Mikä on Thunderbolt?

Thunderbolt on laitteistostandardi, jonka avulla oheislaitteet, kuten älypuhelimet ja ulkoiset kiintolevyt, voidaan yhdistää tietokoneeseen. Sen on kehittänyt Intel yhteistyössä Applen kanssa.

Thunderbolt versiot

On useita versiot Thunderboltista, ja uudemmat iteraatiot parantavat tasaisesti tiedonsiirtonopeuksia tai -nopeuksia. Ensimmäinen versio Thunderboltista, alun perin nimeltään Light Peak, julkaistiin vuonna 2011. Standardi löydettiin ensin Mac-tietokoneista, mutta se on sittemmin päässyt PC-tietokoneisiin kilpailemaan usein USB-standardin kanssa. Toisin kuin USB-laitteet, joiden ei tarvitse olla sertifioituja, Thunderbolt-laitteiden on oltava Intelin sertifioimia.

Thunderboltin neljäs sukupolvi, nimeltään Thunderbolt 4, julkistettiin vuonna 2020, kuukausia USB4:n julkistamisen jälkeen. USB4 perustuu Thunderbolt 3:een ja on sen kanssa yhteensopiva. Thunderbolt 3 oli yhteensopiva USB-C-porttien kanssa.

Vaikka Thunderbolt- ja USB-standardit ovat usein yhteensopivia keskenään, niiden tekniset tiedot ovat historiallisesti olleet erilaisia. Thunderbolt-porttiin liitetty USB-laite saattaa toimia, mutta se ei todennäköisesti toimita Thunderbolt-nopeuksia. Siirtonopeutta rajoittaa hitain jäsen. Perinteisesti tämä oli USB.

Thunderbolt 4:n julkaisun myötä protokollat ​​ja tiedonsiirtonopeudet ovat kuitenkin täysin yhteensopivia USB 4:n kanssa, joka on taaksepäin yhteensopiva Thunderbolt 3:n, USB: n kanssa. 3.2 ja USB 2.0. Tämä yhteensopivuuden lähentyminen tekee USB: stä ristiinyhteensopivimman standardin, vaikka USB4-laitteet eivät todennäköisesti tule näkyviin ennen kuin 2021.

Thunderboltin historia

Sen varhaisessa kehitysvaiheessa Thunderboltia kutsuttiin Light Peakiksi. Light Peak oli alun perin tarkoitettu optisen liitännän standardiksi. Thunderbolt luopui tavoitteesta perinteisemmän sähkökaapeloinnin hyväksi.

Tämä helpotti Thunderboltin käyttöönottoa. Sen sijaan, että luottaisi uuteen liittimeen, Thunderbolt perustui olemassa olevaan DisplayPort tekniikkaa ja sen miniliitinrakennetta. Ajatuksena oli sallia kaapeli kuljettaa videosignaalia ja tavallista datasignaalia. DisplayPort oli looginen valinta videoliitäntöjen joukossa, koska sen spesifikaatioissa oli sisäänrakennettu lisädatakanava. Kaksi muuta digitaalisen näytön liitintä, HDMI ja DVI, puuttui tämä kyky.

Intel käytti standardia saavuttaakseen Thunderbolt-liitännän datalinkkiosan PCI-Express erittely. PCI-Express-liitännän käyttö oli looginen askel, koska sitä käytettiin liitinliitäntänä sisäisten komponenttien liittämiseen prosessori.

Thunderbolt, tapaa Apple

Applelle Thunderbolt oli harjoitus vähentää johdon sotkua. Ultrakannettavat kannettavat tietokoneet kuin MacBook tarjoavat rajoitetusti tilaa ulkoisille oheisliittimille. Thunderboltin avulla Apple yhdisti data- ja videosignaalit yhdeksi liittimeksi. Thunderbolt-kaapelin datasignaaliosa salli näytön käytön USB-portit, a FireWire portti ja a Gigabit Ethernet yhden kaapelin kautta.

Enemmän kuin yksi laite yhdessä portissa

Thunderbolt voi käyttää useita laitteita yhdestä oheisportista sen ketjutoiminnon ansiosta. Jotta tämä toimisi, Thunderbolt-oheislaitteissa on oltava saapuva ja lähtevä liitin.

Ketjun ensimmäinen laite on kytketty tietokoneeseen. Ketjun seuraava laite yhdistää sisääntulevan portin ensimmäisen laitteen lähtevään porttiin. Sitten kuvio toistuu jokaiselle seuraavalle ketjun laitteelle. Vaihtoehtoisesti voit käyttää a Thunderbolt-telakka liittääksesi useita laitteita tietokoneeseesi yhdellä portilla.

Yhdessä Thunderbolt-portissa toimivien laitteiden lukumäärää on rajoitettu. Standardi (mukaan lukien Thunderbolt 3 ja 4) mahdollistaa jopa kuuden laitteen ketjuttamisen. Jos liität liian monta laitetta, se voi kyllästää kaistanleveys ja heikentää oheislaitteiden yleistä suorituskykyä.

DisplayPort-yhteensopivuus

Thunderbolt-portit ovat täysin yhteensopivia DisplayPort-standardien kanssa, jotta ne ovat yhteensopivia perinteisten DisplayPort-näyttöjen kanssa. Tämä tarkoittaa, että mikä tahansa DisplayPort-näyttö voidaan liittää Thunderbolt-oheisporttiin. Se tekee kuitenkin kaapelin Thunderbolt-datalinkin käyttökelvottoman.

Tämän vuoksi yritykset, kuten Matrox ja Belkin, suunnittelivat Thunderbolt-tukiasemia tietokoneille, jotka mahdollistavat DisplayPortin läpimenon. Tällä tavalla PC voi muodostaa yhteyden näyttöön ja käyttää Thunderbolt-portin dataominaisuuksia Ethernetille ja muille oheisporteille.

PCI-Express

PCI-Express-datakaistanleveyksillä yksi Thunderbolt-portti voi kuljettaa jopa 10 Gbps molempiin suuntiin. (Thunderbolt 3 ja 4 tukevat jopa 40 Gbps: n kokonaiskaistanleveyttä, joka sisältää DisplayPort-signaalin.) Tämä on enemmän kuin tarpeeksi useimmille oheislaitteille, joihin tietokone voi muodostaa yhteyden. Useimmat tallennuslaitteet toimivat alle virran SATA: n tekniset tiedot, ja solid-state-asemat ei voi saavuttaa näitä nopeuksia.

Suurin osa lähiverkko perustuu Gigabit Ethernetiin (1 Gbps), joka on kymmenesosa 4-suuntaisen PCIe-yhteyden tarjoamasta kaistanleveydestä. Tästä syystä Thunderbolt-näytöt ja -tukiasemat tarjoavat tyypillisesti oheisportteja ja välittävät tietoja ulkoisille tallennuslaitteille.

Miten Thunderbolt vertaa USB: tä ja eSATA: ta

USB 3.0 on yleisin nykyisistä nopeista oheisliitännöistä. Sen etuna on, että se on yhteensopiva kaikkien taaksepäin tulevien USB 2.0 -oheislaitteiden kanssa. Se on kuitenkin rajoitettu yhteen porttiin laitetta kohti, ellei a USB-keskitin käytetään.

USB 3 tarjoaa täyden kaksisuuntaisen tiedonsiirron, mutta nopeudet ovat noin puolet Thunderboltin nopeudesta 4,8 Gbps. Se ei erityisesti välitä videosignaalia samalla tavalla kuin Thunderbolt DisplayPortissa. Sitä käytetään videosignaaleille joko suoran USB-näytön tai tukiasemalaitteen kautta, joka välittää signaalin tavalliselle näytölle. Haittapuolena on, että videosignaalilla on korkeampi latenssi kuin Thunderboltilla DisplayPort-näytöillä.

USB4 kaksinkertaistaa USB 3.0:n siirtonopeudet. 40 Gbps: llä se on samalla tasolla kuin Thunderbolt 3 ja 4, jotka molemmat ovat yhteensopivia USB4:n kanssa.

Thunderbolt on joustavampi kuin eSATA oheisliitäntä. Ulkoinen SATA toimii vain yhden tallennuslaitteen kanssa. Nykyiset eSATA-standardit ovat maksimissaan 6 Gbps verrattuna Thunderboltin 10 Gbps: iin.

Thunderbolt 3

Vuonna 2015 julkaistu Thunderbolt 3 rakensi aiempien versioiden ideoihin. DisplayPort-tekniikan sijaan Thunderbolt 3 perustuu USB 3.1:een ja sen uuteen Type-C liitin. Tämä avasi uusia mahdollisuuksia, mukaan lukien kyky siirtää virtaa sekä datasignaaleja.

On mahdollista, että Thunderbolt 3 -porttia käyttävä kannettava tietokone voisi saada virtansa kaapelin kautta ja samalla käyttää kaapelia videon ja datan lähettämiseen näyttöön tai tukiasemaan. Thunderbolt 3:n siirtonopeudet ylittävät 40 Gbps: n, mikä on enemmän kuin tarpeeksi useiden laitteiden samanaikaiseen virransyöttöön.

Thunderbolt 4

Vuoden 2020 alussa julkistettu Thunderbolt 4 ei lisännyt nopeutta Thunderbolt 3:een, ja laitteet ilmestyivät hyllyille myöhemmin tänä vuonna. Silti se paransi teknisiä tietoja useilla tavoilla.

Thunderbolt 4 -protokolla voi tukea kahta 4K-näyttöä yhden sijasta tai yhtä 8K-näyttöä. Johdot voivat olla jopa kaksi metriä pitkiä. Se sisältää myös useita vähimmäisstandardeja oheislaitteille, mukaan lukien telakoille herääminen lepotilasta, kannettavien tietokoneiden latauksen teholuokitukset ja suojaus Thunderspy-hyökkäyksiltä.

Thunderbolt 4 on täysin yhteensopiva USB4-protokollan ja tiedonsiirtonopeuksien kanssa. Tämä ristiinyhteensopivuus on aiheuttanut hämmennystä, nimittäin sen, että Thunderbolt 4:n, Thunderbolt 3:n ja USB4:n portit ovat visuaalisesti erottamattomia.