| Fulger | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tip de | I/O, acceptă două protocoale [1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Poveste | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Dezvoltator | Intel în colaborare cu Apple | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Producător | variat | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Produs | 24 februarie 2011 [2] — prezent în. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| alungat | IEEE 1394 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specificații | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Latime, mm | 7,4 bărbați (8,3 femei) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Înălțime, mm | 4,5 bărbați (5,4 femei) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Schimb la cald | da | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Extern | da | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Semnal audio |
prin protocolul DisplayPort, folosind plăci de sunet externe cu protocol USB, prin adaptoare HDMI |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cablu | 3 m maxim (cabluri de cupru) [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| concluzii | douăzeci | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Conector | Mini Display Port | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Parametrii electrici | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. Voltaj | 18 V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. actual | 550 mA | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Opțiuni de date | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Lățimea de bandă |
10 Gb/s PCIe și DisplayPort [4] , 20 Gb/s în Thunderbolt 2, 40 Gb/s în Thunderbolt 3 și 4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. dispozitive | 6 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Protocol |
4x PCI Express 2.0 [4] , DisplayPort v1.1a [3] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pinout | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Fișiere media la Wikimedia Commons | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thunderbolt (din engleză - „peal of thunder”) este o interfață hardware , cunoscută anterior ca Light Peak (din engleză - „light peak; peak of light”), dezvoltată de Intel în colaborare cu Apple . Este folosit pentru a conecta diverse dispozitive periferice la un computer cu o rată maximă de transfer de date de aproximativ 10 Gb/s printr-un fir de cupru și 20 Gb/s atunci când se utilizează un cablu optic (lățimea de bandă a versiunilor actualizate ale interfețelor este și mai mare ).
Thunderbolt combină interfețele PCI Express (PCIe) și DisplayPort (DP) într-un singur cablu. Până la șase dispozitive periferice pot fi conectate la un port prin conectarea lor în lanț.
Interfața Thunderbolt a fost dezvoltată de Intel în colaborare cu Apple . Marca comercială Thunderbolt a fost înregistrată de Apple, dar ulterior a fost transferată la Intel. Drepturile complete rezervate de Intel. Primul dispozitiv care a folosit această interfață a fost Apple MacBook Pro , care a fost anunțat pe 24 februarie 2011 [2] .
Thunderbolt a fost conceput inițial pentru a conecta dispozitive mobile , laptop și desktop folosind mai puține cabluri. Standardul a propus un conector universal pentru afișaje și dispozitive de stocare externe. Thunderbolt 1 și 2 au o putere de 10 wați, mai mult decât cei 4,5-5 wați USB 3.0 standard .
Interfața Thunderbolt combină protocoalele PCI Express (PCIe) și DisplayPort (DP) într-un singur semnal serial și oferă tensiune DC prin același cablu. Controlerele Thunderbolt multiplexează unul sau mai multe canale de date de la dispozitivele lor PCIe sau DisplayPort conectate pentru transmisie pe un singur canal Thunderbolt duplex, apoi le demultiplexează pentru a fi utilizate de dispozitivele PCIe sau DP de la celălalt capăt [3] . Un port Thunderbolt acceptă până la șase dispozitive Thunderbolt conectate prin hub-uri (hub-uri) sau un lanț ( daisy chain ).
Mai multe dispozitive pot fi folosite ca monitoare , dar numărul lor nu poate depăși numărul surselor de semnal DP [5] .
Un monitor care utilizează un conector MDP adevărat poate fi conectat la capătul unui lanț Thunderbolt, deoarece Thunderbolt este compatibil cu dispozitivele care acceptă DP 1.1a. Conectarea unui dispozitiv compatibil DP la portul Thunderbolt oferă un semnal DP pe 4 benzi cu maximum 5,4 Gbps pe bandă Thunderbolt. Când este conectat la un dispozitiv Thunderbolt, rata de transfer de date pe fiecare linie este de 10 Gbps, 4 linii Thunderbolt sunt configurate ca 2 canale full-duplex de 10 Gbps, fiecare constând dintr-o linie de recepție și o linie de transmisie [3] .
Thunderbolt poate fi implementat pe plăcile video PCIe care au acces la un conector DP și o conexiune de magistrală PCIe, sau pe placa de bază a calculatoarelor noi cu video integrat, cum ar fi MacBook Air [5] [6] [7] .
Interfața a fost concepută inițial pentru a funcționa cu cabluri optice dezvoltate de partenerii Intel și de laboratorul Intel Silicon Photonics. În acest moment, tehnologia era cunoscută sub numele de Light Peak [8] . În 2011, tehnologia a fost redenumită Silicon Photonics Link [8] . Cu toate acestea, s-a constatat că o conexiune convențională cu fir de cupru ar putea oferi lățimea de bandă necesară de 10 Gb/s pe linie la un cost mai mic. Cablurile optice Thunderbolt au fost anunțate la mijlocul lui aprilie 2012 de către Sumitomo Electric Industries [9] .
Din punct de vedere structural, versiunile Thunderbolt 1 și 2 folosesc același conector ca și Mini DisplayPort (MDP). MDP este compatibil electric cu DisplayPort de dimensiune completă, dar folosește un conector mai mic, care nu are un zăvor.
Cablurile active Thunderbolt conțin circuite integrate speciale în interiorul carcasei conectorului. Cablul are cinci fire: unul pentru control și două perechi unidirecționale, unul pentru traficul de intrare și unul pentru traficul de ieșire.
Thunderbolt versiunea 3 folosește un conector USB Type-C .
Intel a introdus tehnologia Light Peak la Intel Developer Forum (IDF) în 2009 , folosind un prototip de placă de bază Mac Pro , de la care au fost transmise două fluxuri video 1080p, Ethernet și un dispozitiv de stocare extern printr-un cablu optic de 30 de metri [10] . Interfața a folosit conectori USB modificați , controlerul a fost implementat pe un card PCI Express cu două module optice care furnizează semnal pentru patru porturi [11] . La spectacol, Intel a spus că sistemele echipate cu Light Peak ar putea fi disponibile încă din 2010 [12] .
Pe 4 mai 2010, la Bruxelles, Intel a demonstrat un laptop cu un conector Light Peak, ceea ce indică faptul că controlerul ar putea fi făcut mic pentru a se potrivi în dispozitive compacte; s-a demonstrat trimiterea a două fluxuri video HD de pe acest laptop în același timp, din care se poate concluziona că cel puțin unele dintre software/firmware și protocoale au fost funcționale. La aceeași demonstrație, reprezentanții Intel au spus că producția de controlere ar putea începe la sfârșitul anului 2010 [13] .
În septembrie 2010, câteva prototipuri comerciale timpurii de la producători au fost prezentate la Intel Developer Forum 2010 [14] .
Cupru sau OpticăTehnologia a fost concepută inițial ca optic , dar Intel a trecut la conexiuni electrice pentru a reduce costurile și pentru a oferi până la 10 wați de putere dispozitivelor conectate [15] .
În 2009, Intel a spus că compania „lucrează la combinarea fibrei și a firului de cupru, astfel încât Light Peak să poată fi folosit pentru alimentarea dispozitivelor conectate la un PC” [16] .
În 2010, Intel a raportat că obiectivul lor inițial era „de a avea o singură tehnologie” care să permită „ semnale electrice USB 3.0 […] și furnizarea de energie combinată USB 3.0 sau 4.0” [17] . S-a afirmat că conectorii trebuie să reziste la 7 mii de cicluri de conectare, cablurile au o rază de îndoire atât de mică încât pot fi literalmente legate într-un nod, iar fibra are o rezistență ridicată. Se aștepta ca cablurile Light Peak să nu fie mai scumpe decât cablurile HDMI [18] .
În ianuarie 2011, David Perlmutter de la Intel a declarat pentru Computerworld că implementările inițiale Thunderbolt vor folosi cabluri de cupru fără fibră [19] . „Tehnologia cuprului a ieșit foarte bine, surprinzător de mai bună decât am crezut”. a spus el [20] . Unul dintre avantajele importante ale cablului de cupru este capacitatea de a transmite putere. Standardul final Thunderbolt definește o capacitate de încărcare de 10 W per port.
Intel și partenerii săi încă dezvoltă cabluri optice și dispozitive Thunderbolt [21] : fibra optică vă va permite să creați cabluri de până la zeci de metri lungime, dar fără transmisie de putere [22] [23] [24] . Este planificată utilizarea unei perechi de fibre cu diametrul de 62,5 microni și semnale IR cu o distanță de transmisie maximă de 100 de metri [25] . Conversia electrică în optică va fi încorporată în cablul în sine, deci va fi compatibil cu conectorii actuali MDP ( Mini DisplayPort ), dar în viitor, Intel speră să construiască un transceiver optic în PC [24] .
Au existat zvonuri că o actualizare de la începutul anului 2011 a MacBook Pro ar include un fel de port de date nou și majoritatea oamenilor au presupus că ar fi Light Peak (Thunderbolt). La acea vreme, nu existau informații despre implementarea fizică, iar plăcile de breadboard au început să arate un sistem similar cu demo-urile Intel anterioare folosind un port combo USB/Light Peak. Cu puțin timp înainte de lansarea noilor mașini USB, IF a anunțat că nu pot face acest lucru, susținând că USB nu este deschis modificărilor în acest fel.
Cu toate acestea, în iulie 2011 Sony lansează laptopul său Vaio Z21 cu un „Power Media Dock” cu Thunderbolt pe optic pentru a se conecta la o placă grafică externă folosind un port combo care nu numai că se comportă ca USB, dar include și o interconexiune optică, necesară pentru Fulger. Alte implementări ale acestei tehnologii au început în 2012 cu plăci desktop care oferă interconectare la prețuri accesibile.
În ciuda acestor comentarii și speculații, introducerea Apple a fost o surpriză majoră când s-a dezvăluit că portul se bazează pe MDP ( Mini DisplayPort ) și nu pe USB. Pe măsură ce sistemul a fost descris, soluția la problema afișajului a devenit clară: controlerele Thunderbolt multiplexează date de la sistemele DP existente cu date dintr-un port PCIe într-un singur cablu. Ecranele mai vechi care utilizează DP 1.1a sau o versiune anterioară trebuie plasate la sfârșitul lanțului de dispozitive Thunderbolt, dar afișajele „native” pot fi plasate oriunde de-a lungul liniei. Dispozitivele Thunderbolt se pot deplasa oriunde de-a lungul lanțului. În acest caz, interfața Thunderbolt împărtășește o relație cu sistemul mai vechi ACCESS.bus, care folosește un conector de afișare pentru a suporta magistrala de viteză redusă. Apple a explicat că cele 6 periferice conectate în lanț susținute de portul Thunderbolt trebuie să fie la capătul lanțului.
În februarie 2011, Apple a prezentat noua sa linie de laptopuri MacBook Pro și a anunțat că numele comercial al tehnologiei va fi Thunderbolt și va fi folosit pentru prima dată pe aceste mașini pentru I/O. În mai 2011, Apple a anunțat o nouă linie de iMac -uri care includea o interfață Thunderbolt. Portul Thunderbolt de pe noul Mac se află în aceeași locație față de alte porturi și menține aceleași dimensiuni fizice ca și conectorul MDP anterior. Principala diferență vizibilă cu Mac-urile echipate cu Thunderbolt este simbolul Thunderbolt de lângă port.
Standardul DisplayPort este parțial compatibil cu Thunderbolt, deoarece ambele au în comun conectorul MDP compatibil fizic de la Apple. Modul de afișare țintă pe iMac necesită ca cablul Thunderbolt să accepte videoclipurile primite de la un alt computer compatibil Thunderbolt. Monitoarele DP ar trebui să fie ultimele (sau singurele) dispozitive din lanțul de dispozitive Thunderbolt.
Intel a anunțat că un kit de dezvoltare va fi lansat în al doilea trimestru al anului 2011, în timp ce producătorii de hardware au indicat că vor adăuga suport pentru testarea și dezvoltarea dispozitivelor Thunderbolt. Setul de dezvoltare este disponibil doar la cerere.
În timp ce Apple a lansat primul său computer cu suport Thunderbolt la începutul anului 2011, a durat ceva timp pentru a prelua piața de periferice.
Producătorul de stocare Promise Technology a fost prima companie care a lansat sistemele de stocare RAID Pegasus R4 (4 unități) și Pegasus R6 (6 unități), dar acestea au fost relativ scumpe pentru consumatorul mediu. În plus, după inundațiile masive din Thailanda, unde au fost produse o serie de componente pentru o mare parte a hard disk-urilor, producția acestora a scăzut foarte mult, așa că, în general, împreună cu multe produse de pe piață, după lansarea inițială, prețurile de vânzare cu amănuntul de asemenea a crescut, necontribuind la adoptarea rapidă a acestor dispozitive.
De asemenea, a durat ceva timp pentru ca alți producători de dispozitive de stocare să lanseze produse cu un accent mai mare pe dispozitivele de stocare mai mici, cu accent pe viteză mai degrabă decât pe nevoile de stocare la scară largă. Multe dintre aceste dispozitive aveau o dimensiune de 1 TB, unele aveau și un SSD pentru acces rapid la date externe în loc de un hard disk standard, destinat în principal utilizatorului profesionist. Compatibilitatea inversă cu computerele care nu erau echipate cu Thunderbolt a fost, de asemenea, o problemă, deoarece majoritatea dispozitivelor de stocare aveau doar două porturi Thunderbolt pentru a lega până la șase dispozitive împreună dintr-un singur port.
Alte companii s-au concentrat pe furnizarea de soluții de interfață, permițând ca interfețele mai vechi, de obicei mai lente, să fie direcționate printr-o singură conexiune Thunderbolt, ceea ce înseamnă că doar un fir Thunderbolt trebuia conectat la computer, mai degrabă decât multe fire pentru fiecare interfață. În mod similar, la începutul lunii iulie 2011, Apple lansează un Apple Thunderbolt Display actualizat care acceptă multe interfețe mai vechi, inclusiv Ethernet , făcându-l efectiv primul produs care îl poate folosi ca hub.
De la jumătatea anului 2012, LaCie și Drobo au început să includă USB 3.0 pe lângă Thunderbolt pentru dispozitivele lor.
Deoarece interfața Thunderbolt extinde magistrala PCI Express, care este principala magistrală de expansiune în sistemele existente, permite accesul la nivel scăzut la sistem. Dispozitivele PCI trebuie să aibă acces nerestricționat la memorie și astfel pot compromite securitatea stocării datelor. Această problemă există cu multe magistrale de expansiune de mare viteză, inclusiv PC Card , ExpressCard și FireWire .
Un atacator ar putea, de exemplu, să configureze intenționat un dispozitiv care utilizează Thunderbolt. Când este conectat la un computer, dispozitivul, cu acces direct și nestingherit la memoria sistemului și la alte dispozitive, este capabil să ocolească aproape toate măsurile de securitate ale sistemului de operare și are capacitatea de a citi cheile de criptare sau de a instala malware.
Unele procesoare Intel [26] de la introducerea microarhitecturii Nehalem (Core i3, Core i5, Core i7 și mărci ulterioare) acceptă virtualizarea I/O hardware , IOMMU . Acest lucru permite sistemului de operare să izoleze dispozitivul în propriul spațiu de adresă de memorie virtuală (un mod similar de a izola procesele unul de celălalt folosind un bloc de gestionare a memoriei ). Astfel, accesul la părți neautorizate ale memoriei poate fi împiedicat. Cu toate acestea, această caracteristică nu este utilizată în mod obișnuit, cu excepția scopului său inițial de a oferi acces la transferul VM-ului invitat la anumite componente hardware.
În 2013, a fost introdusă o interfață actualizată Thunderbolt 2. La nivel fizic, este identică cu Thunderbolt 1, se folosesc aceleași cabluri și conectori și se menține compatibilitatea cu versiunea inversă. Capacitatea de agregare a legăturilor a fost adăugată la nivel logic, astfel încât două legături separate de 10 Gb/s pot fi combinate într-o singură legătură logică de 20 Gb/s.
Thunderbolt 2 a fost folosit la sfârșitul anului 2013 Apple MacBook Pro Retina (introdus pe 22 octombrie 2013).
Controlerul Intel Thunderbolt 3 (denumit de cod Alpine Ridge) dublează debitul maxim la 40 Gbps (5 Gbps), are un consum mai mic de energie și vă permite să conectați două monitoare 4K sau un monitor 5K (în loc de unul 4K pentru versiunile anterioare ale standardului). Noul controler va suporta protocoale PCIe 3.0 și HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (până la 30Hz 4K). Thunderbolt 3 este un port compatibil USB 3.1 realizat cu un conector USB Type-C . Compatibilitatea cu versiunile anterioare ale interfeței va fi asigurată folosind adaptoare. [27] [28] [29]
Intel va oferi două opțiuni de controler Thunderbolt 3 - unul va folosi PCI Express x4 și va oferi două porturi Thunderbolt 3, al doilea va folosi PCI Express x2 și va avea un singur port Thunderbolt 3. Primul va fi folosit în Mac Pro (generația a 2-a) și Retina MacBook Pro și al doilea Mac mini și MacBook Air mai ieftine .
Este așteptat suport pentru Thunderbolt 3 în chipset-urile pentru platforma Skylake . [27] [28] [29]
Thunderbolt 3 va deveni parte a standardului USB4, deoarece Intel a transferat toate drepturile asupra acestuia către USB Implementers Forum [30] [31] .
Pe 8 iulie 2020, Intel a publicat specificația interfeței Thunderbolt 4 [32] [33] . Thunderbolt 4 are 40 Gbps.
La începutul lui 2021, un purtător de cuvânt al Intel a spus că o nouă interfață Thunderbolt 5 era deja în dezvoltare, cu viteze așteptate de 80 Gb/s (10 Gb/s), de două ori mai rapide decât Thunderbolt 4 și USB4 [34] .
Primele cabluri Thunderbolt de doi metri de la Apple au costat 49 de dolari în vara lui 2011. În ianuarie 2013, Apple a redus prețul cablurilor sale la 39 USD. Apple a anunțat, de asemenea, disponibilitatea unui cablu mai scurt de 0,5 m pentru 29 USD.
În iunie 2012, Apple a început să vândă tehnologia Thunderbolt pentru un dispozitiv Gigabit Ethernet pentru 29 USD.
În al treilea trimestru al anului 2012, alți producători au început să lanseze cabluri de diferite lungimi, inclusiv o lungime maximă suportată de 3 metri, în timp ce cei care au produs unități de sistem au început să includă un cablu Thunderbolt în kit.
Cipurile de controler Thunderbolt sunt produse de Intel:
| Model | Canale | Dimensiuni, mm | Putere, W | Familie | Data de lansare | Particularități |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 82523EF | patru | 15x15 | 3.8 | Light Ridge | trimestrul 4 2010 | |
| 82523EFL | patru | 15×15 | 3.2 | Light Ridge | trimestrul 4 2010 | |
| L2510 | 2 | 15x15 | N / A | Eagle Ridge | trimestrul 1 2011 | |
| L2310 | 2 | 8x9 | 1,85 | Eagle Ridge (SFF) | trimestrul 1 2011 | |
| L2210 | unu | 5x6 | 0,7 | Port Ridge | trimestrul 1 2011 | Numai dispozitive |
| L3510H | patru | 12×12 | 3.4 | creasta cactusului | Anulat | |
| L3510L | patru | 12×12 | 2.8 | creasta cactusului | 1 trimestru 2012 | |
| L3310 | 2 | 12×12 | 2.1 | creasta cactusului | 2012 | Doar gazdă |
| L4510 | patru | 12×12 | N / A | Redwood Ridge | 2013 | DP 1.2 |
| L4410 | 2 | 10x10 | N / A | Redwood Ridge | 2013 | Doar gazdă |
| L5520 | patru | ??? | ??? | Falcon Ridge | T3 2013 | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
| L5320 | 2 | ??? | ??? | Falcon Ridge | T3 2013 | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
| L6540 [35] | 2 | 10,7 x 10,7 | 100 | Creasta Alpină | T3 2015 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, DP 1.2, USB 3.0, putere de până la 100 W (compatibil cu USB Power Delivery) |
| L7340 | Titan Ridge | T1 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
| L7540 | Titan Ridge | T1 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
| L7440 | Titan Ridge | T1 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gb/s, DP 1.4 , opțional compatibil USB-C |
Aceste cipuri sunt încorporate în periferice și în unele plăci de bază .
Există controlere Thunderbolt disponibile ca plăci suplimentare PCIe x4 , dar necesită suport de la placa de bază [36] [37] .
Controlerul Thunderbolt 3 este încorporat în familia de procesoare Intel Ice Lake de 10 nm .
| Autobuze și interfețe pentru computer | |
|---|---|
| Noțiuni de bază | |
| Procesoare | |
| Intern | |
| laptopuri | |
| Unități | |
| Periferie | |
| Managementul echipamentelor | |
| universal | |
| Interfețe video | |
| Sisteme integrate | |