По своей простейшей технологии технология Thunderbolt — это, по сути, предыдущий интерфейс Light Peak, над которым работали в сотрудничестве между Intel и Apple . В интерфейс был внесен ряд изменений от предложенной технологии к тому, что можно найти в продуктах. Например, Light Peak изначально задумывался как стандарт оптического интерфейса, но Thunderbolt отказался от него в пользу более традиционных электрических кабелей. Это накладывает ряд ограничений на то, как работает кабельная разводка, но это значительно облегчает реализацию.
Видео и интерфейсный разъем
Основная причина изменения интерфейса Thunderbolt была связана с выбором разъема интерфейса. Вместо того, чтобы полагаться на новый разъем, технология Thunderbolt изначально была основана на технологии DisplayPort и ее дизайне мини-разъема. Это было сделано для того, чтобы один комбинированный кабель мог передавать видеосигнал в дополнение к сигналу данных. DisplayPort был логичным выбором среди интерфейсов видео разъемов, потому что у него уже был вспомогательный канал данных, встроенный в его спецификацию. Два других разъема цифрового дисплея, HDMI и DVI, не имеют этой возможности.
Так что же делает эту функцию такой привлекательной? Хорошим примером является небольшой ультрапортативный ноутбук, такой как MacBook . Он имеет очень ограниченное пространство для внешних периферийных разъемов. Используя Thunderbolt на устройстве, Apple смогла объединить как данные, так и видеосигналы в один разъем. В сочетании с дисплеем Apple Thunderbolt Display монитор также выступает в качестве базовой станции для ноутбука. Часть сигнала данных кабеля Thunderbolt позволяет дисплею использовать USB-порты , порт FireWire и Gigabit Ethernet по одному кабелю. Это в значительной степени сокращает общую путаницу кабелей, выходящих из ноутбука, и расширяет общие возможности, поскольку физические порты Ethernet и FireWire на ультратонком ноутбуке отсутствуют.
Для обеспечения совместимости с традиционными мониторами DisplayPort порты Thunderbolt полностью совместимы со стандартами DisplayPort. Это означает, что любой дисплей DisplayPort может быть подключен к периферийному порту Thunderbolt. Важно отметить, что это сделает канал передачи данных Thunderbolt на кабеле неработоспособным вдоль этого кабеля. По этой причине такие компании, как Matrox и Belkin, разрабатывают базовые станции Thunderbolt, которые будут подключаться к компьютеру, который позволяет через DisplayPort подключаться к традиционному монитору и при этом использовать возможности данных этого порта Thunderbolt для Ethernet и других периферийных портов. через базовую станцию.
Использование более одного устройства на интерфейсный порт
Еще одна особенность, попавшая в спецификацию Thunderbolt, — это возможность использовать несколько устройств из одного периферийного порта. Это избавляет от необходимости иметь несколько портов, которые были бы общими для многих компьютеров. Поскольку компьютеры становятся меньше, становится меньше места для разъемов. Многие ультратонкие ноутбуки, такие как MacBook Air и ультрабуки, могут иметь место только для двух или трех разъемов. Существует большое количество различных периферийных портов, больше, чем можно уместить на таком устройстве.
Чтобы обеспечить возможность использования нескольких периферийных устройств на одном порту, Thunderbolt использует функциональность последовательного подключения, которая была представлена в FireWire . Чтобы это работало, периферийные устройства Thunderbolt имеют как входящий, так и исходящий порт соединителя. Первое устройство в цепи подключено к компьютеру. Следующее устройство в цепочке подключит свой входящий порт к исходящему порту первого. Каждое последующее устройство будет подключено аналогично предыдущему элементу в цепочке.
Теперь существуют некоторые ограничения на количество устройств, которые могут быть подключены к одному порту Thunderbolt. В настоящее время стандарты позволяют включать в цепочку до шести устройств. Очевидно, что многое из этого связано с ограничениями поддерживаемой полосы пропускания данных. Если вы установите слишком много устройств, это может привести к насыщению этой полосы пропускания и снижению общей производительности периферийных устройств. Это наиболее очевидно в текущем стандарте, когда к одной цепочке подключено несколько дисплеев.
PCI-Express
Для достижения части передачи данных интерфейса Thunderbolt Intel решила использовать стандартные спецификации PCI-Express . По сути, Thunderbolt объединяет интерфейс PCI-Express 3.0 x4 с процессором, объединяет его с видео DisplayPort и размещает его по одному кабелю. Использование интерфейса PCI-Express является логичным шагом, поскольку он уже используется в качестве стандартного интерфейса разъема на процессорах для подключения к внутренним компонентам.
При пропускной способности PCI-Express один порт Thunderbolt должен поддерживать скорость до 10 Гбит / с в обоих направлениях. Этого более чем достаточно для большинства современных периферийных устройств, к которым будет подключаться компьютер. Большинство устройств хранения данных работают намного ниже текущих спецификаций SATA, и даже твердотельные накопители не могут достичь этих скоростей. Кроме того, большинство локальных сетей основано на Gigabit Ethernet, который составляет лишь одну десятую этой общей полосы пропускания. Вот почему дисплеи Thunderbolt и базовые станции обычно способны обеспечивать сетевые подключения, периферийные USB-порты и по-прежнему пропускать данные для внешних устройств хранения.
Как это сравнивается с USB 3 и eSATA
USB 3.0 является наиболее распространенным из современных высокоскоростных периферийных интерфейсов. Он имеет преимущество совместимости со всеми отсталыми периферийными устройствами USB 2.0, что делает его чрезвычайно полезным, но имеет ограничение в один порт на устройство, если не используется устройство-концентратор. Он предлагает полную двунаправленную передачу данных, но скорость примерно вдвое ниже скорости Thunderbolt при скорости 4,8 Гбит / с. Хотя он не передает видеосигнал определенным образом, как это делает Thunderbolt для DisplayPort, он может использоваться для видеосигналов либо через прямой USB-монитор, либо через устройство базовой станции, которое может передавать сигнал на стандартный монитор. Недостатком является то, что задержка видеосигнала выше, чем у Thunderbolt с мониторами DisplayPort.
Thunderbolt, очевидно, гораздо более гибкий, чем периферийный интерфейс eSATA . Внешний SATA функционален только для использования с внешними устройствами хранения. Кроме того, он действительно работает только для подключения к одному устройству хранения. Теперь это может быть массив дисков, который может быть очень быстрым и содержать много данных. Преимущество Thunderbolt заключается в возможности подключения к нескольким устройствам. Точно так же текущие стандарты eSATA имеют максимальную скорость 6 Гбит / с по сравнению с 10 Гбит / с Thunderbolt.
Удар молнии 3
Последняя версия Thunderbolt основана на концепциях предыдущих версий, делая ее меньше, быстрее и с большим количеством функций. Вместо того чтобы использовать технологию DisplayPort, он основан на USB 3.1 и его новом разъеме типа C. Это открывает ряд новых возможностей, включая возможность предлагать питание по кабелю в дополнение к сигналам данных. Возможно, через кабель можно подключить ноутбук с портом Thunderbolt 3, а также использовать его для отправки видео и данных на монитор или базовую станцию. Скорости также являются одними из лучших на рынке, достигая скорости 40 Гбит / с, что в четыре раза превышает скорость Gen 3 USB 3.1. Порт по-прежнему довольно ограничен в использовании, но с появлением ультратонких ноутбуков он, скорее всего, будет быстро внедрен на высокопроизводительные бизнес-машины благодаря таким функциям, какиспользуя настольные видеокарты .
Выводы
Несмотря на то, что Thunderbolt довольно медленно внедряется производителями за пределами Apple, он начинает наконец видеть, что ряд серьезных периферийных устройств выходит на рынок. В конце концов, USB 3.0 был выпущен почти за год до того, как он начал превращаться во многие ПК. Гибкость интерфейсного разъема для небольших вычислительных устройств чрезвычайно привлекательна для многих производителей, чтобы начать внедрение в свои ультратонкие ноутбуки. Фактически, новые спецификации Ultrabook 2.0 от Intel требуют наличия в системах интерфейса Thunderbolt или USB 3.0. Это требование, скорее всего, значительно ускорит принятие порта интерфейса в ближайшие годы.