Thunderboltとは何ですか？

Thunderboltは、スマートフォンや外付けハードドライブなどの周辺機器をコンピューターに接続できるようにするハードウェア標準です。 これは、Appleと共同でIntelによって開発されました。

Thunderboltバージョン

いくつかあります Thunderboltのバージョン、新しい反復では、データ転送速度または速度が着実に向上しています。 Thunderboltの最初のバージョンは、当初はLight Peakと呼ばれ、2011年に発売されました。 この規格はMacコンピュータで最初に発見されましたが、その後PCにも採用され、USB規格と競合することがよくあります。 ただし、認定を受ける必要のないUSBデバイスとは異なり、ThunderboltデバイスはIntelによる認定を受ける必要があります。

Thunderbolt 4と呼ばれる第4世代のThunderboltは、USB4の発表から数か月後の2020年に発表されました。 USB4は、Thunderbolt 3に基づいており、Thunderbolt3と互換性があります。 Thunderbolt3はUSB-Cポートと互換性がありました。

ThunderboltとUSB規格は相互に互換性があることがよくありますが、それらの仕様は歴史的に異なります。 Thunderboltポートに接続されたUSBデバイスは機能する可能性がありますが、Thunderboltの速度を提供しない可能性があります。 転送速度は、最も遅いメンバーによって制限されます。 従来、これはUSBでした。

ただし、Thunderbolt 4のリリースにより、プロトコルとデータレートはUSB 4と完全に互換性があり、USB4はThunderbolt3、USBと下位互換性があります。 3.2、およびUSB2.0。 この互換性の収束により、USBは最も相互互換性のある標準になりますが、USB4デバイスは 2021.

サンダーボルトの歴史

開発の初期段階では、Thunderboltはライトピークと呼ばれていました。 Light Peakは、もともと光インターフェース規格となることを目的としていました。 Thunderboltは、より伝統的な電気ケーブルを支持して目的を落としました。

これにより、Thunderboltの実装が容易になりました。 Thunderboltは、新しいコネクタに依存するのではなく、既存のコネクタに基づいていました DisplayPort 技術とそのミニコネクタの設計。 アイデアは、ケーブルがビデオ信号と標準データ信号を伝送できるようにすることでした。 DisplayPortは、仕様に補助データチャネルが組み込まれているため、ビデオインターフェイスの中から論理的に選択されました。 他の2つのデジタルディスプレイコネクタ、 HDMI と DVI、この機能がありませんでした。

Thunderboltインターフェースのデータリンク部分を実現するために、Intelは標準を使用しました PCI-Express 仕様。 PCI-Expressインターフェイスの使用は、内部コンポーネントを接続するためのコネクタインターフェイスとして使用されていたため、論理的な動きでした。 プロセッサー.

サンダーボルト、アップルに会う

Appleにとって、Thunderboltはコードの乱雑さを減らすための演習でした。 ウルトラポータブルノートパソコン 以下のような マックブック 外部周辺機器コネクタ用の限られたスペースを提供します。 Thunderboltを使用して、Appleはデータ信号とビデオ信号を1つのコネクタに結合しました。 サンダーボルトケーブルのデータ信号部分により、ディスプレイで使用できるようになりました USBポート、 NS 火線 ポート、および ギガビットイーサネット 1本のケーブルで。

1つのポートに複数のデバイス

Thunderboltは、デイジーチェーン機能により、単一の周辺機器ポートから複数のデバイスを実行できます。 これが機能するためには、Thunderboltペリフェラルにインバウンドとアウトバウンドのコネクタポートが必要です。

チェーンの最初のデバイスがコンピューターに接続されています。 チェーン内の次のデバイスは、そのインバウンドポートを最初のデバイスのアウトバウンドポートに接続します。 次に、チェーン内の後続のデバイスごとにパターンが繰り返されます。 または、 サンダーボルトドック 1つのポートを使用して複数のデバイスをコンピューターに接続します。

1つのThunderboltポートで実行できるデバイスの数には制限があります。 標準（Thunderbolt 3および4を含む）では、最大6台のデバイスをデイジーチェーン接続できます。 接続するデバイスが多すぎると、 帯域幅 周辺機器の全体的なパフォーマンスを低下させます。

DisplayPortの互換性

Thunderboltポートは、従来のDisplayPortモニターとの互換性を維持するために、DisplayPort標準と完全に互換性があります。 これは、任意のDisplayPortモニターをThunderbolt周辺機器ポートに接続できることを意味します。 ただし、ケーブル上のThunderboltデータリンクが動作しなくなります。

このため、MatroxやBelkinなどの企業は、DisplayPortのパススルーを可能にするコンピューター用のThunderboltベースステーションを設計しました。 このようにして、PCはモニターに接続し、Thunderboltポートのデータ機能をイーサネットおよびその他の周辺機器ポートに使用できます。

PCI-Express

PCI-Expressデータ帯域幅を使用すると、1つのThunderboltポートで最大10個を伝送できます。 Gbps 両方向に。 （Thunderbolt 3および4は、DisplayPort信号を含む最大40 Gbpsの全帯域幅をサポートします。）これは、コンピューターが接続するほとんどの周辺機器には十分すぎるほどです。 ほとんどのストレージデバイスは、現在よりも低く動作します SATA仕様、 と ソリッドステートドライブ これらの速度を達成することはできません。

多くの ローカルエリアネットワーキング は、4ウェイPCIe接続によって提供される帯域幅の10分の1であるギガビットイーサネット（1 Gbps）に基づいています。 その結果、Thunderboltディスプレイと基地局は通常、周辺ポートを提供し、外部ストレージデバイスのデータを通過させます。

ThunderboltとUSBおよびeSATAの比較

USB 3.0 現在の高速ペリフェラルインターフェイスの中で最も普及しているものです。 これには、すべての後方USB2.0周辺機器と互換性があるという利点があります。 ただし、次の場合を除いて、デバイスごとに1つのポートに制限されます。 USBハブ 使用されている。

USB 3は完全な双方向データ転送を提供しますが、速度は4.8GbpsのThunderboltの約半分です。 ThunderboltがDisplayPortに対して行うように、特にビデオ信号を伝送するわけではありません。 これは、直接USBモニターまたはベースステーションデバイスを介したビデオ信号に使用され、信号を標準モニターに分割します。 欠点は、ビデオ信号のレイテンシがDisplayPortモニターを備えたThunderboltよりも高いことです。

USB4は、USB3.0の転送速度を2倍にします。 40 Gbpsでは、どちらもUSB4と互換性のあるThunderbolt3および4と同じ基盤にあります。

Thunderboltは eSATA 周辺機器インターフェース。 外部SATAは、単一のストレージデバイスでのみ使用できます。 現在のeSATA標準は、Thunderboltの10Gbpsと比較して最大6Gbpsです。

サンダーボルト3

2015年にリリースされたThunderbolt3は、以前のバージョンのアイデアに基づいて構築されました。 Thunderbolt 3は、DisplayPortテクノロジーを使用するのではなく、USB3.1とその新しいベースに基づいています。 タイプCコネクタ. これにより、電力やデータ信号を転送する機能など、新しい可能性が開かれました。

おそらく、Thunderbolt 3ポートを使用するラップトップは、ケーブルを使用してビデオとデータをモニターまたはベースステーションに送信しながら、ケーブルを介して電力を供給できます。 Thunderbolt3の転送速度は40Gbpsで最高になります。これは、複数のデバイスに同時に電力を供給するのに十分な速度です。

サンダーボルト4

2020年の初めに発表され、年の後半にデバイスが棚に登場したため、Thunderbolt4はThunderbolt3に速度を追加しませんでした。 それでも、それはいくつかの方法でスペックを改善しました。

Thunderbolt 4プロトコルは、1つではなく2つの4Kディスプレイ、または1つの8Kディスプレイをサポートできます。 コードの長さは最大2メートルです。 また、ドックのスリープ解除サポート、ラップトップ充電の電力定格、サンダースパイ攻撃からの保護など、周辺機器のいくつかの最小基準も含まれています。

Thunderbolt 4は、USB4プロトコルおよびデータレートと完全に互換性があります。 この相互互換性により、Thunderbolt 4、Thunderbolt 3、およびUSB4のポートが視覚的に区別できないという混乱が生じています。