Apple Thunderbolt и Mini Displayport — это одно и то же? Все, что вам нужно знать о Thunderbolt В чем отличие интерфейсов.

Примерно полгода назад топовые материнские платы стали снабжать новым высокоскоростным интерфейсом Thunderbolt, и одновременно с этим начали появляться оснащенные им периферийные устройства. Прежде всего это внешние накопители и NAS-системы, которые как раз нуждаются в высокоскоростном интерфейсе.

Интерфейс Thunderbolt

Напомним, что интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel как универсальный высокоскоростной интерфейс для широкого класса периферийных устройств. Первоначально он назывался Light Peak и впервые был представлен на IDF 2009. Однако в своем первом варианте интерфейс Light Peak был ориентирован на использование оптического кабеля в качестве транспортной сети для передачи сигналов. Первое поколение устройств Light Peak, согласно заявлениям Intel, имело теоретическую скорость передачи данных 10 Гбит/с (полнодуплексный режим) на расстоянии до 100 м с применением оптического кабеля.

В дальнейшем было принято решение создать данный интерфейс на базе медных соединений. Кроме того, после реализации этой технологии на базе медных проводов Light Peak стал позиционироваться как замена большинству существующих проводных интерфейсов, таких как USB, SCSI, eSATA, FireWire, HDMI и DVI.

В 2011 году впервые были представлены продукты с использованием этой технологии, которая получила официальное название Thunderbolt. Первыми устройствами с Thunderbolt-портом стали ноутбуки MacBook Pro компании Apple. А на выставке Computex 2012 был представлен уже достаточно широкий ассортимент разнообразных решений с поддержкой интерфейса Thunderbolt.

Высокоскоростной интерфейс Thunderbolt основан на совмещении технологий DisplayPort и PCI-Express, то есть позволяет подключать периферийные устройства, применяющие эти протоколы передачи данных. Это дает возможность одновременно передавать видеоизображение и большие объемы данных, поскольку такие потоки разграничены между собой и передаются по разным каналам без задержек. По сути, в контроллере Thunderbolt установлены мультиплексор и демультиплексор, которые отвечают за передачу данных разных протоколов в едином потоке. Интерфейс Thunderbolt обеспечивает теоретическую пропускную способность передачи данных до 10 Гбит/с в одном направлении. При этом каждый из портов данного интерфейса включает два канала, что позволяет подключать по два устройства к одному порту Thunderbolt либо до шести устройств в виде цепочки. Каждый из каналов имеет в таком случае полную пропускную способность 10 Гбит/с для обоих направлений. Если же к порту подключено устройство, работающее по интерфейсу DisplayPort, то в этом случае пропускная способность условно делится на четыре линии с максимальной пропускной способностью 5,4 Гбит/с. Как заявляет компания Intel, в отличие от традиционных архитектур передачи данных, в которых используется единая шина, в Thunderbolt применяется другая топология, что обеспечивает высокую пропускную способность для каждого из портов независимо от их количества.

Теоретически новый интерфейс передачи данных по своей пропускной способности опережает другие современные интерфейсы для подключения периферийных устройств, такие как USB 3.0, FireWire 800 и eSATA. Нельзя не отметить полную совместимость нового интерфейса с устройствами DisplayPort. Так, стандартный разъем Thunderbolt является полностью электрически совместимым с разъемом mini DisplayPort. То есть для подключения устройств с таким разъемом не нужны дополнительные переходники или адаптеры. Технология Thunderbolt аппаратно поддерживает спецификацию DisplayPort 1.1a, однако это не мешает подключать устройства, поддерживающие предыдущие спецификации данного протокола. Отметим интересную особенность работы устройств: подключенные мониторы с интерфейсом DisplayPort должны быть последними в цепочке - это объясняется алгоритмом работы контроллера Thunderbolt и распределения свободных каналов. Thunderbolt может обрабатывать те же самые типы видео­ и аудиосигналов, что и DisplayPort, то есть передавать видеоизображения высокой четкости с разрешением FullHD 1080p и восемью каналами звука.

Для подключения контроллера Thunderbolt к чипсету Intel задействуются четыре линии PCI Express 2.0.

Помимо высокой скорости передачи данных, большим преимуществом нового интерфейса можно считать то, что Thunderbolt поддерживает передачу данных, видео, аудио и питания всего через один порт и кабель. Это избавляет от лишних проводов USB, опутывающих компьютер или ноутбук при работе с многочисленными периферийными устройствами. Пользователь может подключить до шести устройств к каждому из портов Thunderbolt, связав их одной цепью (daisy-chain), то есть посредством последовательного подключения. Такая топология предполагает, что каждое устройство в цепи должно иметь два порта Thunderbolt.

Несмотря на то что новый интерфейс поддерживает подключение некоторых периферийных устройств без использования дополнительного питания, данная технология не может сравниться по мощности с Apple Display Connector (ADC), позволяющей подсоединять даже мониторы. Максимальная мощность подключаемых устройств обусловлена реализацией контроллера на системной плате, поэтому говорить о возможности подключения через этот интерфейс мощных решений пока рано.

В отличие от интерфейса USB, где соединение с низкоскоростным устройством или решением, поддерживающим старую ревизию интерфейса, может снизить производительность всей шины, новый интерфейс Thunderbolt специально построен таким образом, чтобы работать со многими устройствами без ущерба для пропускной способности канала. Конечно, они будут разделять общую пропускную способность канала Thunderbolt, что может ограничить производительность каждого из них при передаче большого потока данных, однако общая производительность канала Thunderbolt не уменьшится.

Пока устройств, поддерживающих новый интерфейс, всё еще мало, но велика вероятность того, что он получит широкое распространение и потеснит USB 3.0 на рынке периферийной техники.

Теперь, после краткого рассказа об интерфейсе Thunderbolt, давайте рассмотрим его реализацию на примере портативного адаптера Seagate GoFlex Thunderbolt для накопителей с интерфейсом SATA.

Прежде всего, этот адаптер предназначен для Mac-пользователей. Дело в том, что продукты компании Apple до последнего времени не поддерживали USB 3.0 и единственным высокоскоростным интерфейсом в них был Thunderbolt. Это, конечно же, не означает, что данный адаптер совместим только с Mac-системами - если в вашем ноутбуке или десктопном ПК есть интерфейс Thunderbolt, то адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позволит подключать накопители по нему.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt едва ли можно назвать портативным. Он довольно массивный и по размерам превосходит стандартный 2,5-дюймовый накопитель.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt совместим только с 2,5-дюймовыми SATA-накопителями. Отметим, что, несмотря на совместимость разъема, использовать 3,5-дюймовый HDD с адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt не удастся. По всей видимости, интерфейс Thunderbolt не может обеспечить достаточного питания для таких дисков.

Отметим, что адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt имеет только один порт Thunderbolt, то есть он не позволяет создать цепочку устройств и может использоваться только как оконечное устройство в цепочке или как единственное. В общем­то, это объяснимо: устройства с интерфейсом Thunderbolt, ориентированные на работу в цепочке, должны иметь дополнительное (отдельное) питание, которое в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt отсутствует.

На сайте компании Seagate адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позиционируется для дисков Seagate Backup Plus и GoFlex, однако это, конечно же, не означает, что он несовместим с другими 2,5-дюймовыми накопителями. Тем не менее, отдавая дань производителю, мы сначала протестировали адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt с внешним накопителем Seagate Backup Plus емкостью 500 Гбайт.

Внешний накопитель Seagate Backup Plus выполнен на основе 2,5-дюймового HDD-диска и поставляется в пластиковом корпусе. Он представляет собой реализацию стандарта USM (Universal Storage Module), разработанного компанией Seagate. Данный стандарт определяет спецификацию бокса для НDD-дисков, позволяющего подключать их и к шине SATA, и к контроллерам USB, и к FireWire, и к Thunderbolt.

Накопитель Seagate Backup Plus

Согласно спецификации USM, НDD-диск помещается в корпус, а к разъему SATA присоединяется внешний сменный адаптер с контроллером того или иного интерфейса.

Накопители Seagate Backup Plus поставляются в комплекте только с адаптером USB 3.0, но отдельно можно купить адаптер с портом FireWire 800 или Thunderbolt.

Адаптер USB 3.0 накопителя Seagate Backup Plus

В накопителе Seagate Backup Plus устанавливается 2,5-дюймовый HDD-диск семейства Momentus ST500LM012 с интерфейсом SATA 3 Гбит/с.

Методика тестирования

Для тестирования мы использовали стенд следующей конфигурации:

• процессор - Intel Core i7-3770K;
• системная плата - ASUS P8Z77-V Premium;
• чипсет системной платы - Intel Z77 Express;
• память - 16 Гбайт DDR3-1333 (двухканальный режим работы);
• накопитель с операционной системой - Intel SSD 520 Series (240 Гбайт);
• режим работы SATA - AHCI;
• драйвер накопителей - Intel RST 10.6;
• контроллер накопителей - интегрированный в чипсет контроллер SATA 6 Гбит/с.

Системная плата ASUS P8Z77-V Premium использовалась нами по той причине, что на ней имеется интегрированный контроллер Thunderbolt на базе контроллера Intel DSL3310.

На стенде для тестирования устанавливалась операционная система Windows 7 Ultimate (64 bit).

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c накопителем Seagate Backup Plus)

Тестирование проводилось с применением тестовой утилиты IOmeter 2008.06.1, которая представляет собой очень мощный инструмент для анализа производительности накопителей (как HDD, так и SSD) и фактически является отраслевым стандартом для измерения производительности накопителей.

Тестирование накопителя с помощью утилиты IOmeter вполнялось без создания на нем логического раздела, чтобы не привязывать результаты тестирования к конкретной файловой системе.

При тестировании исследовалась зависимость скорости выполнения операций последовательных чтения и записи, а также случайных чтения и записи от размера блока данных.

Для определения скорости последовательного чтения, случайного чтения и последовательной записи использовались блоки данных следующих размеров: 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. В этих тестах в настройках IOmeter количество одновременных запросов ввода­вывода (# of Outstanding I/Os) задавалось равным 4, что типично для пользовательских приложений.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c SSD-накопителем Silicon Power Velox V70

Для анализа зависимости производительности накопителя (IOPS) в операциях случайного чтения и записи блоками по 4 Кбайт количество одновременных запросов ввода­вывода задавалось равным 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256.

Тестирование проводилось по следующей схеме. Сначала мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus с интерфейсом USB 3.0, для чего к нему подключался USB 3.0-адаптер, поставляемый в комплекте, который, в свою очередь, подключался к USB 3.0-порту на системной плате, реализованному через интегрированный в чипсет контроллер Intel Z77 Express. Затем тестирование проводилось с подключенным к накопителю Seagate Backup Plus адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt. Далее мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus, подключенный к системной плате через интерфейс SATA. Фактически при подключении накопителя напрямую к системной плате через интерфейс SATA достигается максимально возможная скорость. Добавление же дополнительных промежуточных преобразований между различными интерфейсами может лишь снизить ее.

Как видно по результатам тестирования накопителя Seagate Backup Plus (рис. 1-4), нет никакой разницы между использованием интерфейсов Thunderbolt и USB 3.0. Интерфейс SATA, когда накопитель подключается к плате напрямую, имеет преимущество в операциях последовательных чтения и записи при размере блока менее 16 Кбайт. То есть только при малых размерах блока начинают сказываться задержки, вносимые контроллерами, выполняющими преобразование SATA - Thunderbolt и SATA - USB 3.0. Однако при размере блока более 16 Кбайт узким местом становится сам HDD и скорость последовательных записи и чтения определяется уже производительностью HDD и никак не зависит от типа контроллера.

Рис. 1. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 2. Зависимость скорости последовательной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 3. Зависимость скорости случайного чтения
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 4. Зависимость скорости случайной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

В операциях случайного чтения и записи при всех размерах блока скорость определяется исключительно производительностью самого HDD, а потому нет никакой разницы между интерфейсами SATA, USB 3.0 и Thunderbolt.

Итак, на основании тестирования накопителя Seagate Backup Plus можно сделать следующий важный вывод. Если в системе имеются интерфейсы USB 3.0 и Thunderbolt, то для накопителя Seagate Backup Plus, в котором адаптер USB 3.0 поставляется в комплекте, нет смысла покупать дополнительный адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt. Это нужно делать лишь в том редком случае, если в системе есть интерфейс Thunderbolt и нет USB 3.0. Причем это касается не только накопителя Seagate Backup Plus, но и любого внешнего накопителя на основе HDD-диска. Интерфейс Thunderbolt не позволит получить никакого выигрыша в производительности относительно интерфейса USB 3.0, поскольку оба интерфейса имеют более чем достаточную для любого HDD-диска полосу пропускания.

Тестирование накопителя Seagate Backup Plus с интерфейсами USB 3.0 и Thunderbolt прежде всего позволило нам сравнить их по производительности. В то же время понятно, что, когда речь идет о высокоскоростных интерфейсах, узким местом в системе может быть не интерфейс, а именно накопитель. Ведь от 2,5-дюймового HDD-диска Seagate Backup Plus ожидать каких­то выдающихся результатов не приходится.

Именно поэтому на следующем этапе мы повторили весь процесс тестирования, но уже с быстродействующим SSD-накопителем Silicon Power Velox V70 емкостью 240 Гбайт (подробно с результатами его тестирования можно ознакомиться в статье «SSD-накопитель Silicon Power Velox V70 240 Гбайт», опубликованной в этом номере журнала). Отметим, что мы проводили тестирование с предварительно состаренным накопителем Silicon Power Velox V70, для чего в течение 10 часов осуществлялась операция случайной записи блоками по 4 Кбайт (при количестве одновременных запросов равном 16).

Результаты тестирования SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 с интерфейсами SATA 6 Гбит/с, USB 3.0 и Thunderbolt представлены на рис. 5-8.

Рис. 5. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 6. Зависимость скорости последовательной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 7. Зависимость скорости случайного чтения
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 8. Зависимость скорости случайной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Начнем с того, что при подключении SSD-накопителя по интерфейсу SATA 6 Гбит/с максимальная скорость последовательного чтения составляет 525 Мбайт/с, а последовательной записи - 505 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения равна 522 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Фактически, это максимальные значения скоростей, которые может продемонстрировать SSD-накопитель Silicon Power Velox V70.

При подключении SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 по интерфейсу Thunderbolt, несмотря на заявленную пропускную способность интерфейса в 10 Гбит/с (1,25 Гбайт/с), всё оказалось не так хорошо, как хотелось бы. Максимальная скорость последовательного чтения составила 347 Мбайт/с, а последовательной записи - 340 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения была равна 347 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Как видите, только в операциях случайной записи, где производительность SSD-накопителя не очень высокая, нет разницы между подключением SSD-накопителя по интерфейсам SATA 6 Гбит/с и Thunderbolt. А вот в операциях случайного чтения, последовательной записи и последовательного чтения интерфейс Thunderbolt явно проигрывает и не позволяет реализовать весь скоростной потенциал SSD-накопителя. Понятно, что пропускная способность интерфейса Thunderbolt в данном случае ни при чем (она утилизируется лишь на треть), - по всей видимости, проблема в задержках, вызываемых преобразованием интерфейсов SATA - Thunderbolt. Кстати, в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt за это преобразование отвечает контроллер ASMedia ASM1061.

При использовании интерфейса USB 3.0 показатели SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 были еще хуже. Поставляемый в комплекте с ними адаптер USB 3.0 не позволяет развить скорость последовательного чтения более 178 Мбайт/с и скорость последовательной записи более 200 Мбайт/с. Максимальная скорость случайного чтения составила 170 Мбайт/с, а случайной записи - 140 Мбайт/с. Видимо, чип, реализующий преобразование USB 3.0 - SATA 6 Гбит/с в USB 3.0-адаптере, прилагаемом к накопителю Seagate Backup Plus, не обладает достаточной производительностью для реализации возможностей скоростных SSD-накопителей.

Выводы

На основании проведенного тестирования можно сделать следующий важный вывод. Адаптеры Seagate GoFlex Thunderbolt и USB 3.0 имеет смысл использовать только с HDD-дисками Seagate Backup Plus. Применять с ними высокоскоростные SSD-накопители нецелесообразно, поскольку в таком случае узким местом станут адаптеры, которые существенно ограничат скорость чтения и записи.

О технологии Thunderbolt нужно знать немного, но я приведу достаточно много информации, чтобы новички поняли, что это такое, а опытные пользователи освежили память.

Thunderbolt появилась благодаря совместной работе двух компаний – Intel и Apple. Так что же это такое и какие плюсы и минусы в сравнении с другими интерфейсами она имеет, типа USB или ?

Что такое Thunderbolt?

Thunderbolt (ранее Light Peak) – не очень новая, но теперь, хорошо себя зарекомендовавшая технология, которая нужна для связывания различного периферийного (внешнего) оборудования. С помощью Thunderbolt можно передавать видео, звук и энергию. Так как ее сделали на основе DisplayPort (по виду похож на него) и PCI Express, интерфейс имеет довольно высокие скорости. Вы можете передавать файлы, подключать жёсткие диски и , делать и все это будет работать на высокой скорости. Разрешение видео может быть и 4К и выше. Порты Thunderbolt позволяют обеспечить оборудование мощностью до 10 Вт.

В чем отличие названия Light Peak и Thunderbolt?

В 2009 году Intel на форуме разработчиков показала технологию Light Peak , но это было только кодовое название, так как технология еще разрабатывалась. Нужно заметить, что кодовые названия даются всем новым разработкам. Потом, конечно, присвоили название Thunderbolt.

В основе лежит оптическая и электрическая передача данных, хотя компания Apple вооружилась только второй. Intel думает, что использование электрического варианта подразумевает его низкую стоимость и передачу питания. Оптический вариант, скорее всего, нужен для кабелей длинной более 3-х м.

Как Thunderbolt связана с PCI Express?

Все мы знаем, что шина PCI Express в компьютере одна из самых быстрых технологий, связывающих различное оборудование, допустим, процессор и видеокарту. В нашем случае PCI Express для Thunderbolt используется напрямую, что дает просто впечатляющую производительность.

Скорость передачи данных Thunderbolt

Наконец-то добрались и до скорости передачи данных Thunderbolt. Многие из вас ждали этого пункта. Если рассматривать не на практике, то скорость очень быстрая – до 10 Гб/с, и это только один канал, а каждый из портов может иметь по два. Thunderbolt еще двунаправленный, что значит одновременную передачу и принятие данных. В действительности, конечно, все не так плохо, скорость передачи достигала 7-8 Гб/с, а это намного производительнее, чем у .

Стоит понимать, что скорость передачи зависит не от самой технологии, а от оборудования, на котором она используется. Если оборудование не может выжать все возможности интерфейса, то нужно его поменять. Рассмотрим, например, диски, с интерфейсами , максимальная скорость которых 3 Гб/с, у третьей версии SATA – 6 Гб/с.

Достоинства Thunderbolt по сравнению с USB и другими технологиями

Как многие уже догадались, производительность Thunderbolt является самым большим достоинством среди большинства технологий, которые мы перечисляли выше. Также вы можете передавать видео, звук и питание лишь через один порт, то есть вам понадобится всего один кабель для этого. Чтобы все это подключить, конечно, понадобится переходник, к которому вы подключаете Thunderbolt, а уже к самому переходнику устройства, например, телевизор и смартфон, чтобы его зарядить.

Что насчет видео и аудио, передающиеся по Thunderbolt?

Как уже было сказано выше, Thunderbolt представляет собой DisplayPort, а сама технология соединена напрямую с PCI Express. Что это значит? Обработка видео и аудио будет идти лишь на максимальных возможностях. Все зависит лишь от возможностей графической и звуковой карты. На некоторых устройствах Thunderbolt позволяет подключить до двух мониторов с высоким разрешением и это только к одному порту.

Как соединять устройства, что по совместимости?

Вы можете использовать адаптеры для соединения оборудования USB и других интерфейсов, но быстрее работать они не будут, потому что USB и другие интерфейсы поддерживают свою скорость. Thunderbolt лишь не будет ограничивать устройство в скорости.

Сколько можно подключить устройств к одному порту Thunderbolt?

До 6-ти устройств можно подключить к любому из портов. Если связываете какие-то устройства, то нужно связать их последовательно, но тут нужно понимать, что у каждого из них должно быть по два порта Thunderbolt.

Что за устройства с Thunderbolt на данный момент существуют?

На некоторых CES были представлены разработки с Thunderbolt, например, SSD-накопитель, и сами MacBook.

Thunderbolt 2

Самое интересное, что выше мы говорили в основном только про первую версию Thunderbolt, а есть еще и вторая, и даже третья.

интерфейс Thunderbolt 2 был представлен в 2013 году и, естественно, он схож с первой версией, то есть, как по внешнему виду, так и по основным характеристикам тоже самое.

Что добавлено:

Агрегация каналов передачи данных, то есть вам дано два канала по 10 Гб/с, но вы можете объединить их в один, который будет способен передавать 20 Гб/с.

Использование второй версии было замечено в Apple MacBook Pro Retina.

Thunderbolt 3 и что нужно об этом знать?

Вот мы и дошли до последней, на данный момент версии Thunderbolt. В 2015 году появилась версия Thunderbolt 3, что не может не радовать. Данная разработка дает действительно светлое будущее для новых технологий и, надеюсь, останется там надолго, а все потому, что:

• Скорость передачи данных составляет 40 Гб/с (в два раза быстрее предыдущей версии);
• Подключение два монитора 4K с частотой 60 Гц;
• 4 линии PCI Express Gen 3
• Для оборудования предоставляется мощность до 100 Вт;
• Подключение до 6-ти устройств (осталось на том же уровне).

Совместимость с , то есть технология реализована на этой спецификации. Как видите, возможности интерфейса просто зашкаливают. Внедрение в различные устройства уже началось. Также Thunderbolt 3, как было сказано, будет поддерживаться чипсетами Skylake. Еще компания Intel решила сделать оптический тип, за чем последует создание кабеля до 60 метров.

Цена Thunderbolt

На данный момент двухметровых кабель Thunderbolt стоит около 3000 рублей, может где-то есть и подешевле, но я не нашел. Переходники стоят примерное столько же и выше.

Какими бы конструктивными особенностями не отличался интерфейс для подключения периферии, он должен обладать двумя характеристиками: универсальностью и высокой скоростью передачи данных. Сочетание лишь этих двух качеств делают его по-настоящему эффективным. Примером такого интерфейса может послужить Thunderbolt - новая технология подключения периферийных устройств, созданная совместными усилиями двух ведущих компаний Apple и Intel.

Что такое Thunderbolt?

Так что же представляет собой Thunderbolt и какими преимуществами она обладает? Если не вдаваться в технические подробности, её можно охарактеризовать как универсальный стандарт, обеспечивающий максимально удобную и эффективную связь между компьютерами и планшетами с различными внешними устройствами. Говоря более доступным языком, Thunderbolt - это альтернатива технологии USB, только, как это уверяют в Apple, ещё более совершенная.

Таким образом, целью создания нового стандарта является устранение недостатков USB, а в перспективе и его замена. Среди производителей компьютерной техники широкой поддержки идея такой замены, однако, не получила, и главной тому причиной стала относительно высокая стоимость компонентов Thunderbolt, оказывающая существенное влияние на конечную цену компьютеров. В настоящее время новый стандарт используется в основном в компьютерах Mac.

Плюсы использования Thunderbolt

Основными преимуществами новой технологии является возможность последовательного, то есть без использования концентратора или коммутатора, подключения сразу нескольких высокопроизводительных периферийных устройств к одному компактному двухканальному порту, а также высокая скорость передачи данных. Объединяя в себе технологии DisplayPort и PCI Express, новый стандарт позволяет подключать к ПК внешние жесткие диски, мониторы высокого разрешения, видеокамеры и прочие периферийные устройства, не опасаясь за стабильность их работы и сохранность передаваемых данных.

Скорость передачи через интерфейс Thunderbolt как минимум в два раза выше, чем через интерфейс USB и это только начало. И хотя технология не получила широкого распространения среди производителей компьютерной техники, она продолжает успешно развиваться. За первой версией последовала вторая, а за нею и третья, способная поддерживать обмен данными на скорости до 40 Гб/с.

Также нельзя не отметить, что стандарт позволяет одновременно и передавать, и принимать данные. Thunderbolt поддерживается подключение дисплеев с Mini DisplayPort или с адаптером DisplayPort, HDMI, DVI, VGA, совместимость с устройствами USB, FireWire 400 и FireWire 800 (подключение производится через адаптер). При этом, однако, нужно понимать, что новый интерфейс не сделает устройства быстрее, но и не замедлит передачу данных.

Интерфейс Thunderbolt 3

На данный момент доступна уже третья версия стандарта, хотя сами устройства на основе новой технологии появятся в продаже в 2016 году. Thunderbolt 3 избавился от разъема MDP, перейдя на двухсторонний USB-C, а заодно в два раза увеличил скорость обмена данными, и если во второй версии она составляла до 20 Гб/с, то сейчас передавать файлы с одного устройства на другое можно будет на скорости 40 Гб/с. А это значит, что видеофайл с разрешением 4K можно будет передать менее чем за полминуты.

Возможности новой версии также включают совместимость новой версии со стандартом USB 3.1, поддержку питания устройств мощностью до 100 Вт, подключение двух дисплеев разрешения 4К, разной периферии и сети Ethernet на скорости 10 Гб/с. Кстати, если подключать один дисплей, то разрешение можно будет увеличить и до 5К.

Thunderbolt | Теперь и на ПК

Пользователи Mac и ПК никогда не сойдутся во мнении, какая платформа имеет лучшую операционную систему. Но что касается "железа" у обладателей ПК здесь явное преимущество. При подборе процессоров, видеокарт и материнских плат у нас гораздо больше выбора. Если вы используете Mac, вам придётся ждать, пока Apple добавит поддержку нужного вам устройства (если это вообще когда-либо случится).

Thunderbolt нарушил правило, по которому ПК первыми получает передовые технологии. Уже почти год обладатели новых Mac пользуются интерфейсом Thunderbolt , который был разработан Intel в сотрудничестве с Apple. Опытным пользователям ПК пришлось просто сидеть и ждать, хотя недостаток продуктов с этим интерфейсом заметно облегчил это ожидание.

MSI недавно представила первую материнскую плату с поддержкой Thunderbolt . Модель Z77A-GD80 прекращает монополию Apple на самый "крутой" интерфейс со времён первого стандарта USB. Полученная нами плата практически идентична модели Z77A-GD65, которую мы рассматривали в обзоре шести материнских плат на Z77 по цене $160-220 , кроме наличия порта Thunderbolt 10 Гбит/с на задней панели ввода/вывода (вместо порта DVI), наряду с новым 14-фазным регулятором напряжения.

Если вы ещё не знакомы с технологией Thunderbolt либо её реализациями, мы уверены, что вы захотите иметь такой интерфейс в вашей следующей системе даже несмотря на то, что количество устройств с его поддержкой пока не очень велико.

Thunderbolt - это название инициативы Intel, которая первоначально носила кодовое имя Light Peak-оптический интерфейс для подключения периферийных устройств. Когда корпорация Intel впервые представила технологию Light Peak на форуме IDF 2009, считалось, что оптический интерфейс обеспечит пропускную способность 10 Гбит/с. Тем не менее, версия с медными проводами оказалась лучше чем ожидалось ранее, и позволила Intel переключиться на нее, снизив стоимость конечных решении и добавив линии питания для подключаемых устройств (до 10 Вт).

Больше всего энтузиастам не нравится то, что уже существует USB 3.0 как стандартная часть функционала чипсетов AMD и Intel. Почему мы должны платить за ещё один интерфейс? В конце концов, USB третьего поколения с пропускной способностью 5 Гбит/с практически соответствует пиковой производительности современных SSD. Однако Thunderbolt не просто ещё один интерфейс для периферии. Он объединяет DisplayPort и PCI Express в последовательный поток данных, позволяя создавать достаточно скоростные связки между устройствами (наряду с инновационными идеями, как, например, MSI GUS II).

Производители многие годы играют с графическими решениями для USB, но никому по-настоящему не удавалось преуспеть в этом, поскольку уникальный набор команд USB просто не был спроектирован для работы с высокопроизводительным вводом/выводом графических данных. Тем не менее, интерфейс Thunderbolt имеет низкие задержки и высокую пропускную способность, что делает его надёжной технологией для передачи данных с поддержкой высокоточной синхронизации по времени, что идеально подходит для внешних видео- и аудиоустройств.

Как работает Thunderbolt?

Две схемы подключения контроллера Thunderbolt в системе

Контроллеры Thunderbolt интегрируются в систему одним из двух способов: либо они присоединяется непосредственно к линиям PCI Express процессоров класса Sandy Bridge или , или связывается с чипсетом (PCH) через его линии PCIe.

Нам кажется, что в десктопном сегменте большинство поставщиков материнских плат будут осуществлять подключение через PCH, чтобы не занимать линии на процессоре, которые, в основном, предназначены для дискретной графики. Такая конфигурация потенциально может создать "узкое место", так как соединение DMI между процессором и чипсетом теоретически нормально справляется с потоками в 2 Гбайт/с в обе стороны. Если вы подключили много SATA-накопителей, то максимальная производительность интерфейса Thunderbolt может быть ограничена.

На изображении выше вы можете видеть, как данные с DisplayPort проходят между контроллером Thunderbolt и Flexible Display Interface (FDI) на PCH. FDI имеет собственный путь, специально отведённый для передачи информации, и он не создает нагрузку на DMI 2.0.

Данные с PCIe и DisplayPort поступают в контроллер Thunderbolt по отдельности, смешано проходят через кабель Thunderbolt и разделяются в конце.

Для Thunderbolt нужен активный кабель, поэтому он такой дорогой (в районе $50). Каждый конец кабеля использует два крошечных чипа-передатчика низкой мощности Gennum GN2033, которые отвечают за усиление проходящего сигнала, чтобы обеспечить скорость передачи данных 10 Гбит/с на расстоянии до трёх метров.

Изначально Thunderbolt должен был передавать данные используя оптический передатчик и оптоволоконный кабель. Но инженеры Intel обнаружили, что целевой показатель 10 Гбит/с можно получить с более дешёвым медным кабелем. Однако реализация оптоволоконного варианта продолжается, и в будущем мы надеемся увидеть оптические кабели, позволяющие подключать устройства на достаточно больших расстояниях. Как мы уже упоминали, проводная версия способна питать устройства мощностью до 10 Вт. Когда появятся оптический вариант, всем подключаемым устройствам нужен будет отдельный источник питания.

Несмотря на множество уникальных особенностей, многие идеи Thunderbolt позаимствовал в других местах. Например, он поддерживает "горячее" подключение. И, как FireWire, он рассчитан на работу в цепочке с другими устройствами. Системы с контроллерами Thunderbolt будут оснащаться одним или двумя портами, каждый будет поддерживает до семи устройств в цепочке, два из которых могут быть мониторами с поддержкой DisplayPort. Комбинации могут быть таковы:

• Пять устройств и два дисплея с портами Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей с портом Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort
• Пять устройств, один дисплей с портом Thunderbolt и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort

Конечно, для последовательной цепочки необходимо, чтобы у каждого устройства (кроме последнего) было два порта Thunderbolt . Поэтому, когда вы присоединили дисплей, у которого нет порта Thunderbolt (через адаптер mini-DisplayPort), или у него только один порт, дальше передать сигнал по цепочке не получится. Таким образом, при подключении множества компонентов дисплеи необходимо ставить на последнее место.

Сам по себе разъём Thunderbolt физически совместим с mini-DisplayPort, поэтому с подсоединением проблем не возникнет.

Если какие-то условия размещения данных PCIe и DisplayPort на одном кабеле? В теории, нет. Apple и Intel решили проблему с качеством вывода на ранних устройствах через обновление прошивки в 2011 году. Интерфейс использует два канала данных, каждый из которых способен передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с в обоих направлениях. В данном решении один канал используется для передачи данных между устройствами, второй для сигналов дисплея. И даже в этом случае мы говорим о 10 Гбит/с как об официальной характеристике Thunderbolt , поскольку складывать скорости будет не совсем верным подходом.

Thunderbolt | Пропускная способность интерфейса: сравнение с USB 3.0, FireWire и eSATA

По словам партнёров Intel, ультрабуки будут использовать контроллер Cactus Ridge с одним портом из-за низкого энергопотребления платформ. Настольные системы, ориентированные на энтузиастов, и устройства, работающие в цепочке, будут использовать контроллер Cactus Ridge 4C. Обе модели контроллера Cactus Ridge используют четыре линии PCIe 2.0. Ранее считалось, что версия 2C будет занимать только две линии, но разработчик подтвердил, что это мнение было ошибочным.

Контроллер Intel Port Ridge тоже является разработкой второго поколения. Тем не менее, он был специально спроектирован для конечных устройств. Такие устройства необходимо подключать в конец последовательной цепи или использовать отдельно. Хорошим примером конечного устройства является портативный 2,5” SSD Elgato с одним портом Thunderbolt . И поскольку интерфейс способен питать устройства мощностью до 10 Вт, в дополнительном питании нет необходимости.

Но зачем нужна дифференциация контроллеров Thunderbolt ? Intel пытается сделать технологию более доступной там, где это возможно. Мы слышали, что Light Ridge стоит около $25-$30, а Eagle Ridge примерно в половину меньше. У Port Ridge удалён один канал Thunderbolt , использующийся для сигналов DisplayPort, и, по сути, он является половиной контроллера Eagle Ridge. Таким образом, одноканальный контроллер Port Ridge с одним портом позволяет поставщикам заметно снизить стоимость конечных устройств.

Поддержка двух дисплеев

Контроллеры Cactus Ridge 4C и Light Ridge используют два выхода DisplayPort. В десктопных системах один канал подключается к встроенной графике процессора Sandy Bridge или . Второй отдается дискретной видеокарте. Конечно, возможность подключения второго экрана важна для систем high-end класса, поэтому материнские платы на базе чипсета Z77 будут использовать четырёхканальный контроллер Cactus Ridge. Реализация будет выглядеть немного странно, поскольку вам понадобиться возвратный кабель DisplayPort между дискретной видеокартой и материнской платой. Но это единственный способ установить второе соединение к контроллеру Cactus Ridge 4C.

апрашивается вопрос, почему бы просто не подключить монитор к видеокарте и не мучиться? Потому, что Thunderbolt использует активный кабель.

Активный кабель позволяет контроллеру Thunderbolt взаимодействовать с дисплеями на больших расстояниях без ущерба целостности сигнала. Однако длинный кабель DisplayPort не лучший вариант, потому что после двух метров сигнал начинает ухудшаться. DVI использует только пассивные кабели, и разрешение и частота обновления понижается с увеличением длинны (вот для чего существуют удлинители DVI). Thunderbolt решает эти проблемы и упрощает подключение монитора.

Движок HD Graphics 4000 архитектуры поддерживает до трёх независимых дисплеев. Поэтому конфигурации без дополнительной видеокарты, но оснащённые контроллером Light Ridge/Cactus Ridge 4C, дают возможность управлять двумя экранами Thunderbolt при работающем дисплее ноутбука.

Если в вашем ноутбуке установлен контроллер Eagle Ridge или Cactus Ridge 2C, вы сможете подключить только один дисплей Thunderbolt . Это ограничение контроллера, поэтому, даже если у вас есть дискретная видеокарта, вы не сможете подключить второе устройства с гнездом Thunderbolt .

Технически возможно подключить два дисплея через Thunderbolt с помощью встроенной графической подсистемы Intel в настольной системе, но для этого она должна соответствовать следующим требованиям.

• Материнская плата должна иметь контроллер Light Ridge или Cactus Ridge 4C.
• Материнская плата должна иметь вход DisplayPort для прокладки сигнала второго дисплея.
• Материнская плата должна иметь встроенный выход DisplayPort (из Intel HD Graphics 3000/4000), который возвращается к входу.

Даже несмотря на то, что подключение обратного кабеля это дополнительная работа, в этом всё же есть смысл. Кабель даёт вам возможность управлять вторым экраном, используя дискретную видеокарту. Без этого, подключить монитор Thunderbolt к высокопроизводительной видеокарте невозможно.

Thunderbolt | Thunderbolt 103: контроллер изнутри

Когда вы используете последовательную цепь или конечное устройство, контроллер Thunderbolt обеспечивает соединение PCIe 2.0 x4. Однако также обеспечивается более широкая гибкость для нескольких присоединяемых устройств. Например, при четырёх подсоединённых устройствах, вы можете сконфигурировать соединение как четыре отдельных линии PCIe 2.0 x1. Согласно Intel, контроллер Cactus Ridge (2C/4C) можно сконфигурировать следующим образом:

• 1 * x4: одно устройство на четыре линии
• 4 * x1: четыре устройства по одной линии на каждое
• 2 * x2: два устройства по две линии на каждое
• 1 * x2 + 2 * x1: одно устройство на две линии и два устройства на одну линию каждое

Чаще всего используется одно устройство, присоединённое к контроллеру Thunderbolt , т.е. конфигурация 1 * x4. Тем не менее, бывают ситуации, когда один контроллер Thunderbolt контролирует несколько устройств.

Thunderbolt | Температура активного кабеля

Возможно, вы не думали, что у внешних решений могут возникнуть проблемы с температурой, но Thunderbolt в прямом смысле является "горячей" технологией.

Инфракрасное изображение того места где кабель Thunderbolt соединяется с материнской платой показывает, что температура там достигает 43,30 градусов, даже когда устройство простаивает. При активном обмене данными температура повышается до 48,80 градусов.

Данные результаты относятся к активному кабелю Thunderbolt с двумя чипами Gennum GN2033 на каждом конце. Когда поток информации проходит через кабели, чипы обрабатывают данные активнее, поэтому мы получаем такие показатели температуры.

Не удивительно, что в более ограниченном по пространству окружении, как например MacBook Pro 13.3", термальные показатели ещё более тревожные. На расположенном выше снимке температура кабеля Thunderbolt находится в диапазоне 50 градусов. Слева от него находится кабель FireWire 800. С другой стороны – кабель USB 2.0. И, хотя, кажется, что эти интерфейсы тоже излучают тепло, на самом деле они нагрелись от кабеля Thunderbolt , находящегося рядом. К счастью нагреваются только концы кабеля, а сами провода остаются холодными.

Высокая температура не станет для вас проблемой, если использовать адаптер mini-DisplayPort. Сигнал дисплея всегда присутствует в кабеле.

Итак, в сравнении с USB и FireWire, кабели Thunderbolt довольно горячие. Но тепло выделяется только на штекере, к которому вы прикасаетесь короткий промежуток времени, когда отключаете/подключаете кабель, да и температура не так высока чтобы обжечься.

Thunderbolt | Протаптывая дорожку к высокоскоростным интерфейсам

Несмотря на не очень яркий дебют на ПК, чистая производительность интерфейса Thunderbolt впечатляет. Он обеспечивает пропускную способность примерно 1 Гбайт/с, и ультрабыстрые внешние накопители уже становятся реальностью. Но Thunderbolt не только позволяет использовать большие внешние диски, но и выводит наружу шину PCIe вашей материнской платы, помогая тем самым реализовать инновации, которые мы в какой-то степени уже видели, и те, которые без сомнения удивят нас в следующем году.

Возможно, самым большим недостатком Thunderbolt является цена, которая не очень подходит для бюджетных решений. Адаптер Seagate GoFlex на базе Thunderbolt стоит $190, что, согласитесь, совсем не дёшево. Для сравнения, адаптеры FireWire 800, которые раньше считались дорогими, стоят в районе $80, и адаптеры USB 3.0 продаются примерно за $30. За такую высокую цену можно поблагодарить контроллеры Intel Thunderbolt , особенно учитывая тот факт, что поставщики устройств на базе Thunderbolt не включают в набор кабели. Т.е. готовьтесь потратить ещё $50 только для того, чтобы подключить новую игрушку к материнской плате.

Однако представители Intel утверждают, что компания делает всё возможное, чтобы снизить стоимость: представлены более дешёвые контроллеры Thunderbolt второго поколения (Cactus Ridge и Port Ridge), к тому же компания предоставляет субсидии партнёрам, чтобы помочь покрыть затраты.

Несмотря на свою технологичность и более высокую производительность, энтузиастам всё же следует придерживаться более дешёвых контроллеров накопителей, SSD на базе SATA и внутренних видеокарт. Количество задач, которые требуют возможностей интерфейса Thunderbolt по-прежнему очень мало. Вы можете получить высокоскоростное внешнее хранилище используя массивы JBOD, а большинство людей не считают, что ограничения кабелей DVI кого-то стесняют. На данный момент технология Thunderbolt занимает определённую нишу в настольных компьютерах, привлекая профессиональных аудио и видео редакторов, которым нужна низкая задержка и высокая пропускная способность для быстрого перемещения больших объёмов данных.

Интерфейс Thunderbolt , пожалуй, более перспективен в сфере мобильных устройств. Мы любим ноутбуки за их мобильность. Но обычно они проигрывают в производительности и гибкости. Вынося наружу интерфейсы PCI Express и DisplayPort, Thunderbolt даёт возможность добавить быстрый накопитель, внешнее устройство для обработки графики и большой монитор к маленькому ноутбуку, который ранее с таким оборудованием работать не мог.

Нет сомнений в том, что Thunderbolt компенсирует недостатки современных внешних интерфейсов. Благодаря стандартам, на которых основана технология Thunderbolt , вне корпуса (мобильного или настольного) можно делать вещи, которые ранее были невозможны.

Давайте посмотрим правде в глаза: порты это скучно.

USB, Firewire, ESATA и другие: Они не возбуждают, но они важны. Они решают, что вы можете делать с вашим устройством, и как быстро вы можете делать это. Таким образом, когда компания Apple представила свои последние ноутбуки MacBook Pro с портами Thunderbolt 3, вы, вероятно, не задумывались об этом, но Apple отказалась от всех портов старых машин, заменив их новыми Thunderbolt 3. Итак, что они делают?

Ну, если вы хотите подключить что-нибудь к MacBook Pro, вам нужно сделать это через порты Thunderbolt 3. Вы не можете просто подключить ваши устройства с помощью существующих кабелей и разъемов. Если вы хотите сделать что-нибудь с новыми MacBook Pro, вы будете нуждаться в новых кабелях и переходниках с разъемом USB Type-C. Почему Apple пошла на это?

Ответ прост: Thunderbolt 3 единственный порт, который нужен для всех устройстви задач. Вот всё, что вам нужно знать.

Что такое Thunderbolt 3?

Intel представила платформу Thunderbolt в 2011 году, тогда же в моду входил USB 3.0, способный передавать данные со скоростью до 5 Гбит. Thunderbolt мог предложить скорость в два раза выше, плюс он может передавать несколько типов данных, а не только последовательные данные на устройства хранения данных. Порт может, например, обеспечить видео-канал на дисплей. Вы можете использовать его в качестве шины, например, для жесткого диска компьютера.

Thunderbolt 3 является последней версией Thunderbolt, он использует тот же дизайн, что и знакомый USB Type-C. Intel использует новое подключение по ряду причин. Ранние версии Thunderbolt полагались на разъем вида Mini DisplayProt, и Apple оставалась единственным крупным производителем, который использовал Thunderbolt. Теперь, когда Thunderbolt использует разъем USB Type-C, он появляется не только на новых MacBook Pro, но и на ультрабуках и ноутбуках других производителей.

Thunderbolt 3 впервые появились с чипами Intel Skylake, прокатившимся по рынку в 2015 году, вот почему вы видите тонны устройств, демонстрирующих порты Thunderbolt 3 в этом году. Apple предпочитает Thunderbolt 3, потому что порт может очень многое с помощью всего лишь одного кабеля. Он поддерживает DisplayPort, например, так что вы можете использовать один кабель для последовательного соединения цепи из нескольких 4К мониторов с частотой 60 Гц.

Thunderbolt 3 обеспечивает подключение со скоростью до 40 Гбит, удвоив скорость предыдущего поколения, он же поддерживает USB 3.1 на 10 Гб/с и DisplayPort 1.2, HDMI 2.0. Он также предлагает скорости USB до 10 Гбит, может подключить два 4К дисплея, выводить видео и аудио сигналы одновременно. Кроме того, Thunderbolt 3 обратно совместим с Thunderbolt 2.

Что такое USB Type-C?

Thunderbolt 3 это первый разъем на базе USB Type-C. USB Type-C представляет собой последнее обновление разъемов USB. Это альтернатива Micro-USB разъемам, использующимся большинством Android-планшетов и даже USB Type-A, который остается наиболее привычным USB на рынке. 12-дюймовый MacBook компании Apple также оборудуется единственным USB Type-C.

USB Type-C хорошо известен тем, что обеспечивает быструю передачу данных. По умолчанию, USB Type-C предлагает 7,5 Вт и 15 Вт передачу, в то время как USB 3.0 обеспечивает передачу в 4,5 Вт. USB Type-C позволяет заряжать ваши устройства до 100 Вт, которых достаточно для зарядки большинства ноутбуков. Это значит, что вы можете использовать один кабель с разъемом USB Type-C для передачи данных в тот момент, когда вы заряжаете его.

Но самое интересное в USB Type-C то, что разъем является обратимым: нельзя вставить его неправильно. Вы можете слепо втыкать его в порт на устройстве, а тот будет плавно входить и работать.

Почему Apple перешла на Thunderbolt 3?

Apple выбирает Thunderbolt 3 не только из-за его разъема USB Type-C, но и благодаря особенностям Thunderbolt 3.

Один порт Thunderbolt может подключить любой дисплей и миллиарды USB-устройств. Порт передает в четыре раза больше данных, а также удваивает пропускную способность видео в сравнении с любым другим кабелем, наряду с мощностью в 100 Вт. Вы можете использовать его для подключения вашего Mac к монитору, для передачи данных между компьютерами и жесткими дисками, внешних устройств и питания – всё с помощью одного физического подключения.

На протяжении многих лет компьютеры Mac использовали USB-порты и порты Thunderbolt, а теперь они объединились. Важно помнить о том, что Thunderbolt 3 использует разъем формы USB Type-C, но обеспечивает поддержку более широкого спектра различных стандартов (HDMI, USB, DisplayPort), и всё это он делает быстрее, наряду с подачей питания. Вам только нужен правильный кабель для подключения.

Не все USB Type-C порты поддерживают Thunderbolt 3. И пока смартфоны и планшеты могут использовать разъем, платформа Thunderbolt доступна только на устройствах с процессорами Intel. Таким образом, в то время как технически вы можете подключить любое устройство USB Type-C или кабель в порт Thunderbolt 3, он не будет поддерживать функции Thunderbolt. Так же периферийное устройство с Thunderbolt 3 подключенное в USB Type-C не будет поддерживать особенностей Thunderbolt.

Помимо новейших ноутбков MacBook Pro от Apple, многие машины поддерживают Thunderbolt 3. ASUS Transformer 3 и Transformer 3 Pro, Alienware 13, Dell XPS 13, HP Elite X2 и Folio, HP Spectre и Spectre x360, Razer Blade Stealth, Lenovo ThinkPad Y900, а также ещё несколько десятков других с портами Thunderbolt 3.