Wat is Thunderbolt?

Thunderbolt is een hardwarestandaard waarmee randapparatuur, zoals smartphones en externe harde schijven, op een computer kunnen worden aangesloten. Het is ontwikkeld door Intel in samenwerking met Apple.

Thunderbolt-versies

Er zijn meerdere versies van Thunderbolt, met nieuwere iteraties die gestaag verbeteren in gegevensoverdrachtsnelheden of -snelheden. De eerste versie van Thunderbolt, aanvankelijk Light Peak genaamd, werd gelanceerd in 2011. De standaard werd voor het eerst gevonden op Mac-computers, maar heeft sindsdien zijn weg gevonden naar pc's, vaak concurrerend met de USB-standaard. In tegenstelling tot USB-apparaten, die niet hoeven te worden gecertificeerd, moeten Thunderbolt-apparaten echter wel door Intel worden gecertificeerd.

De vierde generatie Thunderbolt, genaamd Thunderbolt 4, werd aangekondigd in 2020, maanden na de aankondiging van USB4. USB4 is gebaseerd op en compatibel met Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 was compatibel met USB-C-poorten.

Hoewel Thunderbolt- en USB-standaarden vaak compatibel zijn met elkaar, zijn hun specificaties historisch gezien anders geweest. Een USB-apparaat dat is aangesloten op een Thunderbolt-poort werkt mogelijk, maar levert waarschijnlijk geen Thunderbolt-snelheden. De overdrachtssnelheid wordt beperkt door het langzaamste lid. Traditioneel was dit USB.

Met de release van Thunderbolt 4 zijn protocol- en gegevenssnelheden echter volledig compatibel met USB 4, dat achterwaarts compatibel is met Thunderbolt 3, USB 3.2 en USB 2.0. Deze convergentie van compatibiliteit maakt USB de meest cross-compatibele standaard, hoewel USB4-apparaten waarschijnlijk pas verschijnen 2021.

De geschiedenis van Thunderbolt

Tijdens de vroege stadia van ontwikkeling werd Thunderbolt Light Peak genoemd. Light Peak was oorspronkelijk bedoeld als een optische interfacestandaard. Thunderbolt liet het doel vallen ten gunste van meer traditionele elektrische bekabeling.

Dit maakte Thunderbolt eenvoudiger te implementeren. In plaats van te vertrouwen op een nieuwe connector, was Thunderbolt gebaseerd op de bestaande DisplayPort technologie en het ontwerp van de miniconnector. Het idee was om een ​​kabel een videosignaal en een standaard datasignaal te laten dragen. DisplayPort was een logische keuze onder video-interfaces omdat er een extra datakanaal in de specificatie was ingebouwd. De andere twee digitale display-aansluitingen, HDMI en DVI, ontbrak deze mogelijkheid.

Om het datalinkgedeelte van de Thunderbolt-interface te bereiken, gebruikte Intel de standaard PCI-Express specificatie. Het gebruik van de PCI-Express-interface was een logische stap omdat deze werd gebruikt als connectorinterface voor het aansluiten van interne componenten in een verwerker.

Blikseminslag, maak kennis met Apple

Voor Apple was Thunderbolt een oefening in het verminderen van de wirwar van kabels. Ultradraagbare laptops zoals de MacBook bieden beperkte ruimte voor externe randapparatuurconnectoren. Met Thunderbolt combineerde Apple data- en videosignalen in één enkele connector. Dankzij het datasignaalgedeelte van de Thunderbolt-kabel kon het scherm worden gebruikt USB-poorten, een FireWire poort, en een Gigabit Ethernet over een enkele kabel.

Meer dan één apparaat in één poort

Thunderbolt kan meerdere apparaten aansturen vanaf een enkele randapparatuurpoort vanwege de daisy chain-functionaliteit. Om dit te laten werken, moeten de Thunderbolt-randapparatuur een inkomende en een uitgaande connectorpoort hebben.

Het eerste apparaat in de keten is verbonden met de computer. Het volgende apparaat in de keten verbindt de inkomende poort met de uitgaande poort van het eerste apparaat. Vervolgens wordt het patroon herhaald voor elk volgend apparaat in de keten. Als alternatief kunt u een Thunderbolt-dock om meerdere apparaten op uw computer aan te sluiten via een enkele poort.

Er zijn limieten aan het aantal apparaten dat op een enkele Thunderbolt-poort kan draaien. Met de standaard (inclusief Thunderbolt 3 en 4) kunnen maximaal zes apparaten in serie worden geschakeld. Als u te veel apparaten aansluit, kan het de bandbreedte en de algehele prestaties van de randapparatuur verminderen.

DisplayPort-compatibiliteit

Thunderbolt-poorten zijn volledig compatibel met DisplayPort-standaarden om compatibiliteit met traditionele DisplayPort-monitoren te behouden. Dit betekent dat elke DisplayPort-monitor kan worden aangesloten op een Thunderbolt-randapparatuurpoort. Het maakt de Thunderbolt-datalink op de kabel echter onbruikbaar.

Daarom hebben bedrijven als Matrox en Belkin Thunderbolt-basisstations ontworpen voor computers die een DisplayPort-doorvoer mogelijk maken. Op deze manier kan de pc worden aangesloten op een monitor en de datamogelijkheden van de Thunderbolt-poort gebruiken voor Ethernet en andere randapparatuurpoorten.

PCI-Express

Met de PCI-Express databandbreedtes kan een enkele Thunderbolt-poort tot 10 Gbps in beide richtingen. (Thunderbolt 3 en 4 ondersteunen tot 40 Gbps totale bandbreedte, inclusief het DisplayPort-signaal.) Dit is meer dan genoeg voor de meeste randapparatuur waarmee een computer verbinding zou maken. De meeste opslagapparaten werken onder de huidige SATA-specificaties, en solid-state schijven kan deze snelheden niet halen.

Meest lokaal netwerk is gebaseerd op Gigabit Ethernet (1 Gbps), wat een tiende is van de bandbreedte die wordt geboden door een 4-weg PCIe-verbinding. Bijgevolg bieden Thunderbolt-beeldschermen en -basisstations doorgaans poorten voor randapparatuur en doorgeven van gegevens voor externe opslagapparaten.

Hoe Thunderbolt zich verhoudt tot USB en eSATA

USB 3.0 is de meest voorkomende van de huidige high-speed perifere interfaces. Het heeft het voordeel dat het compatibel is met alle achterwaartse USB 2.0-randapparatuur. Het is echter beperkt tot één poort per apparaat, tenzij a USB-hub is gebruikt.

USB 3 biedt volledige bidirectionele gegevensoverdracht, maar de snelheden zijn ongeveer de helft van die van Thunderbolt met 4,8 Gbps. Het draagt ​​niet specifiek een videosignaal zoals Thunderbolt dat doet voor DisplayPort. Het wordt gebruikt voor videosignalen via een directe USB-monitor of een basisstationapparaat, dat het signaal doorstuurt naar een standaardmonitor. Het nadeel is dat het videosignaal een hogere latentie heeft dan Thunderbolt met DisplayPort-monitoren.

USB4 verdubbelt de overdrachtssnelheden van USB 3.0. Met 40 Gbps staat het op dezelfde voet als Thunderbolt 3 en 4, die beide compatibel zijn met USB4.

Thunderbolt is flexibeler dan de eSATA perifere interface. Externe SATA is alleen functioneel voor gebruik met een enkel opslagapparaat. De huidige eSATA-standaarden zijn maximaal 6 Gbps vergeleken met de 10 Gbps van Thunderbolt.

Blikseminslag 3

Thunderbolt 3, uitgebracht in 2015, bouwde voort op de ideeën van eerdere versies. In plaats van DisplayPort-technologie te gebruiken, is Thunderbolt 3 gebaseerd op USB 3.1 en zijn nieuwe Type-C-connector. Dit opende nieuwe mogelijkheden, waaronder de mogelijkheid om zowel stroom als datasignalen over te dragen.

Het is mogelijk dat een laptop die een Thunderbolt 3-poort gebruikt, via de kabel van stroom wordt voorzien, terwijl de kabel ook wordt gebruikt om video en gegevens naar een monitor of basisstation te sturen. Overdrachtssnelheden voor Thunderbolt 3 bereiken een maximum van 40 Gbps, wat meer dan genoeg is om meerdere apparaten tegelijkertijd van stroom te voorzien.

Blikseminslag 4

Aangekondigd begin 2020, met apparaten die later in het jaar in de schappen verschijnen, heeft Thunderbolt 4 geen snelheid toegevoegd aan Thunderbolt 3. Toch heeft het de specificaties op verschillende manieren verbeterd.

Het Thunderbolt 4-protocol kan twee 4K-schermen ondersteunen in plaats van één, of één 8K-scherm. Snoeren kunnen tot twee meter lang zijn. Het bevat ook verschillende minimumnormen voor randapparatuur, waaronder ondersteuning voor het ontwaken uit de slaapstand voor docks, stroomwaarden voor het opladen van laptops en bescherming tegen Thunderspy-aanvallen.

Thunderbolt 4 is volledig compatibel met het USB4-protocol en datasnelheden. Deze onderlinge compatibiliteit heeft voor verwarring gezorgd, namelijk dat poorten voor Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 en USB4 visueel niet van elkaar te onderscheiden zijn.