link[8]. Однако было обнаружено, что обычное медное проводное соединение могло предоставить требуемую пропускную способность в 10 Гбит/с на каждую линию по более низкой цене. Оптические кабели Thunderbolt были заявлены в середине апреля 2012 года компанией Sumitomo Electric Industries[9].

Кабель[править | править код]

Конструктивно в интерфейсе Thunderbolt версий 1 и 2 используется тот же разъём, что и Mini DisplayPort (MDP). MDP электрически совместим с полноразмерным DisplayPort, но использует меньший по размеру разъём, на котором отсутствует защёлка.

Активные кабели Thunderbolt содержат специальные интегральные микросхемы внутри корпуса разъёма. У кабеля есть пять проводов: один для управления и две однонаправленных пары, одна для входящего и вторая для исходящего трафика.

Thunderbolt.svg 24-контактный USB-разъём тип «C» (Type-C) — используется в интерфейсе Thunderbolt 3-й версии.

В интерфейсе Thunderbolt 3-й версии используется разъём USB Type-C.

Введение[править | править код]

Компания Intel представила технологию Light Peak на форуме разработчиков Intel (IDF) в 2009 году, используя прототип материнской платы компьютера Mac Pro, с которого через 30-метровый оптический кабель передавалось два видеопотока с разрешением 1080p, Ethernet и подключался внешний накопитель информации[10]. Интерфейс использовал модифицированные разъёмы USB, контроллер был реализован на карте PCI Express с двумя оптическими модулями, предоставляющие сигнал для четырёх портов

[11].

На выставке Intel заявил, что системы, оборудованные Light Peak, могут появиться уже в 2010 году[12]. Видео, опубликованное Intel на сайте YouTube, демонстрировало взаимодействие интерфейса Light Peak с HD-камерами, ноутбуками, док-станциями и HD-мониторами. Джейсон Зиллер, глава подразделения Intel Optical I/O Program Office, также продемонстрировал внутренние компоненты технологии под микроскопом и процесс передачи данных на осциллографе[13].

4 мая 2010 года в Брюсселе Intel продемонстрировала ноутбук с разъёмом Light Peak, указывая, что контроллер возможно сделать небольшим для встраивания в компактные устройства. Была продемонстрирована одновременная отправка двух HD-видеопотоков с этого ноутбука, из чего можно сделать вывод, что, по крайней мере, некоторая часть программного обеспечения/прошивки и протоколов была функциональна. На той же демонстрации представители Intel сказали, что производство контроллеров может начаться в конце 2010 года

[14].

В сентябре 2010 некоторые ранние коммерческие прототипы от производителей демонстрировались на Intel Developer Forum 2010[15].

Медь или оптика[править | править код]

Первоначально технология была задумана как оптическая, но Intel перешёл на электрические соединения, чтобы уменьшить затраты и предоставить до 10 Вт питания для подключённых устройств[16].

В 2009 году представители Intel сказали, что компания «работает над комбинированием оптоволокна и медных проводов, чтобы Light Peak мог использоваться для питания устройств, подключённых к ПК»[17].

В 2010 году Intel сообщила, что первоначальная их цель была в том, чтобы «иметь одну единственную технологию», которая позволила бы иметь «электрические сигналы USB 3.0 […] и комбинированную передачу питания для USB 3.0 или 4.0»

[18]. Заявлялось, что разъёмы должны выдерживать по 7 тысяч циклов подключения, кабели имеют столь небольшой радиус изгиба, что могут быть буквально завязаны узлом, и волокно имеет высокую прочность. Ожидалось, что кабели Light Peak будут не дороже кабелей HDMI[19].

В январе 2011 Дэвид Перлматтер из Intel рассказал изданию Computerworld, что начальные реализации Thunderbolt будут использовать медные кабели без оптоволокна[20]. «Медная технология вышла очень хорошей, на удивление лучше, чем мы думали.» — сказал он[21]. Одно из важных преимуществ медного кабеля — возможность передачи питания. Заключительный стандарт Thunderbolt определяет допустимую нагрузку в 10 Вт на каждый порт.

Intel и её партнёры всё ещё разрабатывают оптические кабели и устройства Thunderbolt[22]. Оптоволокно позволит создавать кабели длиной до десятков метров, но без передачи электропитания

[23][24][25]. Планируется использование пары волокон диаметром 62,5 микрона и ИК-сигналов с максимальным расстоянием передачи в 100 метров[26]. Преобразование электрического сигнала к оптическому будет встроено в сам кабель, поэтому он будет совместим с нынешними разъёмами в формате MDP, но в будущем Intel надеется встроить оптический трансивер в ПК[25].

Появление на рынке[править | править код]

Ходили слухи, что в начале 2011 года обновление MacBook Pro будет включать в себя какой-то новый порт данных, и бо́льшая часть специалистов предположила, что это будет Light Peak (Thunderbolt). В то время не было никакой информации о физической реализации, на макетах стали показывать систему, подобную более ранним демонстрационным примерам Intel, использующим комбинированный порт USB/Light Peak. Незадолго до выпуска новых машин USB — IF объявили, что они не смогли бы сделать это, утверждая, что USB не был открыт для модификации таким образом.

Тем не менее, в июле 2011 Sony выпускает свой Vaio Z21 ноутбук с «Power Media Dock» с Thunderbolt на оптике, чтобы соединиться с внешней видеокартой, используя комбинированный порт, который ведёт себя не только как USB, но и также включает оптическое взаимосвязанное соединение, требуемое для Thunderbolt. Другие реализации этой технологии начались в 2012 с платами для настольных компьютеров, предлагающими доступное взаимосвязанное соединение.

Несмотря на эти комментарии и предположения, введение Apple стало главным сюрпризом, когда выяснилось, что порт был основан на MDP, а не USB. Поскольку система была описана, решение проблемы дисплея стало ясно: контроллеры Thunderbolt мультиплексируют данные от существующих систем DP с данными от порта PCIe в один кабель. Более старые дисплеи, использующие DP 1.1a или более ранние версии, должны быть расположены в конце цепи устройств Thunderbolt, но «родные» дисплеи могут быть размещены в любом месте вдоль линии. Устройства Thunderbolt могут перемещаться куда угодно по цепи. В этом случае интерфейс Thunderbolt совместно использует отношение с более старой системой ACCESS.bus, которая использует разъём дисплея, чтобы поддерживать низкоскоростную шину.

Компания Apple объяснила, что 6 объединённых в последовательно соединённую цепь периферийных устройств, поддерживающихся портом Thunderbolt, должны находиться в конце цепи.

В феврале 2011 Apple представила свою новую линейку ноутбуков MacBook Pro и объявила, что коммерческим названием технологии будет Thunderbolt и она будет впервые использована на этих машинах для ввода-вывода.

В мае 2011 года компания Apple анонсировала новую линейку iMac, включавшую в себя интерфейс Thunderbolt.

Порт Thunderbolt на новом Mac находится в том же расположении относительно других портов и поддерживает те же физические размерности, как предшествующий разъём MDP. Основным видимым различием Mac, оборудованным Thunderbolt, является символ Thunderbolt рядом с портом.

Стандарт DisplayPort частично совместим с Thunderbolt, поскольку оба совместно используют физически совместимый разъём MDP от Apple. Целевой режим отображения на iMac требует, чтобы кабель Thunderbolt принял входящий видеосигнал от другого компьютера с поддержкой Thunderbolt. DP-мониторы должны быть последними (или единственными) устройствами в цепи устройств Thunderbolt.

Компания Intel объявила, что комплект разработчика будет выпущен во втором квартале 2011 года, в то время как производители аппаратного обеспечения указали, что они добавят поддержку тестирования и разработки устройств Thunderbolt. Комплект разработчика предоставляется только по запросу.

Периферийные устройства[править | править код]

В то время как Apple выпустила свой первый компьютер с функцией поддержки интерфейса Thunderbolt в начале 2011 года, потребовалось некоторое время, чтобы захватить рынок периферийных устройств.

Производитель устройств хранения данных Promise Technology был первой компанией, которая выпустила RAID-системы хранения Pegasus R4 (4 диска) и Pegasus R6 (6 дисков), однако они были сравнительно дороги для среднего потребителя. Кроме того, после массовых наводнений в Таиланде, где производился ряд компонентов для значительной доли жёстких дисков, сильно уменьшилось их производство, так что в целом наряду со многими продуктами на рынке, после первоначального релиза розничные цены также выросли, не способствуя быстрому внедрению данных устройств.

Кроме того, потребовалось некоторое время для других производителей устройств хранения данных, чтобы выпустить продукты с большей частью фокусировки на устройства хранения меньшего размера, с упором на скорость, а не крупномасштабными потребностями хранения данных. Многие из этих устройств были размером в 1 Тб, в некоторых также был в наличии SSD для быстрого внешнего доступа к данным вместо стандартного жёсткого диска, главным образом нацеленного на профессионального пользователя. Обратная совместимость с компьютерами, не оборудованными Thunderbolt, также была проблемой, поскольку большинство устройств хранения обладало только двумя портами Thunderbolt для того, чтобы объединить до шести устройств в цепь вместе от одного порта.

Другие компании фокусировались на предоставлении интерфейсных решений, позволяя более старым, обычно более медленным, интерфейсам быть направленными через единственное соединение Thunderbolt, подразумевая, что только один провод Thunderbolt должен был быть соединён с компьютером, а не многими проводами для каждого интерфейса. Точно так же в начале июля 2011 года Apple выпускает обновлённый монитор Apple Thunderbolt Display, который поддерживает многие более старые интерфейсы, включая Ethernet, фактически делая его первым продуктом, который будет в состоянии использовать его в качестве концентратора.

С середины 2012 компании-производители LaCie и Drobo начали включать USB 3.0 в дополнение к Thunderbolt для своих устройств.

Безопасность[править | править код]

Так как интерфейс Thunderbolt расширяет шину PCI Express, которая является основной шиной расширения в существующих системах, он позволяет получить низкоуровневый доступ к системе. Устройства PCI должны иметь неограниченный доступ к памяти и могут таким образом поставить под угрозу безопасность хранения данных. Эта проблема существует со многими высокоскоростными шинами расширения, включая PC Card, ExpressCard и FireWire.

Злоумышленник может, например, намеренно настроить устройство, использующее Thunderbolt. При подключении к компьютеру устройство, имея прямой и беспрепятственный доступ к системной памяти и другим устройствам, в состоянии обойти практически все меры безопасности ОС и имеет возможность читать ключи шифрования или устанавливать вредоносные программы.

Некоторые процессоры Intel[27], начиная с введения микроархитектуры Nehalem (бренды Core i3, Core i5, Core i7 и более поздние) поддерживают аппаратную виртуализацию ввода-вывода, IOMMU[источник не указан 1594 дня]. Это позволяет операционной системе изолировать устройство в своём собственном адресном пространстве виртуальной памяти (аналогичный способ изоляции процессов друг от друга, использующих блок управления памятью). Таким образом, можно препятствовать получению доступа к несанкционированным частям памяти. Однако эта функция обычно не используется, за исключением её начальной цели — предоставить доступ передачи гостевых виртуальных машин к определённым аппаратным средствам.

Thunderbolt 2[править | править код]

В 2013 году был представлен обновлённый интерфейс Thunderbolt 2. На физическом уровне он идентичен Thunderbolt 1, используются такие же кабели и разъёмы, сохранена обратная совместимость. На логическом уровне была добавлена возможность агрегации каналов, и теперь два отдельных канала 10 Гбит/с могут объединяться в один логический канал со скоростью 20 Гбит/с.

Thunderbolt 2 использовался в Apple MacBook Pro Retina конца 2013 года (представлен 22 октября 2013 года).

Thunderbolt 3[править | править код]

Контроллер Intel Thunderbolt 3 (кодовое имя Alpine Ridge) увеличивает максимальную пропускную способность в 2 раза, до 40 Гбит/с (5 ГБ/с), имеет меньшее энергопотребление и позволяет подключать до двух мониторов с разрешением 4K, либо один с разрешением 5K (вместо одного 4K для более ранних версий стандарта). Новый контроллер будет поддерживать PCIe 3.0 и протоколы HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (до 30 Гц 4K). Thunderbolt 3 представляет собой порт, совместимый с USB 3.1, выполнен с разъёмом USB Type-C. Совместимость с более ранними вариантами интерфейса будет обеспечиваться с помощью переходников.[28][29][30]

Intel предложит два варианта контроллера Thunderbolt 3 — один будет использовать PCI Express x4 и предоставит два порта Thunderbolt 3, второй использует PCI Express x2 и имеет лишь один порт Thunderbolt 3. Первый будет использоваться в Mac Pro (2-го поколения) и Retina MacBook Pro, а второй — в более дешёвых Mac Mini и MacBook Air.

Поддержка Thunderbolt 3 ожидается в чипсетах для платформы Skylake.[28][29][30]

Thunderbolt 3 станет частью стандарта USB4, так как компания Intel передала все права на него USB Implementers Forum.

Первые двухметровые кабели Thunderbolt от Apple летом 2011 года стоили 49 долларов США. В январе 2013 года компания Apple снизила цены на свои кабели до 39 долларов. Apple также объявила о наличии более короткого полуметрового кабеля за 29 долларов США.

В июне 2012 года компании Apple начала продавать технологию Thunderbolt для гигабитного Ethernet-устройства за 29 долларов США.

В третьем квартале 2012 года другие производители начали выпускать кабели различной длины, включая максимально поддерживаемую длину 3 метра, в то время как те, кто выпускал системные блоки, начали включать кабель Thunderbolt в комплект.

Микросхемы контроллеров Thunderbolt выпускаются компанией Intel:

Модель Каналы Размеры, мм Питание, Вт Семейство Дата выхода Особенности
82523EF 4 15×15 3,8 Light Ridge 4 квартал 2010
82523EFL 4 15×15 3,2 Light Ridge 4 квартал 2010
L2510 2 15×15 н/д Eagle Ridge 1 квартал 2011
L2310 2 8×9 1,85 Eagle Ridge (SFF) 1 квартал 2011
L2210 1 5×6 0,7 Port Ridge 1 квартал 2011 Только устройства
L3510H 4 12×12 3,4 Cactus Ridge Отменён
L3510L 4 12×12 2,8 Cactus Ridge 1 квартал 2012
L3310 2 12×12 2,1 Cactus Ridge 2012 Только хост
L4510 4 12×12 н/д Redwood Ridge 2013 DP 1.2
L4410 2 10×10 н/д Redwood Ridge 2013 Только хост
L5520 4 ??? ??? Falcon Ridge Q3 2013 Thunderbolt 2, скорость 20 Гбит/с, DP 1.2
L5320 2 ??? ??? Falcon Ridge Q3 2013 Thunderbolt 2, скорость 20 Гбит/с, DP 1.2
L6540[31] 2 10.7 x 10.7 100 Alpine Ridge Q3 2015 Thunderbolt 3, скорость 40 Гбит/с, PCIe 3.0, HDMI 2.0, DP 1.2, USB 3.0, питание до 100 Вт (совместимо с USB Power Delivery)
L7340 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4
L7540 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4
L7440 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4, опциональная совместимость с портом USB-C

Эти микросхемы встраиваются в периферийные устройства и некоторые материнские платы.

Существуют контроллеры Thunderbolt, выполненные в виде платы расширения с интерфейсом PCIe x4, однако они требуют поддержки со стороны материнской платы[32][33].

Контроллер Thunderbolt 3 встроен в 10-нм процессоры Intel семейства Ice Lake.

  • Acer, одной из первых начавшая внедрять Thunderbolt, первой же и отказалась от него в пользу USB 3.0[34].
  1. ↑ Thunderbolt™ Technology (неопр.). Intel. Дата обращения 28 июня 2011.
  2. 1 2 Apple Updates MacBook Pro with Next Generation Processors, Graphics & Thunderbolt I/O Technology (пресс-релиз Apple)
  3. 1 2 3 4 5 Technology Brief (неопр.). Intel. Дата обращения 25 февраля 2011.
  4. 1 2 или
  5. ↑ Dilger, Daniel Eran (February 24, 2011). «Intel details Thunderbolt, says Apple has full year head start». AppleInsider. Retrieved February 25, 2011.
  6. ↑ Nilsson, LG (February 25, 2011). «Intel announces Thunderbolt». VR-Zone. VR Media. Retrieved February 27, 2011.
  7. 1 2 «Light Peak: Overview». Intel. Retrieved June 29, 2011.
  8. ↑ Sumitomo Electric Launches Optical Thunderbolt Cable Samples http://global-sei.com/news/press/12/prs045_s.html
  9. ↑ Patel, Nilay (September 24, 2009). «Video: Intel’s Light Peak running an HD display while transferring files… on a hackintosh». Engadget. AOL. Retrieved February 25, 2011.
  10. ↑ Jason Ziller (January 26, 2010). Intel Light Peak Interconnect Technology Update (YouTube). Intel. Event occurs at 1:20. Retrieved February 23, 2011.
  11. ↑ Shiels, Maggie (September 25, 2009). «Future is TV-shaped, says Intel». BBC News. Retrieved September 27, 2009.
  12. ↑ Light Peak to Connect Consumer Devices at Record Speed // YouTube
  13. ↑ Collins, Barry (May 4, 2010). «Intel shows off first Light Peak laptop». PC Pro (Dennis Publishing). Retrieved May 5, 2010.
  14. ↑ Hollister, Sean (September 14, 2010). «Intel’s Light Peak optical interconnect shrinks slightly, LaCie, WD, Compal and Avid begin prototyping». Engadget. AOL. Retrieved November 28, 2010.
  15. Hachman, Mark. Intel Thunderbolt Rollout Won’t Be Lightning Fast, PC Mag, Ziff Davis (February 24, 2011). Дата обращения 26 февраля 2011.
  16. Shankland, Stephen. Intel’s Light Peak: One PC cable to rule them all, CNet News, CBS Interactive (September 23, 2009). Дата обращения 28 ноября 2010.
  17. Crothers, Brooke. Sources: ‘Light Peak’ technology not Apple idea, CNet News, CNet (September 29, 2009). Дата обращения 23 февраля 2011.
  18. Branscombe, Mary Intel Light Peak: a tech guide (неопр.). ZDNet. Ziff Davis (August 5, 2010). Дата обращения 22 октября 2012. Архивировано 20 апреля 2013 года.
  19. Crothers, Brooke. Sources: ‘Light Peak’ technology not Apple idea, CNet News, CBS Interactive (December 9, 2010). Дата обращения 23 февраля 2011.
  20. Shah, Agam. Intel says Light Peak interconnect technology is ready, Computer World, International Data Group (January 8, 2011). Дата обращения 23 февраля 2011.
  21. ↑ IPtronics (October 1, 2009). IPtronics Develops Components for Light Peak Technology. Пресс-релиз. Проверено April 5, 2011.
  22. Dilger, Daniel Eran Intel details Thunderbolt, says Apple has full year head start (неопр.). AppleInsider (February 24, 2011). Дата обращения 25 февраля 2011.
  23. Clarke, Peter. IPtronics, Avago chip in to Intel’s optical interconnect, EETimes (October 1, 2009). Дата обращения 1 октября 2009.
  24. 1 2 Metz, Cade. Intel: ‘PC makers took the light out of Light Peak’, The Register, Situation Publishing (February 24, 2011). Дата обращения 25 февраля 2011.
  25. Jason Ziller. Light Peak to Connect Consumer Devices at Record Speed [YouTube]. Intel. Проверено 23 февраля 2011. Время от начала источника: 1:13.
  26. ↑ Processor Feature Filter, Intel Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) — Yes / ARK, Intel  (англ.)
  27. 1 2 Leaked Info on Third-Generation Thunderbolt Points to 40Gbps Transfer Speeds (неопр.). MacRumors (April 21, 2014). Дата обращения 19 ноября 2014.
  28. 1 2 Next-gen Thunderbolt details: 40Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, and 100W power delivery for single-cable PCs (неопр.). Extreme Tech (April 22, 2014). Дата обращения 19 ноября 2014.
  29. 1 2 Next-gen Thunderbolt doubles speeds but changes the connector (неопр.). Ars Technica (April 22, 2014). Дата обращения 19 ноября 2014.
  30. ↑ GA-Z170N-Gaming 5 (rev. 1.0) | Motherboard — GIGABYTE Global
  31. ↑ ASUS добавляет поддержку Thunderbolt в платы для процессоров AMD Архивировано 2 июля 2017 года.
  32. ↑ Intel планирует выпуск карты расширения PCIe с одним портом Thunderbolt Архивировано 4 марта 2016 года.
  33. ↑ журнал Железо 7-8/2013, стр.82

Thunderbolt — Википедия. Что такое Thunderbolt

Thunderbolt

Thunderbolt.svg

Тип Ввод-вывод, поддерживает два протокола[1]
История
Разработчик Intel в сотрудничестве с Apple
Производитель Различные
Произведено 24 февраля 2011[2] – н. в.
Спецификации
Длина 3 м максимум (медные кабели)[3]
Ширина 7,4 мм штекер (8,3 мм разъём)
Высота 4,5 мм штекер (5,4 мм разъём)
Подключение на ходу да
Внешнее да
Электрическое до 10 Ватт[3]
Макс. напряжение 18 В
Макс. ток 550 мА
Аудиосигнал По протоколу DisplayPort или при помощи внешних звуковых карт с протоколом USB. Поддержка аудио через адаптеры HDMI.
Сигнал данных да
Полоса пропускания * 10 Гб/с или 20 Гб/с в Thunderbolt 2 PCIe и 10 Гб/с DisplayPort[4]
  • 40 Гб/с в Thunderbolt 3
Протокол 4х PCI Express 2.0[4], DisplayPort v1.1a[3]
Выводы 20
Соединитель Mini DisplayPort
Распиновка
контакт 1 GND Заземление
контакт 2 HPD Определение Hot Plug
контакт 3 HS0TX(P) HighSpeed Передача 0 +
контакт 4 HS0RX(P) HighSpeed Получение 0 +
контакт 5 HS0TX(N) HighSpeed Передача 0 —
контакт 6 HS0RX(N) HighSpeed Получение 0 —
контакт 7 GND Заземление
контакт 8 GND Заземление
контакт 9 LSR2P TX LowSpeed Передача
контакт 10 GND Заземление (резерв)
контакт 11 LSP2R RX LowSpeed Получение
контакт 12 GND Заземление (резерв)
контакт 13 GND Заземление
контакт 14 GND Заземление
контакт 15 HS1TX(P) HighSpeed Передача 1 +
контакт 16 HS1RX(P) HighSpeed Получение 1 +
контакт 17 HS1TX(N) HighSpeed Передача 1 —
контакт 18 HS1RX(N) HighSpeed Получение 1 —
контакт 19 GND Заземление
контакт 20 DPPWR Питание

Thunderbolt (с англ. — «раскат грома») — аппаратный интерфейс, ранее известный как Light Peak, Интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel в сотрудничестве с Apple, для подключения периферийных устройств к компьютеру с максимальной скоростью передачи данных до 10 Гбит/с по медному проводу и до 20 Гбит/с при использовании оптического кабеля.

Thunderbolt комбинирует интерфейсы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в одном кабеле. Допускается подключение к одному порту до шести периферийных устройств путём их объединения в цепочку.

Описание

Thunderbolt.svg Разъём Thunderbolt на MacBook Pro. Такой разъем используется в Thunderbolt версии 1 и 2.

Интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Торговая марка Thunderbolt была зарегистрирована Apple, но позже была передана компании Intel. Полные права принадлежат Intel. Первым устройством, где был применен данный интерфейс, стал ноутбук MacBook Pro компании Apple, который был анонсирован 24 февраля 2011 года[2].

Thunderbolt изначально разрабатывался для объединения мобильных устройств, ноутбука и настольного компьютера с использованием меньшего числа кабелей. В стандарте был предложен универсальный разъём для дисплеев и внешних устройств хранения. Передаваемая по Thunderbolt 1 и 2 мощность электропитания — 10 ватт — больше, чем 4,5—5 ватт в стандартном USB 3.0.

Интерфейс Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и предоставляет постоянное напряжение по тому же кабелю. Контроллеры Thunderbolt мультиплексируют один или более каналов данных от подключенных к ним устройств PCIe или DisplayPort для передачи через один дуплексный канал Thunderbolt, затем демультиплексируют их для использования устройствами PCIe или DP на другом конце[3]. Один порт Thunderbolt поддерживает до шести устройств Thunderbolt, подключаемых через концентраторы (хабы) или цепочкой (daisy chain).

Несколько устройств могут использоваться в качестве мониторов, но их количество не может превышать количества источников сигнала DP.

Монитор, использующий настоящий разъем MDP, может быть подключен к концу Thunderbolt-цепочки, так как Thunderbolt совместим с устройствами, поддерживающими DP 1.1a. При подключении DP-совместимого устройства к порту Thunderbolt предоставляется сигнал DP c 4 линиями (lane) и скоростью не более 5,4 Гбит/с на линию Thunderbolt. При соединении с устройством Thunderbolt скорость передачи данных по каждой линии составляет 10 Гбит/с, 4 линии Thunderbolt сконфигурированы как 2 полнодуплексных 10 Гбит/с канала, каждый состоит из линии на приём и линии на передачу[3].

Интерфейс Thunderbolt может быть реализован на PCIe-видеокартах, у которых есть доступ к разъему DP и подключению по шине PCIe, или на материнской плате новых компьютеров со встроенным видео, таких, как MacBook Air[6][7].

Интерфейс изначально разрабатывался для работы с оптическими кабелями, разработанными партнерами Intel и в лаборатории Intel’s Silicon Photonics. В это время технология была известна под названием Light Peak[8]. В 2011 технология была переименована в Silicon Photonics Link[8]. Однако было обнаружено, что обычное медное проводное соединение могло предоставить требуемую пропускную способность в 10 Гбит/с на каждую линию по более низкой цене. Оптические кабели Thunderbolt были заявлены в середине апреля 2012 года компанией Sumitomo Electric Industries[9].

Кабель

Конструктивно в интерфейсе Thunderbolt версий 1 и 2 используется тот же разъём, что и Mini DisplayPort (MDP). MDP электрически совместим с полноразмерным DisplayPort, но использует меньший по размеру разъём, на котором отсутствует защёлка.

Активные кабели Thunderbolt содержат специальные интегральные микросхемы внутри корпуса разъёма. У кабеля есть пять проводов: один для управления и две однонаправленных пары, одна для входящего и вторая для исходящего трафика.

Thunderbolt.svg 24-контактный USB-разъём тип «C» (Type-C) — используется в интерфейсе Thunderbolt 3-й версии.

В интерфейсе Thunderbolt 3-й версии используется разъём USB Type-C.

История

Введение

Компания Intel представила технологию Light Peak на форуме разработчиков Intel (IDF) в 2009 году, используя прототип материнской платы компьютера Mac Pro, с которого через 30-метровый оптический кабель передавалось два видеопотока с разрешением 1080p, Ethernet и подключался внешний накопитель информации[10]. Интерфейс использовал модифицированные разъемы USB, контроллер был реализован на карте PCI Express с двумя оптическими модулями, предоставляющие сигнал для четырёх портов[11].

На выставке Intel заявил, что системы, оборудованные Light Peak, могут появиться уже в 2010 году[12]. Видео, опубликованное Intel на сайте YouTube, демонстрировало взаимодействие интерфейса Light Peak с HD-камерами, ноутбуками, док-станциями и HD-мониторами. Джейсон Зиллер, глава подразделения Intel Optical I/O Program Office, также продемонстрировал внутренние компоненты технологии под микроскопом и процесс передачи данных на осциллографе[13].

4 мая 2010 года в Брюсселе Intel продемонстрировала ноутбук с разъемом Light Peak, указывая, что контроллер возможно сделать небольшим для встраивания в компактные устройства. Была продемонстрирована одновременная отправка двух HD-видеопотоков с этого ноутбука, из чего можно сделать вывод, что, по крайней мере, некоторая часть программного обеспечения/прошивки и протоколов была функциональна. На той же демонстрации представители Intel сказали, что производство контроллеров может начаться в конце 2010 года[14].

В сентябре 2010 некоторые ранние коммерческие прототипы от производителей демонстрировались на Intel Developer Forum 2010[15].

Медь или оптика

Первоначально технология была задумана оптическая, но Intel перешёл на электрические соединения, чтобы уменьшить затраты и предоставить до 10 Вт питания для подключенных устройств[16].

В 2009 году представители Intel сказали, что компания «работает над комбинированием оптоволокна и медных проводов, чтобы Light Peak мог использоваться для питания устройств, подключённых к ПК»[17].

В 2010 году Intel сказала, что первоначальная их цель была в том, чтобы «иметь одну единственную технологию», которая позволила бы иметь «электрические сигналы USB 3.0 […] и комбинированную передачу питания для USB 3.0 или 4.0»[18]. Заявлялось, что разъемы должны выдерживать по 7 тысяч циклов подключения, кабели имеют столь небольшой радиус изгиба, что могут быть буквально завязаны узлом, и волокно имеет высокую прочность. Ожидалось, что кабели Light Peak будут не дороже кабелей HDMI[19].

В январе 2011 Дэвид Перлматтер из Intel рассказал изданию Computerworld, что начальные реализации Thunderbolt будут использовать медные кабели без оптоволокна[20]. «Медная технология вышла очень хорошей, на удивление лучше, чем мы думали.» — сказал он[21]. Одно из важных преимуществ медного кабеля — возможность передачи питания. Заключительный стандарт Thunderbolt определяет допустимую нагрузку в 10 Вт на каждый порт.

Intel и её партнеры все ещё разрабатывают оптические кабели и устройства Thunderbolt[22]. Оптоволокно позволит создавать кабели длиной до десятков метров, но без передачи электропитания[23][24][25]. Планируется использование пары волокон диаметром 62,5 микрона и ИК-сигналов с максимальным расстоянием передачи в 100 метров[26]. Преобразование электрического сигнала к оптическому будет встроено в сам кабель, поэтому он будет совместим с нынешними разъемами в формате MDP, но в будущем Intel надеется встроить оптический трансивер в ПК[25].

Появление на рынке

Ходили слухи, что в начале 2011 года обновление MacBook Pro будет включать в себя какой-то новый порт данных, и большая часть людей предположила, что это будет Light Peak (Thunderbolt). В то время не было никакой информации о физической реализации, на макетах стали показывать систему, подобную более ранним демонстрационным примерам Intel, использующим комбинированный порт USB/Light Peak. Незадолго до выпуска новых машин USB — IF объявили, что они не смогли бы сделать это, утверждая, что USB не был открыт для модификации таким образом.

Тем не менее, в июле 2011 Sony выпускает свой Vaio Z21 ноутбук с «Power Media Dock» с Thunderbolt на оптике, чтобы соединиться с внешней видеокартой, используя комбинированный порт, который ведёт себя не только как USB, но и также включает оптическое взаимосвязанное соединение, требуемое для Thunderbolt. Другие реализации этой технологии начались в 2012 с платами для настольных компьютеров, предлагающими доступное взаимосвязанное соединение.

Несмотря на эти комментарии и предположения, введение Apple стало главным сюрпризом, когда выяснилось, что порт был основан на MDP, а не USB. Поскольку система была описана, решение проблемы дисплея стало ясно: контроллеры Thunderbolt мультиплексируют данные от существующих систем DP с данными от порта PCIe в один кабель. Более старые дисплеи, использующие DP 1.1a или более ранние версии, должны быть расположены в конце цепи устройств Thunderbolt, но «родные» дисплеи могут быть размещены в любом месте вдоль линии. Устройства Thunderbolt могут перемещаться куда угодно по цепи. В этом случае интерфейс Thunderbolt совместно использует отношение с более старой системой ACCESS.bus, которая использует разъем дисплея, чтобы поддерживать низкоскоростную шину.

Компания Apple объяснила, что 6 объединённых в последовательно соединенную цепь периферийных устройств, поддерживающихся портом Thunderbolt, должны находиться в конце цепи.

В феврале 2011 Apple представила свою новую линейку ноутбуков MacBook Pro и объявила, что коммерческим названием технологии будет Thunderbolt и она будет впервые использована на этих машинах для ввода-вывода.

В мае 2011 года компания Apple анонсировала новую линейку iMac, включавшую в себя интерфейс Thunderbolt.

Порт Thunderbolt на новом Mac находится в том же расположении относительно других портов и поддерживает те же физические размерности, как предшествующий разъем MDP. Основным видимым различием Mac, оборудованным Thunderbolt, является символ Thunderbolt рядом с портом.

Стандарт DisplayPort частично совместим с Thunderbolt, поскольку оба совместно используют физически совместимый разъем MDP от Apple. Целевой режим отображения на iMac требует, чтобы кабель Thunderbolt принял входящий видеосигнал от другого компьютера с поддержкой Thunderbolt. DP-мониторы должны быть последними (или единственными) устройствами в цепи устройств Thunderbolt.

Компания Intel объявила, что комплект разработчика будет выпущен во втором квартале 2011 года, в то время как производители аппаратного обеспечения указали, что они добавят поддержку тестирования и разработки устройств Thunderbolt. Комплект разработчика предоставляется только по запросу.

Периферийные устройства

В то время как Apple выпустила свой первый компьютер с функцией поддержки интерфейса Thunderbolt в начале 2011 года, потребовалось некоторое время, чтобы захватить рынок периферийных устройств.

Производитель устройств хранения данных Promise Technology был первой компанией, которая выпустила RAID-системы хранения Pegasus R4 (4 диска) и Pegasus R6 (6 дисков), однако они были сравнительно дороги для среднего потребителя. Кроме того, после массовых наводнений в Таиланде, где производился ряд компонентов для значительной доли жестких дисков, сильно уменьшилось их производство, так что в целом наряду со многими продуктами на рынке, после первоначального релиза розничные цены также выросли, не способствуя быстрому внедрению данных устройств.

Кроме того, потребовалось некоторое время для других производителей устройств хранения данных, чтобы выпустить продукты с большей частью фокусировки на устройства хранения меньшего размера, с упором на скорость, а не крупномасштабными потребностями хранения данных. Многие из этих устройств были размером в 1 Тб, в некоторых также был в наличии SSD для быстрого внешнего доступа к данным вместо стандартного жесткого диска, главным образом нацеленного на профессионального пользователя. Обратная совместимость с компьютерами, не оборудованными Thunderbolt, также была проблемой, поскольку большинство устройств хранения обладало только двумя портами Thunderbolt для того, чтобы объединить до шести устройств в цепь вместе от одного порта.

Другие компании фокусировались на предоставлении интерфейсных решений, позволяя более старым, обычно более медленным, интерфейсам быть направленными через единственное соединение Thunderbolt, подразумевая, что только один провод Thunderbolt должен был быть соединен с компьютером, а не многими проводами для каждого интерфейса. Точно так же в начале июля 2011 года Apple выпускает обновленный монитор Apple Thunderbolt Display, который поддерживает многие более старые интерфейсы, включая Ethernet, фактически делая его первым продуктом, который будет в состоянии использовать его в качестве концентратора.

С середины 2012 компании-производители LaCie и Drobo начали включать USB 3.0 в дополнение к Thunderbolt для своих устройств.

Безопасность

Так как интерфейс Thunderbolt расширяет шину PCI Express, которая является основной шиной расширения в существующих системах, он позволяет получить низкоуровневый доступ к системе. Устройства PCI должны иметь неограниченный доступ к памяти и могут таким образом поставить под угрозу безопасность хранения данных. Эта проблема существует со многими высокоскоростными шинами расширения, включая PC Card, ExpressCard и FireWire.

Злоумышленник может, например, намеренно настроить устройство, использующее Thunderbolt. При подключении к компьютеру устройство, имея прямой и беспрепятственный доступ к системной памяти и другим устройствам, в состоянии обойти практически все меры безопасности ОС и имеет возможность читать ключи шифрования или устанавливать вредоносные программы.

Некоторые процессоры Intel[27], начиная с введения микроархитектуры Nehalem (бренды Core i3, Core i5, Core i7 и более поздние) поддерживают аппаратную виртуализацию ввода-вывода, IOMMU[источник не указан 1137 дней]. Это позволяет операционной системе изолировать устройство в своем собственном адресном пространстве виртуальной памяти (аналогичный способ изоляции процессов друг от друга, использующих блок управления памятью). Таким образом, можно препятствовать получению доступа к несанкционированным частям памяти. Однако эта функция обычно не используется, за исключением её начальной цели — предоставить доступ передачи гостевых виртуальных машин к определенным аппаратным средствам.

Thunderbolt 2

В 2013 году был представлен обновленный интерфейс Thunderbolt 2. На физическом уровне он идентичен Thunderbolt 1, используются такие же кабели и разъемы, сохранена обратная совместимость. На логическом уровне была добавлена возможность агрегации каналов, и теперь два отдельных канала 10 Гбит/с могут объединяться в один логический канал со скоростью 20 Гбит/с.

Thunderbolt 2 использовался в Apple MacBook Pro Retina конца 2013 года (представлен 22 октября 2013 года).

Thunderbolt 3

Контроллер Intel Thunderbolt 3 (кодовое имя Alpine Ridge) увеличивает максимальную пропускную способность в 2 раза, до 40 Гбит/с (5 ГБ/с), имеет меньшее энергопотребление и позволяет подключать до двух мониторов с разрешением 4K, либо один с разрешением 5K (вместо одного 4K для более ранних версий стандарта). Новый контроллер будет поддерживать PCIe 3.0 и протоколы HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (до 30 Гц 4K). Thunderbolt 3 представляет собой порт, совместимый с USB 3.1, выполнен с разъёмом USB Type-C. Совместимость с более ранними вариантами интерфейса будет обеспечиваться с помощью переходников.[28][29][30]

Intel предложит два варианта контроллера Thunderbolt 3 — один будет использовать PCI Express x4 и предоставит два порта Thunderbolt 3, второй использует PCI Express x2 и имеет лишь один порт Thunderbolt 3. Первый будет использоваться в Mac Pro (2-го поколения) и Retina MacBook Pro, а второй — в более дешевых Mac Mini и MacBook Air.

Поддержка Thunderbolt 3 ожидается в чипсетах для платформы Skylake.[28][29][30]

Стоимость

Первые двухметровые кабели Thunderbolt от Apple летом 2011 года стоили 49 долларов США. В январе 2013 года компания Apple снизила цены на свои кабели до 39 долларов. Apple также объявила о наличии более короткого полуметрового кабеля за 29 долларов США.

В июне 2012 года компании Apple начала продавать технологию Thunderbolt для гигабитного Ethernet-устройства за 29 долларов США.

В третьем квартале 2012 года другие производители начали выпускать кабели различной длины, включая максимально поддерживаемую длину 3 метра, в то время как те, кто выпускал системные блоки, начали включать кабель Thunderbolt в комплект.

Контроллеры

Микросхемы контроллеров Thunderbolt выпускаются компанией Intel:

Модель Каналы Размеры, мм Питание, Вт Семейство Дата выхода Особенности
82523EF 4 15×15 3,8 Light Ridge 4 квартал 2010
82523EFL 4 15×15 3,2 Light Ridge 4 квартал 2010
L2510 2 15×15 н/д Eagle Ridge 1 квартал 2011
L2310 2 8×9 1,85 Eagle Ridge (SFF) 1 квартал 2011
L2210 1 5×6 0,7 Port Ridge 1 квартал 2011 Только устройства
L3510H 4 12×12 3,4 Cactus Ridge Отменен
L3510L 4 12×12 2,8 Cactus Ridge 1 квартал 2012
L3310 2 12×12 2,1 Cactus Ridge 2012 Только хост
L4510 4 12×12 н/д Redwood Ridge 2013 DP 1.2
L4410 2 10×10 н/д Redwood Ridge 2013 Только хост
L5520 4 ??? ??? Falcon Ridge Q3 2013 Thunderbolt 2, скорость 20 Гбит/с, DP 1.2
L5320 2 ??? ??? Falcon Ridge Q3 2013 Thunderbolt 2, скорость 20 Гбит/с, DP 1.2
L6540[31] 2 10.7 x 10.7 100 Alpine Ridge Q3 2015 Thunderbolt 3, скорость 40 Гбит/с, PCIe 3.0, HDMI 2.0, DP 1.2, USB 3.0, питание до 100 Вт (совместимо с USB Power Delivery)
L7340 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4
L7540 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4
L7440 Titan Ridge Q1 2018 Thunderbolt 3, скорость 40 Gbit/s, DP 1.4, опциональная совместимость с портом USB-C

Эти микросхемы встраиваются в периферийные устройства и некоторые материнские платы.

Существуют контроллеры Thunderbolt, выполненные в виде платы расширения с интерфейсом PCI-express x4, однако они требуют поддержки со стороны материнской платы[32][33].

Факты

  • Acer, одной из первых начавшая внедрять Thunderbolt, первой же и отказалась от него в пользу USB 3.0[34].

См. также

Примечания

  1. ↑ Thunderbolt™ Technology. Intel. Проверено 28 июня 2011.
  2. 1 2 Apple Updates MacBook Pro with Next Generation Processors, Graphics & Thunderbolt I/O Technology (пресс-релиз Apple)
  3. 1 2 3 4 5 Technology Brief. Intel. Проверено 25 февраля 2011.
  4. 1 2 или
  5. ↑ Dilger, Daniel Eran (February 24, 2011). «Intel details Thunderbolt, says Apple has full year head start». AppleInsider. Retrieved February 25, 2011.
  6. ↑ Nilsson, LG (February 25, 2011). «Intel announces Thunderbolt». VR-Zone. VR Media. Retrieved February 27, 2011.
  7. 1 2 «Light Peak: Overview». Intel. Retrieved June 29, 2011.
  8. ↑ Sumitomo Electric Launches Optical Thunderbolt Cable Samples http://global-sei.com/news/press/12/prs045_s.html
  9. ↑ Patel, Nilay (September 24, 2009). «Video: Intel’s Light Peak running an HD display while transferring files… on a hackintosh». Engadget. AOL. Retrieved February 25, 2011.
  10. ↑ Jason Ziller (January 26, 2010). Intel Light Peak Interconnect Technology Update (YouTube). Intel. Event occurs at 1:20. Retrieved February 23, 2011.
  11. ↑ Shiels, Maggie (September 25, 2009). «Future is TV-shaped, says Intel». BBC News. Retrieved September 27, 2009.
  12. ↑ Light Peak to Connect Consumer Devices at Record Speed // YouTube
  13. ↑ Collins, Barry (May 4, 2010). «Intel shows off first Light Peak laptop». PC Pro (Dennis Publishing). Retrieved May 5, 2010.
  14. ↑ Hollister, Sean (September 14, 2010). «Intel’s Light Peak optical interconnect shrinks slightly, LaCie, WD, Compal and Avid begin prototyping». Engadget. AOL. Retrieved November 28, 2010.
  15. Hachman, Mark. Intel Thunderbolt Rollout Won’t Be Lightning Fast, PC Mag, Ziff Davis (February 24, 2011). Проверено 26 февраля 2011.
  16. Shankland, Stephen. Intel’s Light Peak: One PC cable to rule them all, CNet News, CBS Interactive (September 23, 2009). Проверено 28 ноября 2010.
  17. Crothers, Brooke. Sources: ‘Light Peak’ technology not Apple idea, CNet News, CNet (September 29, 2009). Проверено 23 февраля 2011.
  18. Branscombe, Mary Intel Light Peak: a tech guide. ZDNet. Ziff Davis (August 5, 2010). Проверено 22 октября 2012. Архивировано 20 апреля 2013 года.
  19. Crothers, Brooke. Sources: ‘Light Peak’ technology not Apple idea, CNet News, CBS Interactive (December 9, 2010). Проверено 23 февраля 2011.
  20. Shah, Agam. Intel says Light Peak interconnect technology is ready, Computer World, International Data Group (January 8, 2011). Проверено 23 февраля 2011.
  21. ↑ IPtronics (October 1, 2009). IPtronics Develops Components for Light Peak Technology. Пресс-релиз. Проверено April 5, 2011.
  22. Dilger, Daniel Eran Intel details Thunderbolt, says Apple has full year head start. AppleInsider (February 24, 2011). Проверено 25 февраля 2011.
  23. Clarke, Peter. IPtronics, Avago chip in to Intel’s optical interconnect, EETimes (October 1, 2009). Проверено 1 октября 2009.
  24. 1 2 Metz, Cade. Intel: ‘PC makers took the light out of Light Peak’, The Register, Situation Publishing (February 24, 2011). Проверено 25 февраля 2011.
  25. Jason Ziller. Light Peak to Connect Consumer Devices at Record Speed [YouTube]. Intel. Проверено 23 февраля 2011. Событие произошло 1:13.
  26. ↑ Processor Feature Filter, Intel Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) — Yes / ARK, Intel  (англ.)
  27. 1 2 Leaked Info on Third-Generation Thunderbolt Points to 40Gbps Transfer Speeds. MacRumors (April 21, 2014). Проверено 19 ноября 2014.
  28. 1 2 Next-gen Thunderbolt details: 40Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, and 100W power delivery for single-cable PCs. Extreme Tech (April 22, 2014). Проверено 19 ноября 2014.
  29. 1 2 Next-gen Thunderbolt doubles speeds but changes the connector. Ars Technica (April 22, 2014). Проверено 19 ноября 2014.
  30. ↑ http://www.gigabyte.com/products/product-page.aspx?pid=5529#ov
  31. ↑ ASUS добавляет поддержку Thunderbolt в платы для процессоров AMD Архивировано 2 июля 2017 года.
  32. ↑ Intel планирует выпуск карты расширения PCIe с одним портом Thunderbolt Архивировано 4 марта 2016 года.
  33. ↑ журнал Железо 7-8/2013, стр.82

Ссылки

В чем разница между Thunderbolt 3 и USB-C

В чем разница между Thunderbolt 3 и USB-C

Новые ноутбуки часто поставляются с портом, который принимает штекер любой стороной и поддерживает очень высокую скорость передачи. Знаете ли Вы, что это за порт? Если Вы думаете, что это порт Thunderbolt 3 или USB 3.1, Вы правы.

Оба протокола передачи данных используют один и тот же разъем, но их возможное использование различно. Может быть сложно понять разницу между двумя портами.

Однако, как только Вы поймете разницу, Вы легко сможете определить, какой порт и как его использовать.

Что такое Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 — это проприетарный (на данный момент) протокол передачи данных и видео, разработанный Intel. Чтобы использовать его, производители ПК должны получить сертификацию Intel. Не каждая компания хочет это делать.

Это очень плохо, потому что Thunderbolt 3 невероятно быстр. Он намного быстрее, чем текущие максимальные скорости для USB. Текущая топовая версия USB — это USB 3.1 Gen 2, которая способна развивать скорость до 10 гигабит в секунду (Гбит/с). Это только одна четверть максимальной скорости Thunderbolt 3, которая имеет максимальную пропускную способность 40 Гбит/с.

В чем разница между Thunderbolt и USB 3.1

Прежде чем мы перейдем к возможностям Thunderbolt 3 по сравнению с USB 3.1, давайте поговорим о том, как он выглядит. И Thunderbolt 3, и USB 3.1 используют разъем и порт USB Type-C.

Чтобы заметить разницу, порты и кабели Thunderbolt 3 обычно обозначены стрелкой в виде молнии. Порты USB также могут иметь молнии, но они означают, что порт USB способен заряжать мелкие предметы, такие как смартфоны, даже когда ноутбук выключен.

Теперь критический момент, касающийся Thunderbolt 3 и USB: порт Thunderbolt 3 также может функционировать как порт USB, но порт USB не может работать как Thunderbolt 3.

Thunderbolt 3 имеет опцию «запасной вариант», при которой, если он не может обмениваться данными с подключенным устройством как устройством Thunderbolt, он пытается использовать протокол USB. При использовании USB порт Thunderbolt 3 ограничивается скоростью USB подключенного устройства, а не быстрыми скоростями Thunderbolt.

Скорость Thunderbolt не означает, что Вы можете перенести двухчасовое видео 4K на внешний диск намного быстрее. Вы можете подключить до двух 4K-дисплеев с частотой 60 Гц через DisplayPort. USB 3.1 Gen 2 также поддерживает видео в так называемом «альтернативном режиме», где Вы можете напрямую подключиться к монитору DisplayPort. Тем не менее, альтернативный режим заключается в том, что это дополнительная функция, которую OEM-производители должны включить. Thunderbolt 3, для сравнения, поддерживает видео из коробки.

С Thunderbolt 3 Вы также можете подключить до шести дополнительных устройств к ПК. Это означает, что Вы подключаете устройство A к порту Thunderbolt 3 на своем ноутбуке, а затем подключаете устройство A к устройству B и так далее. Все устройства должны использовать Thunderbolt 3. Если Вы используете, например, устройство USB 3.1 в качестве устройства C, тогда гирляндная цепь останавливается в этой точке.

Также имейте в виду, что Вашему ноутбуку потребуются вычислительные ресурсы для работы со всеми подключенными устройствами Thunderbolt. Последовательное подключение обычно используется для подключения нескольких дисплеев, но также может использоваться для объединения нескольких мониторов и внешних жестких дисков в один порт.

Samsung поддерживает последовательное подключение мониторов с USB 3.1, но, как правило, эта функция поддерживается не так хорошо, как в Thunderbolt 3.

Наконец, Thunderbolt 3 может поддерживать устройства PCIe, такие как док-станции для внешних видеокарт, а USB 3.1 — нет. Поддержка PCIe позволяет геймерам превратить ноутбук без поддержки графики в довольно хорошее игровое устройство. Хитрость в том, что производители компьютеров должны поддерживать эту функцию в своих ноутбуках, поскольку поддержка видеокарт PCIe не автоматическая.

Какие компьютеры поддерживают Thunderbolt 3

Самый простой способ убедиться, что Вы приобрели устройство с Thunderbolt 3 — это купить Mac. Apple устанавливает этот порт на все свои современные машины, включая ноутбуки, настольные компьютеры и многофункциональные устройства.

Если Вы хотите получить порт Thunderbolt 3 из коробки на устройствах под управлением Windows, то ищете ноутбук. Некоторые готовые настольные компьютеры поддерживают Thunderbolt 3, но обычно Вам нужно купить карту расширения, чтобы добавить Thunderbolt 3 на ПК с Windows.

Ноутбуки, которые имеют с порт Thunderbolt 3 обычно дорогие. Вот некоторые примеры: Alienware M17, Asus ZenBook S UX391 и Lenovo ThinkPad X390 Yoga.

Какое будущее у Thunderbolt

Неясно, планирует ли Intel обновить Thunderbolt до версии 4, но будущее Thunderbolt 3 очень ясно. Протокол Intel Thunderbolt сливается с USB4. Спецификация для USB4 была анонсирована летом 2019 года, а продукты на базе USB4 будут выпущены в 2020 или 2021 году.

USB4 будет иметь ту же максимальную скорость передачи 40 Гбит/с, что и Thunderbolt 3, а также такую же способность отображать видео и последовательные устройства. Как только устройства USB4 начнут выпускаться, ожидается, что Thunderbolt 3 со временем исчезнет.

Компании могут создавать устройства, которые будут такие же быстрые, как Thunderbolt 3, но без проблем с лицензией от Intel.

Производители компьютеров, вероятно, продолжат включать стандартные порты USB на ноутбуках для поддержки устаревшего оборудования как домашних, так и корпоративных пользователей без использования адаптеров.

С таким отдаленным будущим, связанным с USB4, все еще стоит знать разницу между портом USB Type C и Thunderbolt 3.

Thunderbolt — что это такое и для чего нужно

Thunderbolt (старое название Light Peak) это интерфейс который разработан корпорацией Intel и представленный в 2009 году. По задумке разработчиков из Intel новый интерфейс должен заменить такие привычные и популярные интерфейсы как SCSI, USB, eSATA, FireWire и DVI. С технической стороны интерфейс Thunderbolt представляет собой объединение интерфейсов DisplayPort и PCIexpress.

На данный момент интерфейс Thunderbolt даёт возможность передавать данные со скоростью 10 Гбит/с в 2-х направлениях на расстояние до три метров. 10 Гбит/с это в 20 раз быстрее интерфейса USB 2.0, в 10 раз быстрее сетевого подключения Gigabit Ethernet и в 2 раза быстрее новой версии интерфейса USB 3.0. При помощи интерфейса Thunderbolt можно передать фильмец с разрешением FullHD меньше чем за минуту. В ближайшие 10 лет корпорация Intel планирует увеличить скорость работы Thunderbolt до впечатляющих 100 Гбит/с. При этом планируется юзать оптические кабели.

Схема работы интерфейса ThunderboltСхема работы интерфейса Thunderbolt

Помимо огромной скорости передачи информации интерфейс Thunderbolt имеет и другие преимущества по сравнению с другими популярными интерфейсами.

  • Поддержка обратной совместимости со старыми стандартами. При помощи специальных адаптеров к порту Thunderbolt можно подключить устройства, предназначенные для работы с интерфейсами USB 2.0, FireWire или eSATA.
  • Интерфейс Thunderbolt даёт возможность передавать не только данные, но и видеопоток. Ввиду этому при помощи него можно подключать к ПК мониторы с поддержкой порта DisplayPort. А при использовании переходников на DisplayPort можно подключить вообще любой монитор.
  • При помощи интерфейса Thunderbolt устройство может получать до 10 Ватт электроэнергии.
  • К одному порту можно подключать несколько устройств, для этого можно юзать Thunderbolt хабы. Тоже Thunderbolt устройства можно подключать по цепочке. В каждом устройстве с поддержкой интерфейса Thunderbolt будет сразу два порта. При помощи 1-го порта вы сможете подключить устройство к ПК, а при помощи второго порта подключить еще одно Thunderbolt-устройство. Таким образом, можно подключать несколько устройств без использования хаба.

Thunderbolt порт и кабельThunderbolt порт и кабель

Ввиду этим особенностям интерфейс Thunderbolt может заменить десяток других интерфейсов разного предназначения.

Видео про Thunderbolt. Особенности и отличия от других стандартов.

 

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Thunderbolt обзор технологии от Apple

Выбор редакции

Обзор Thunderbolt

Итак, Thunderbold: как это работает, в чем плюсы и минусы инновации от Apple.

Какими бы конструктивными особенностями не отличался интерфейс для подключения периферийных устройств, любой пользователь рассчитывает, что он будет обладать следующими характеристиками: универсальностью и высокой скоростью передачи данных.

Лишь сочетание этих двух качеств делают его по-настоящему эффективным.

Ярким примером успешной комбинации этих возможностей служит Thunderbolt — новая технология подключения периферийных устройств, созданная совместными усилиями двух гигантов на рынке современной индустрии — Apple и Intel.

Содержание:

Что же такое Thunderbolt?

Обзор возможностей технологии

Так что же представляет собой технология передачи данных от Apple? И какими преимуществами она может сразить своих конкурентов?

Если не вдаваться в технические подробности, её можно охарактеризовать так – это универсальный стандарт, обеспечивающий максимально удобную, быструю, надежную и эффективную связь между компьютерами и планшетами с различными внешними устройствами.

Говоря более доступным языком, Thunderbolt — это альтернатива технологии USB, только, как это уверяют производители, ещё более совершенная.

Технология «Thunderbolt» 3 является последней итерацией. Она отличается аппаратным интерфейсом, разработанным для подключения нескольких внешних периферийных устройств к компьютеру на высоких скоростях передачи данных.

к содержанию ↑

Теоретические скорости

Особенности Thunderbolt

Максимальная теоретическая скорость передачи — 40 Гигабит в секунду (5ГБ/сек), на порт «Thunderbolt» 3, это, несомненно, быстро.

Чтобы действительно достичь теоретической скорости в 40 Гбит/с пользователю придется приложить определенные усилия.

Но это вдвое больше скорости технологии Thunderbolt 2 и в четыре раза быстрее первой ревизии. Что это значит для пользователей Mac и PC?

Запись данных на внешний диск для резервного копирования или возможность сохранять большие медиа-файлы будет реализована гораздо быстрее. Так же, как и извлечение данных с этих дисков.

Но внешние жесткие диски, массивы RAID или твердотельные накопители — это не единственные устройства, которые могут использоваться с Thunderbolt 3 связью.

Поскольку работа технологии связи использует биты, эти биты могут быть отображены на мониторе так же легко, как они могут быть сохранены на носителе.

Оригинальная спецификация «технологии передачи данных» была достаточно многообещающей.

Компания даже специально выпустили монитор «Thunderbolt» от Apple, который мог отображать 2,560 x 1,440 пикселей на 27-дюймовом дисплее (с соотношением сторон 16:9).

Thunderbolt 2 сделал возможным для Mac или PC управлять 4К (uhd с-1) дисплеем с разрешением 3,840 x 2160 пикселей, в очередной раз на 16:9.

Соотношение сторон именно важное значение в современном стандарте мониторов. Что еще более важно, технология передачи данных 2.0 позволяет одновременно обеспечить 4К (2160р) прямую трансляцию на дисплей и хранения.

Как оригинальный «Thunderbolt», так и технология передачи данных 2.0 бледно выглядит по сравнению с портами «Thunderbolt» 3 с точки зрения скорости.

Новое оборудование обеспечивает достаточную скорость для передачи видео с двух дисплеев одновременно с разрешением 4K при 60 кадров в секунду с достаточной частотой обновления или с одним дисплеем 4K со скоростью 120 кадров в секунду.

к содержанию ↑

Нюанс совместимости

Thunderbolt в Macbook

Один из главных вопросов, с которыми сталкиваются многие владельцы Mac и PC, — будут ли их устройства работать с будущими компьютерами, оснащенными Thunderbolt 3.

Это хороший вопрос, так как интерфейс Thunderbolt 3 с мини-разъемами DisplayPort используется для Thunderbolt и «Thunderbolt» 2, заменив их USB-С разъемом.

К сожалению, это вопрос без ответа – по крайней мере, для многих пользователей и, по всей видимости, для производителей в том числе.

Потому что интерфейс Thunderbolt 3 использует USB-разъем. Потребуется адаптер, чтобы разрешить подключение оригинальных Thunderbolt /Thunderbolt 2, которые используются в периферийных устройствах.

Это вызывает дополнительные расходы и неудобства, которые многим пользователя не нравятся.

Также следует добавить, что технология «Thunderbolt» 3, вероятно, никогда не будет совместима с «Thunderbolt» 2, и уж точно не будет совместима с первой ревизией.

к содержанию ↑

Пик развития

Порт Thunderbolt

Возможно, многие пользователи помнят первый Thunderbolt продукт от Apple.

В 2011 году модель MacBook Pro была укомплектована портами Thunderbolt. До этого времени эта технология была более широко известна как «Light Peak».

Впервые  идея появилась в лаборатории корпорации Intel в области Кремниевой Фотоники.

Тогда ожидалось, то она будет использована в работе над оптическим волокнам. Но и Apple и Intel осознали, что необходимое супер-быстрое подключение может быть использовано в производстве другого оборудования. Оно может заменить гораздо более дорогие по стоимости традиционные медные кабели.

И Apple быстро зарегистрировали название «Thunderbolt» для этой технологии.

Поскольку у Intel были основные права интеллектуальной собственности на технологии, Apple передала товарный знак производителю чипов.

к содержанию ↑

USB 3 и Thunderbolt

Thunderbolt и USB3

В чем же преимущество «Thunderbolt»? Ну, до этого времени существует множество различных интерфейсов, доступных для Mac и ПК, в том числе недавно введенный в эксплуатацию интерфейс USB 3.0.

Также Thunderbolt был разработан для быстрого подключения периферийных устройств. Но даже оригинальный стандарт «Thunderbolt», реализованный в MacBook Pro 2011 года, имел мало преимуществ по сравнению с USB 3.0. Но все же они были.

Во-первых, давайте поговорим о главном конкуренте, что он может сделать, и почему он стал намного популярным быстрее, чем «Thunderbolt».

к содержанию ↑

История USB… все не так просто

Возможности Thunderbolt

Интерфейс USB 3.0 был представлен как сверхбыстрый вариант передачи данных в компьютерном мире, предполагая, что можно будет добиться скорости передачи данных до 5 гигабит в секунду (Гбит/с).

Что и тот факт, что USB 3.0 использует полнодуплексную передачу (передача данных в обоих направлениях одновременно), дал USB 3.0 и около 20-кратное преимущество теоретической пропускной способностью по сравнению с 2.0.

Для тех компьютеров, которые поставлялись с 3.0 портом, было одно существенное преимущество по сравнению с Thunderbolt устройствами — USB 3.0 порты были обратно совместимы с 2.0 устройствами. Э

то означает, что новые компьютеры могли по-прежнему работать со старыми портами 2.0, периферийными устройствами, такими как принтеры и жесткие диски. Владельцам не надо было комплектно обновлять всю периферию.

Спецификация USB 3.1 была анонсирована в 2013 году, увеличив максимальную скорость передачи данных USB до 10 Гбит/с (под названием USB 3.1 2-го поколения) — точно такая же скорость передачи, как оригинальных устройств Сандерболт.

И с USB 3.1 спецификаций, отдельно появился новый Тип разъема под названием USB-C. Это разъем, который используется для питания и передачи данных на 12-дюймовый MacBook с Retina-дисплеем.

к содержанию ↑

Со скоростью молнии

Сравнение Thunderbolt

Так что со скоростями передачи данных USB примерно в тех же пределах, как и Thunderbolt 2013. Тогда  каковы же преимущества Сандерболт по сравнению с USB?

Во-первых, до шести устройств могут быть последовательно соединены с одним портом Thunderbolt.

Первоначальные порты практически не отличаются от Apple Mini DisplayPort и, по сути, используют идентичный разъем.

Поскольку Сандерболт может также передавать до 10 Вт мощности, многие периферийные устройства могут быть запитаны от шины — то есть, они не должны быть подключены к отдельной розетке.

На большинство USB можно подключать только около 4,5 Вт мощности.

Одно из самых больших преимуществ — базовые технологии Thunderbolt сделали возможной идею док-станции.

Один Mac с портом Thunderbolt предоставляет пользователю различные порты, включая HDMI или DVI видео, интерфейсы FireWire и Ethernet, USB 3.0 и аудио вход/выход.

ВНК был среди пионеров док-станций Сандерболт.

к содержанию ↑

Thunderbolt 3

Подключение Thunderbolt

Thunderbolt 3 был анонсирован в 2016. Считалось, что этим портом будут оборудованы все Mac продукты, выпущенные в 2016 году и в будущем.

Разработанный корпорацией Intel и выпущенный в 2015 году, порт Сандерболт 3 с мини-разъемом DisplayPort, оказался не совместим с USB-C разъемом.

Кроме того, к сожалению, он вызывает несовместимость с Сандерболт 2.

Технология Thunderbolt 3 с контроллером Intel обеспечивает скорость передачи данных до 40 Гбит/с (с правильными кабелями). Это позволяет выводить видео 4K на мониторы с частотой 60 кадров в секунду.

На данный момент Apple не объявила о каких-либо продуктах, которые поддерживают третью ревизию протокола, но еще достаточно времени для компании по внедрению новых или модернизированных продуктов с этим интерфейсом.

Что добавляет к возможности технологии Сандерболт 3 мкВ, так это чипсеты архитектуры Intel для разъема, обеспечивающие поддержку интерфейса.

Как ни странно, существует всего два устройства Apple, которые в настоящее время используют микросхемы Skylake.

Они внедрены в компьютерах iMac, которые Apple поставила с Сандерболт 2 и 12-дюймовый MacBook с Retina-дисплеем.

к содержанию ↑

Медленный рост популярности технологии

Пока Thunderbolt не пользуется популярностью

Долгое время единственным крупным производителем компьютеров, которые использовали Сандерболт или Сандерболт 2 были Applе.

Как следствие, производители не спешили выпускать продукты Thunderbolt-периферии, как это было с интерфейсом USB 3.0. Кроме того, Thunderbolt столкнулись с некоторыми проблемами в обратной совместимости.

Изначально были дебаты по поводу оптического (оптоволоконного) и медного Thunderbolt и Thunderbolt 2, которые привели к задержкам в производстве компьютеров и периферийных устройств.

После того, как эти разногласия были сглажены, медь стала средством передачи данных. Считается, что компания сделала правильный выбор.

Компания Apple быть одним из немногих производителей компьютеров, стоящих за Thunderbolt .

Они получили преимущество только в надежности. Но наряду с относительно высокой стоимостью на периферийные устройства и аксессуары, препятствием стало именно отсутствие совместимости.

Низкая стоимость USB-устройств вкупе с более быстрыми версиями USB не помогли ускорить принятие Thunderbolt потребителями.

Но порт Thunderbolt 3 использует USB Тип-C разъем и тот факт, что один порт компьютера теперь смогут поддерживать до 40 Гбит/с передачи данных и функцию быстрой зарядки, плюс поддержка DisplayPort, PCIe и самой  быстрой USB спецификации делают его все более привлекательным для производителей компьютеров, кроме Apple.

к содержанию ↑

Ноутбуки: реальное будущее для Thunderbolt 3

Подключение Thunderbolt

Где Thunderbolt 3 может действительно засиять, так это в портативных компьютерах.

USB-C разъем позволяет очень тонкую конструкцию, а скорость, которую может позволить себе ноутбук для подключения к внешнему графическому акселератору подойдет для очень динамичных игр или работы с видео, если такой графический ускоритель будет выпущен производителем стороннего оборудования.

Хотя Apple официально не анонсировала Thunderbolt 3 поддержку будущих Маков, очень вероятно, что компания, которая поддерживает стандартный интерфейс в зачаточном состоянии будет использовать и более поздние версии.

Другие производители ПК, включая HP, Dell и MSI, ASUS, Razer и Асеr, все еще с опасением заявляют о поддержке технологии Thunderbolt 3 в линейке продуктов 2017 года.

В любом случае технология доказала, что она заслуживает право на существование.

Как и у многих последователей продукции Apple, у остальных пользователей к ней возникает много вопросов. Но корпорация работает над развитием этой линейки, а значит, в будущем возможно она станет стабильнее и многофункциональнее.

 

Thunderbolt — WiKi

  Разъём Thunderbolt на MacBook Pro. Такой разъём используется в Thunderbolt версии 1 и 2.

Интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Торговая марка Thunderbolt была зарегистрирована Apple, но позже была передана компании Intel. Полные права принадлежат Intel. Первым устройством, где был применён данный интерфейс, стал ноутбук MacBook Pro компании Apple, который был анонсирован 24 февраля 2011 года[2].

Thunderbolt изначально разрабатывался для объединения мобильных устройств, ноутбука и настольного компьютера с использованием меньшего числа кабелей. В стандарте был предложен универсальный разъём для дисплеев и внешних устройств хранения. Передаваемая по Thunderbolt 1 и 2 мощность электропитания составляет 10 Ватт — больше, чем 4,5—5 Ватт в стандартном USB 3.0.

Интерфейс Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и предоставляет постоянное напряжение по тому же кабелю. Контроллеры Thunderbolt мультиплексируют один или более каналов данных от подключённых к ним устройств PCIe или DisplayPort для передачи через один дуплексный канал Thunderbolt, затем демультиплексируют их для использования устройствами PCIe или DP на другом конце[3]. Один порт Thunderbolt поддерживает до шести устройств Thunderbolt, подключаемых через концентраторы (хабы) или цепочкой (daisy chain).

Несколько устройств могут использоваться в качестве мониторов, но их количество не может превышать количества источников сигнала DP.

Монитор, использующий настоящий разъём MDP, может быть подключён к концу Thunderbolt-цепочки, так как Thunderbolt совместим с устройствами, поддерживающими DP 1.1a. При подключении DP-совместимого устройства к порту Thunderbolt предоставляется сигнал DP c 4 линиями (lane) и скоростью не более 5,4 Гбит/с на линию Thunderbolt. При соединении с устройством Thunderbolt скорость передачи данных по каждой линии составляет 10 Гбит/с, 4 линии Thunderbolt сконфигурированы как 2 полнодуплексных 10 Гбит/с канала, каждый состоит из линии на приём и линии на передачу[3].

Интерфейс Thunderbolt может быть реализован на PCIe-видеокартах, у которых есть доступ к разъёму DP и подключению по шине PCIe, или на материнской плате новых компьютеров со встроенным видео, таких, как MacBook Air[6][7].

Интерфейс изначально разрабатывался для работы с оптическими кабелями, разработанными партнёрами Intel и в лаборатории Intel’s Silicon Photonics. В это время технология была известна под названием Light Peak[8]. В 2011 технология была переименована в Silicon Photonics Link[8]. Однако было обнаружено, что обычное медное проводное соединение могло предоставить требуемую пропускную способность в 10 Гбит/с на каждую линию по более низкой цене. Оптические кабели Thunderbolt были заявлены в середине апреля 2012 года компанией Sumitomo Electric Industries[9].

Кабель

Конструктивно в интерфейсе Thunderbolt версий 1 и 2 используется тот же разъём, что и Mini DisplayPort (MDP). MDP электрически совместим с полноразмерным DisplayPort, но использует меньший по размеру разъём, на котором отсутствует защёлка.

Активные кабели Thunderbolt содержат специальные интегральные микросхемы внутри корпуса разъёма. У кабеля есть пять проводов: один для управления и две однонаправленных пары, одна для входящего и вторая для исходящего трафика.

  24-контактный USB-разъём тип «C» (Type-C) — используется в интерфейсе Thunderbolt 3-й версии.

В интерфейсе Thunderbolt 3-й версии используется разъём USB Type-C.

Введение

Компания Intel представила технологию Light Peak на форуме разработчиков Intel (IDF) в 2009 году, используя прототип материнской платы компьютера Mac Pro, с которого через 30-метровый оптический кабель передавалось два видеопотока с разрешением 1080p, Ethernet и подключался внешний накопитель информации[10]. Интерфейс использовал модифицированные разъёмы USB, контроллер был реализован на карте PCI Express с двумя оптическими модулями, предоставляющие сигнал для четырёх портов[11].

На выставке Intel заявил, что системы, оборудованные Light Peak, могут появиться уже в 2010 году[12]. Видео, опубликованное Intel на сайте YouTube, демонстрировало взаимодействие интерфейса Light Peak с HD-камерами, ноутбуками, док-станциями и HD-мониторами. Джейсон Зиллер, глава подразделения Intel Optical I/O Program Office, также продемонстрировал внутренние компоненты технологии под микроскопом и процесс передачи данных на осциллографе[13].

4 мая 2010 года в Брюсселе Intel продемонстрировала ноутбук с разъёмом Light Peak, указывая, что контроллер возможно сделать небольшим для встраивания в компактные устройства. Была продемонстрирована одновременная отправка двух HD-видеопотоков с этого ноутбука, из чего можно сделать вывод, что, по крайней мере, некоторая часть программного обеспечения/прошивки и протоколов была функциональна. На той же демонстрации представители Intel сказали, что производство контроллеров может начаться в конце 2010 года[14].

В сентябре 2010 некоторые ранние коммерческие прототипы от производителей демонстрировались на Intel Developer Forum 2010[15].

Медь или оптика

Первоначально технология была задумана как оптическая, но Intel перешёл на электрические соединения, чтобы уменьшить затраты и предоставить до 10 Вт питания для подключённых устройств[16].

В 2009 году представители Intel сказали, что компания «работает над комбинированием оптоволокна и медных проводов, чтобы Light Peak мог использоваться для питания устройств, подключённых к ПК»[17].

В 2010 году Intel сообщила, что первоначальная их цель была в том, чтобы «иметь одну единственную технологию», которая позволила бы иметь «электрические сигналы USB 3.0 […] и комбинированную передачу питания для USB 3.0 или 4.0»[18]. Заявлялось, что разъёмы должны выдерживать по 7 тысяч циклов подключения, кабели имеют столь небольшой радиус изгиба, что могут быть буквально завязаны узлом, и волокно имеет высокую прочность. Ожидалось, что кабели Light Peak будут не дороже кабелей HDMI[19].

В январе 2011 Дэвид Перлматтер из Intel рассказал изданию Computerworld, что начальные реализации Thunderbolt будут использовать медные кабели без оптоволокна[20]. «Медная технология вышла очень хорошей, на удивление лучше, чем мы думали.» — сказал он[21]. Одно из важных преимуществ медного кабеля — возможность передачи питания. Заключительный стандарт Thunderbolt определяет допустимую нагрузку в 10 Вт на каждый порт.

Intel и её партнёры всё ещё разрабатывают оптические кабели и устройства Thunderbolt[22]. Оптоволокно позволит создавать кабели длиной до десятков метров, но без передачи электропитания[23][24][25]. Планируется использование пары волокон диаметром 62,5 микрона и ИК-сигналов с максимальным расстоянием передачи в 100 метров[26]. Преобразование электрического сигнала к оптическому будет встроено в сам кабель, поэтому он будет совместим с нынешними разъёмами в формате MDP, но в будущем Intel надеется встроить оптический трансивер в ПК[25].

Появление на рынке

Ходили слухи, что в начале 2011 года обновление MacBook Pro будет включать в себя какой-то новый порт данных, и бо́льшая часть специалистов предположила, что это будет Light Peak (Thunderbolt). В то время не было никакой информации о физической реализации, на макетах стали показывать систему, подобную более ранним демонстрационным примерам Intel, использующим комбинированный порт USB/Light Peak. Незадолго до выпуска новых машин USB — IF объявили, что они не смогли бы сделать это, утверждая, что USB не был открыт для модификации таким образом.

Тем не менее, в июле 2011 Sony выпускает свой Vaio Z21 ноутбук с «Power Media Dock» с Thunderbolt на оптике, чтобы соединиться с внешней видеокартой, используя комбинированный порт, который ведёт себя не только как USB, но и также включает оптическое взаимосвязанное соединение, требуемое для Thunderbolt. Другие реализации этой технологии начались в 2012 с платами для настольных компьютеров, предлагающими доступное взаимосвязанное соединение.

Несмотря на эти комментарии и предположения, введение Apple стало главным сюрпризом, когда выяснилось, что порт был основан на MDP, а не USB. Поскольку система была описана, решение проблемы дисплея стало ясно: контроллеры Thunderbolt мультиплексируют данные от существующих систем DP с данными от порта PCIe в один кабель. Более старые дисплеи, использующие DP 1.1a или более ранние версии, должны быть расположены в конце цепи устройств Thunderbolt, но «родные» дисплеи могут быть размещены в любом месте вдоль линии. Устройства Thunderbolt могут перемещаться куда угодно по цепи. В этом случае интерфейс Thunderbolt совместно использует отношение с более старой системой ACCESS.bus, которая использует разъём дисплея, чтобы поддерживать низкоскоростную шину.

Компания Apple объяснила, что 6 объединённых в последовательно соединённую цепь периферийных устройств, поддерживающихся портом Thunderbolt, должны находиться в конце цепи.

В феврале 2011 Apple представила свою новую линейку ноутбуков MacBook Pro и объявила, что коммерческим названием технологии будет Thunderbolt и она будет впервые использована на этих машинах для ввода-вывода.

В мае 2011 года компания Apple анонсировала новую линейку iMac, включавшую в себя интерфейс Thunderbolt.

Порт Thunderbolt на новом Mac находится в том же расположении относительно других портов и поддерживает те же физические размерности, как предшествующий разъём MDP. Основным видимым различием Mac, оборудованным Thunderbolt, является символ Thunderbolt рядом с портом.

Стандарт DisplayPort частично совместим с Thunderbolt, поскольку оба совместно используют физически совместимый разъём MDP от Apple. Целевой режим отображения на iMac требует, чтобы кабель Thunderbolt принял входящий видеосигнал от другого компьютера с поддержкой Thunderbolt. DP-мониторы должны быть последними (или единственными) устройствами в цепи устройств Thunderbolt.

Компания Intel объявила, что комплект разработчика будет выпущен во втором квартале 2011 года, в то время как производители аппаратного обеспечения указали, что они добавят поддержку тестирования и разработки устройств Thunderbolt. Комплект разработчика предоставляется только по запросу.

Периферийные устройства

В то время как Apple выпустила свой первый компьютер с функцией поддержки интерфейса Thunderbolt в начале 2011 года, потребовалось некоторое время, чтобы захватить рынок периферийных устройств.

Производитель устройств хранения данных Promise Technology был первой компанией, которая выпустила RAID-системы хранения Pegasus R4 (4 диска) и Pegasus R6 (6 дисков), однако они были сравнительно дороги для среднего потребителя. Кроме того, после массовых наводнений в Таиланде, где производился ряд компонентов для значительной доли жёстких дисков, сильно уменьшилось их производство, так что в целом наряду со многими продуктами на рынке, после первоначального релиза розничные цены также выросли, не способствуя быстрому внедрению данных устройств.

Кроме того, потребовалось некоторое время для других производителей устройств хранения данных, чтобы выпустить продукты с большей частью фокусировки на устройства хранения меньшего размера, с упором на скорость, а не крупномасштабными потребностями хранения данных. Многие из этих устройств были размером в 1 Тб, в некоторых также был в наличии SSD для быстрого внешнего доступа к данным вместо стандартного жёсткого диска, главным образом нацеленного на профессионального пользователя. Обратная совместимость с компьютерами, не оборудованными Thunderbolt, также была проблемой, поскольку большинство устройств хранения обладало только двумя портами Thunderbolt для того, чтобы объединить до шести устройств в цепь вместе от одного порта.

Другие компании фокусировались на предоставлении интерфейсных решений, позволяя более старым, обычно более медленным, интерфейсам быть направленными через единственное соединение Thunderbolt, подразумевая, что только один провод Thunderbolt должен был быть соединён с компьютером, а не многими проводами для каждого интерфейса. Точно так же в начале июля 2011 года Apple выпускает обновлённый монитор Apple Thunderbolt Display, который поддерживает многие более старые интерфейсы, включая Ethernet, фактически делая его первым продуктом, который будет в состоянии использовать его в качестве концентратора.

С середины 2012 компании-производители LaCie и Drobo начали включать USB 3.0 в дополнение к Thunderbolt для своих устройств.

Безопасность

Так как интерфейс Thunderbolt расширяет шину PCI Express, которая является основной шиной расширения в существующих системах, он позволяет получить низкоуровневый доступ к системе. Устройства PCI должны иметь неограниченный доступ к памяти и могут таким образом поставить под угрозу безопасность хранения данных. Эта проблема существует со многими высокоскоростными шинами расширения, включая PC Card, ExpressCard и FireWire.

Злоумышленник может, например, намеренно настроить устройство, использующее Thunderbolt. При подключении к компьютеру устройство, имея прямой и беспрепятственный доступ к системной памяти и другим устройствам, в состоянии обойти практически все меры безопасности ОС и имеет возможность читать ключи шифрования или устанавливать вредоносные программы.

Некоторые процессоры Intel[27], начиная с введения микроархитектуры Nehalem (бренды Core i3, Core i5, Core i7 и более поздние) поддерживают аппаратную виртуализацию ввода-вывода, IOMMU[источник не указан 1594 дня]. Это позволяет операционной системе изолировать устройство в своём собственном адресном пространстве виртуальной памяти (аналогичный способ изоляции процессов друг от друга, использующих блок управления памятью). Таким образом, можно препятствовать получению доступа к несанкционированным частям памяти. Однако эта функция обычно не используется, за исключением её начальной цели — предоставить доступ передачи гостевых виртуальных машин к определённым аппаратным средствам.

Thunderbolt 2

В 2013 году был представлен обновлённый интерфейс Thunderbolt 2. На физическом уровне он идентичен Thunderbolt 1, используются такие же кабели и разъёмы, сохранена обратная совместимость. На логическом уровне была добавлена возможность агрегации каналов, и теперь два отдельных канала 10 Гбит/с могут объединяться в один логический канал со скоростью 20 Гбит/с.

Thunderbolt 2 использовался в Apple MacBook Pro Retina конца 2013 года (представлен 22 октября 2013 года).

Thunderbolt 3

Контроллер Intel Thunderbolt 3 (кодовое имя Alpine Ridge) увеличивает максимальную пропускную способность в 2 раза, до 40 Гбит/с (5 ГБ/с), имеет меньшее энергопотребление и позволяет подключать до двух мониторов с разрешением 4K, либо один с разрешением 5K (вместо одного 4K для более ранних версий стандарта). Новый контроллер будет поддерживать PCIe 3.0 и протоколы HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (до 30 Гц 4K). Thunderbolt 3 представляет собой порт, совместимый с USB 3.1, выполнен с разъёмом USB Type-C. Совместимость с более ранними вариантами интерфейса будет обеспечиваться с помощью переходников.[28][29][30]

Intel предложит два варианта контроллера Thunderbolt 3 — один будет использовать PCI Express x4 и предоставит два порта Thunderbolt 3, второй использует PCI Express x2 и имеет лишь один порт Thunderbolt 3. Первый будет использоваться в Mac Pro (2-го поколения) и Retina MacBook Pro, а второй — в более дешёвых Mac Mini и MacBook Air.

Поддержка Thunderbolt 3 ожидается в чипсетах для платформы Skylake.[28][29][30]

Thunderbolt 3 станет частью стандарта USB4, так как компания Intel передала все права на него USB Implementers Forum.

Для чего нужна док-станция с Thunderbolt 3 и какую лучше выбрать

Наверх
  • Рейтинги
  • Обзоры
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры и ноутбуки
    • Комплектующие
    • Периферия
    • Фото и видео
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Техника для дома
    • Программы и приложения
  • Новости
  • Советы
    • Покупка
    • Эксплуатация
    • Ремонт
  • Подборки
    • Смартфоны и планшеты
    • Компьютеры
    • Аксессуары
    • ТВ и аудио
    • Фото и видео
    • Программы и приложения
    • Техника для дома
  • Гейминг
    • Игры
    • Железо
  • Еще
    • Важное
    • Технологии
    • Тест скорости
Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о