Villámcsapás | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Típusú | I/O, két protokollt támogat [1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sztori | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fejlesztő | Az Intel az Apple -lel együttműködve | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gyártó | különféle | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gyártva | 2011. február 24. [2] – jelen ban ben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
kiszorított | IEEE 1394 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Műszaki adatok | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Szélesség, mm | 7,4 férfi (8,3 férfi) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Magasság, mm | 4,5 férfi (5,4 férfi) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Forrócsere | Igen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Külső | Igen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Audiojel |
DisplayPort protokollon keresztül, külső hangkártyák használatával USB protokollal, HDMI adaptereken keresztül |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kábel | maximum 3 m (rézkábelek) [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
következtetéseket | húsz | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Csatlakozó | Mini Display Port | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektromos paraméterek | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Max. feszültség | 18 V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Max. jelenlegi | 550 mA | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Adatbeállítások | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sávszélesség |
10 Gb/s PCIe és DisplayPort [4] , 20 Gb/s a Thunderbolt 2-ben, 40 Gb/s a Thunderbolt 3-ban és 4-ben |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Max. eszközöket | 6 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jegyzőkönyv |
4x PCI Express 2.0 [4] , DisplayPort v1.1a [3] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kitűzni | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A Thunderbolt ( angolul - "peak of thunder") egy hardveres interfész , korábban Light Peak ( angolul - "light peak; peak of light") néven ismert, amelyet az Intel az Apple -lel együttműködésben fejlesztett ki . Különböző perifériás eszközök számítógéphez történő csatlakoztatására szolgál, maximális adatátviteli sebességgel rézvezetéken keresztül kb. 10 Gb/s , optikai kábel esetén pedig 20 Gb/s sebességgel (az interfészek frissített verzióinak sávszélessége még nagyobb ).
A Thunderbolt egyetlen kábelben egyesíti a PCI Express (PCIe) és a DisplayPort (DP) interfészt. Legfeljebb hat periféria csatlakoztatható egy porthoz úgy, hogy láncba fűzi őket.
A Thunderbolt felületet az Intel az Apple -lel együttműködve fejlesztette ki . A Thunderbolt védjegyet az Apple bejegyezte, de később átkerült az Intelhez. A teljes jogot az Intel fenntartja. Az első eszköz, amely ezt a felületet használta, az Apple MacBook Pro volt, amelyet 2011. február 24-én jelentettek be [2] .
A Thunderboltot eredetileg mobileszközök , laptopok és asztali számítógépek összekapcsolására tervezték kevesebb kábel használatával. A szabvány univerzális csatlakozót javasolt a kijelzőkhöz és a külső tárolóeszközökhöz. A Thunderbolt 1 és 2 teljesítménye 10 watt, több, mint a szabványos USB 3.0 4,5-5 wattja .
A Thunderbolt interfész a PCI Express (PCIe) és a DisplayPort (DP) protokollokat egyetlen soros jellé egyesíti, és ugyanazon a kábelen keresztül biztosít egyenfeszültséget. A Thunderbolt vezérlők egy vagy több adatcsatornát multiplexelnek a csatlakoztatott PCIe vagy DisplayPort eszközeikről, hogy egyetlen duplex Thunderbolt csatornán keresztül továbbítsák, majd demultiplexeljék azokat, hogy a másik végén lévő PCIe vagy DP eszközök használhassák [3] . Egy Thunderbolt port legfeljebb hat Thunderbolt eszközt támogat, amelyek hubokon (elosztókon) vagy láncon (karakterláncon) keresztül csatlakoztathatók .
Monitorként több eszköz is használható , de számuk nem haladhatja meg a DP jelforrások számát [5] .
Valódi MDP-csatlakozót használó monitor csatlakoztatható a Thunderbolt-lánc végére, mivel a Thunderbolt kompatibilis a DP 1.1a-t támogató eszközökkel. Ha egy DP-kompatibilis eszközt csatlakoztat a Thunderbolt porthoz, 4 sávos DP jelet biztosít Thunderbolt sávonként legfeljebb 5,4 Gbps sebességgel. Thunderbolt eszközhöz csatlakoztatva az adatátviteli sebesség minden vonalon 10 Gbps, 4 Thunderbolt vonal 2 full-duplex 10 Gbps csatornaként van konfigurálva, mindegyik egy vevővonalból és egy adóvonalból áll [3] .
A Thunderbolt megvalósítható PCIe videokártyákon, amelyek rendelkeznek DP-csatlakozóval és PCIe-busz csatlakozással, vagy új, integrált videóval rendelkező számítógépek alaplapján, mint például a MacBook Air [5] [6] [7] .
Az interfészt eredetileg úgy tervezték, hogy az Intel partnerei és az Intel Silicon Photonics laborja által fejlesztett optikai kábelekkel működjön. Ekkor a technológia Light Peak néven volt ismert [8] . 2011-ben a technológiát átnevezték Silicon Photonics Linkre [8] . Megállapítást nyert azonban, hogy a hagyományos rézhuzalos csatlakozás alacsonyabb költségek mellett biztosíthatja a szükséges 10 Gb/s sávszélességet vonalonként. A Thunderbolt optikai kábeleket 2012. április közepén jelentette be a Sumitomo Electric Industries [9] .
Szerkezetileg a Thunderbolt 1. és 2. verziója ugyanazt a csatlakozót használja, mint a Mini DisplayPort (MDP). Az MDP elektromosan kompatibilis a teljes méretű DisplayPort porttal, de kisebb csatlakozót használ, amelyből nincs retesz.
Az aktív Thunderbolt kábelek speciális integrált áramköröket tartalmaznak a csatlakozó házában. A kábelnek öt vezetéke van: egy a vezérléshez és két egyirányú pár, egy a bejövő és egy a kimenő forgalomhoz.
A Thunderbolt 3-as verziója C típusú USB- csatlakozót használ .
Az Intel 2009 -ben mutatta be a Light Peak technológiát az Intel Developer Forum (IDF) rendezvényen, egy prototípus Mac Pro alaplap felhasználásával , amelyről két 1080p-s videofolyamot, Ethernetet és egy külső tárolóeszközt továbbítottak egy 30 méteres optikai kábelen [10] . Az interfész módosított USB csatlakozókat használt, a vezérlőt PCI Express kártyán valósították meg , két optikai modullal, amelyek négy porton jelet biztosítanak [11] . A kiállításon az Intel azt mondta, hogy a Light Peak-kel felszerelt rendszerek már 2010-ben elérhetők lehetnek [12] .
2010. május 4-én Brüsszelben az Intel bemutatott egy Light Peak csatlakozóval ellátott laptopot, jelezve, hogy a vezérlő kicsire tehető, hogy elférjen a kompakt eszközökben; két HD videó stream egyidejű küldését mutatták be erről a laptopról, amiből arra lehet következtetni, hogy a szoftver/firmware és a protokollok legalább egy része működött. Ugyanezen a bemutatón az Intel képviselői elmondták, hogy a vezérlők gyártása 2010 végén kezdődhet [13] .
2010 szeptemberében a gyártók néhány korai kereskedelmi prototípusát bemutatták az Intel Developer Forum 2010 rendezvényen [14] .
Réz vagy optikaA technológia eredetileg optikai volt , de az Intel áttért az elektromos csatlakozásokra, hogy csökkentse a költségeket, és akár 10 watt teljesítményt biztosítson a csatlakoztatott eszközöknek [15] .
2009-ben az Intel azt mondta, hogy a vállalat "az üvegszálas és a rézhuzal kombinálásán dolgozik, hogy a Light Peak használható legyen a PC-hez csatlakoztatott eszközök táplálására" [16] .
2010-ben az Intel arról számolt be, hogy eredeti céljuk az volt, hogy "egyetlen technológia legyen", amely lehetővé teszi az " USB 3.0 elektromos jeleket […] és a kombinált USB 3.0 vagy 4.0 tápellátást" [17] . Elhangzott, hogy a csatlakozóknak 7 ezer csatlakozási ciklust kell kibírniuk, a kábelek olyan kicsi hajlítási sugarúak, hogy szó szerint csomóba köthetők, a szál pedig nagy szilárdságú. A Light Peak kábelek várhatóan nem lesznek drágábbak, mint a HDMI -kábelek [18] .
2011 januárjában az Intel munkatársa, David Perlmutter elmondta a Computerworldnek , hogy a Thunderbolt kezdeti megvalósítása szál nélküli rézkábeleket használ majd [19] . "A réztechnológia nagyon jól jött ki, meglepően jobban, mint gondoltuk." mondta [20] . A rézkábel egyik fontos előnye az energiaátvitel képessége. A végső Thunderbolt szabvány portonként 10 W-os terhelhetőséget határoz meg.
Az Intel és partnerei még mindig fejlesztenek optikai kábeleket és Thunderbolt eszközöket [21] : az optikai szálak segítségével akár több tíz méter hosszú kábeleket is készíthet, de energiaátvitel nélkül [22] [23] [24] . A tervek szerint egy 62,5 mikron átmérőjű szálpárt és 100 méteres maximális átviteli távolságú infravörös jeleket [25] . Az elektromos-optikai átalakítást magába a kábelbe építik be, így kompatibilis lesz a jelenlegi MDP ( Mini DisplayPort ) csatlakozókkal, de a jövőben az Intel reményei szerint optikai adó-vevőt építhet a PC-be [24] .
Voltak pletykák, hogy a MacBook Pro 2011 eleji frissítése tartalmazni fog valamiféle új adatportot, és a legtöbben azt feltételezték, hogy Light Peak (Thunderbolt) lesz. Abban az időben még nem volt információ a fizikai megvalósításról, és a kenyértáblák a korábbi Intel demókhoz hasonló rendszert kezdtek mutatni USB/Light Peak kombinált portot használva. Nem sokkal az új USB-s gépek megjelenése előtt az IF bejelentette, hogy ezt nem tudják megtenni, arra hivatkozva, hogy az USB ilyen módon nem módosítható.
Azonban 2011 júliusában a Sony kiadja Vaio Z21 laptopját, amelyben egy „Power Media Dock” és egy Thunderbolt optikai egység található, hogy külső grafikus kártyához csatlakozzon egy kombinált porton keresztül, amely nemcsak USB-ként viselkedik, hanem optikai összeköttetést is tartalmaz. Villámcsapás. Ennek a technológiának a többi megvalósítása 2012-ben kezdődött a megfizethető összekapcsolást kínáló asztali kártyákkal.
E megjegyzések és találgatások ellenére az Apple bemutatkozása nagy meglepetést okozott, amikor kiderült, hogy a port MDP-n ( Mini DisplayPort ) és nem USB-n alapul. A rendszer leírása során egyértelművé vált a megjelenítési probléma megoldása: a Thunderbolt vezérlők a meglévő DP-rendszerekből származó adatokat egyetlen kábelbe multiplexelik a PCIe portról származó adatokkal. A DP 1.1a vagy korábbi verziót használó régebbi kijelzőket a Thunderbolt eszközláncának végére kell helyezni, de a "natív" kijelzőket bárhol elhelyezheti a vonal mentén. A Thunderbolt eszközök bárhol mozoghatnak a lánc mentén. Ebben az esetben a Thunderbolt interfész megosztja a kapcsolatot a régebbi ACCESS.bus rendszerrel, amely kijelző csatlakozót használ a kis sebességű busz támogatására. Az Apple elmagyarázta, hogy a Thunderbolt port által támogatott 6 láncolt perifériának a lánc végén kell lennie.
2011 februárjában az Apple bemutatta új MacBook Pro laptopcsaládját, és bejelentette, hogy a technológia kereskedelmi neve Thunderbolt lesz, és először ezeken a gépeken használják I/O-hoz. 2011 májusában az Apple bejelentette az iMac új termékcsaládját, amely Thunderbolt felületet is tartalmaz. Az új Mac gépen a Thunderbolt port ugyanazon a helyen található, mint a többi port, és ugyanazokat a fizikai méreteket tartja, mint az előző MDP-csatlakozó. A fő látható különbség a Thunderbolttal felszerelt Mac gépekkel szemben a Thunderbolt szimbólum a port mellett.
A DisplayPort szabvány részben kompatibilis a Thunderbolttal, mivel mindkettő megosztja az Apple fizikailag kompatibilis MDP-csatlakozóját. Az iMac célmegjelenítési módjához a Thunderbolt kábelre van szükség ahhoz, hogy fogadja a bejövő videót egy másik Thunderbolt-kompatibilis számítógépről. A DP-monitoroknak az utolsó (vagy egyetlen) eszköznek kell lenniük a Thunderbolt eszközláncában.
Az Intel bejelentette, hogy 2011 második negyedévében megjelenik egy fejlesztői készlet, míg a hardvergyártók jelezték, hogy támogatják a Thunderbolt eszközök tesztelését és fejlesztését. A fejlesztői készlet csak kérésre áll rendelkezésre.
Míg az Apple 2011 elején kiadta első Thunderbolt-támogatású számítógépét, időbe telt, míg átvette a perifériapiacot.
A tárológyártó Promise Technology volt az első cég, amely Pegasus R4 (4 meghajtó) és Pegasus R6 (6 meghajtó) RAID tárolórendszereket dobott piacra, de ezek viszonylag drágák voltak az átlagfogyasztó számára. Ráadásul a hatalmas thaiföldi árvizek után, ahol a merevlemezek jelentős részéhez számos alkatrészt gyártottak, ezek gyártása nagymértékben csökkent, így általában sok piacon lévő termékkel együtt a kezdeti megjelenés után a kiskereskedelmi árak is növekedett, ami nem járul hozzá ezen eszközök gyors elterjedéséhez.
A többi tárolóeszköz-gyártónak is eltartott egy ideig, amíg olyan termékeket adtak ki, amelyek nagyobb hangsúlyt fektetnek a kisebb tárolóeszközökre, a sebességre helyezve a hangsúlyt a nagyméretű tárolási igények helyett. A legtöbb ilyen eszköz 1 TB-os volt, némelyikben SSD is volt a gyors külső adatelérés érdekében a szokásos merevlemez helyett, elsősorban a professzionális felhasználóknak. A nem Thunderbolttal felszerelt számítógépekkel való visszamenőleges kompatibilitás is problémát jelentett, mivel a legtöbb tárolóeszköznek csak két Thunderbolt portja volt, hogy egyetlen portról akár hat eszközt is össze lehessen láncolni.
Más cégek az interfész-megoldásokra összpontosítottak, lehetővé téve a régebbi, általában lassabb interfészek egyetlen Thunderbolt-kapcsolaton keresztül történő továbbítását, ami azt jelenti, hogy minden interfészhez csak egy Thunderbolt-vezetéket kellett csatlakoztatni a számítógéphez, nem pedig sok vezetéket. Hasonlóképpen, 2011 júliusának elején az Apple kiad egy frissített Apple Thunderbolt Display-t, amely számos régebbi interfészt támogat, beleértve az Ethernetet is , így gyakorlatilag ez az első olyan termék, amely elosztóként használható.
2012 közepe óta a LaCie és a Drobo a Thunderbolt mellett USB 3.0-t is beépített eszközeibe.
Mivel a Thunderbolt interfész kiterjeszti a PCI Express buszt, amely a meglévő rendszerek fő bővítési busza, alacsony szintű hozzáférést tesz lehetővé a rendszerhez. A PCI-eszközöknek korlátlanul kell hozzáférniük a memóriához, és így veszélyeztethetik az adattárolás biztonságát. Ez a probléma számos nagy sebességű bővítőbusznál fennáll, beleértve a PC Card , ExpressCard és FireWire buszokat is .
A támadó például szándékosan konfigurálhat egy Thunderboltot használó eszközt. Ha számítógéphez csatlakozik, az eszköz, közvetlen és akadálytalan hozzáféréssel a rendszermemóriához és más eszközökhöz, képes megkerülni szinte az összes operációs rendszer biztonsági intézkedését, és képes a titkosítási kulcsok olvasására vagy rosszindulatú programok telepítésére.
Néhány Intel processzor [26] a Nehalem mikroarchitektúra bevezetése óta (Core i3, Core i5, Core i7 és újabb márkák) támogatja a hardveres I/O virtualizációt , IOMMU . Ez lehetővé teszi az operációs rendszer számára, hogy elkülönítse az eszközt a saját virtuális memória címterében (hasonló módszer a folyamatok egymástól való elkülönítésére egy memóriakezelési blokk segítségével ). Így megakadályozható a memória illetéktelen részeihez való hozzáférés. Ezt a funkciót azonban nem használják általánosan, kivéve eredeti célját, hogy vendég virtuális gép átviteli hozzáférést biztosítson bizonyos hardverekhez.
2013-ban megjelent a frissített Thunderbolt 2 interfész, amely fizikai szinten megegyezik a Thunderbolt 1-el, ugyanazokat a kábeleket és csatlakozókat használják, a visszafelé kompatibilitás megmarad. Linkösszesítési lehetőség logikai szinten került hozzáadásra, így két különálló 10 Gb/s-os link egy 20 Gb/s-os logikai kapcsolattá kombinálható.
A Thunderbolt 2-t a 2013 végén készült Apple MacBook Pro Retinában használták (2013. október 22-én).
Az Intel Thunderbolt 3 vezérlő (kódnevén Alpine Ridge) megduplázza a maximális átviteli sebességet 40 Gbps-ra (5 Gbps), alacsonyabb az energiafogyasztása, és lehetővé teszi két 4K-s monitor vagy egy 5K-s monitor csatlakoztatását (a szabvány korábbi verzióinak egy 4K-s helyett). Az új vezérlő támogatja a PCIe 3.0 és HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (30Hz-ig 4K) protokollokat. A Thunderbolt 3 egy USB 3.1-kompatibilis port, amely USB Type-C csatlakozóval készült . Az interfész korábbi verzióival való kompatibilitás adapterek segítségével történik. [27] [28] [29]
Az Intel két Thunderbolt 3 vezérlő opciót kínál majd – az egyik PCI Express x4 -et és két Thunderbolt 3 portot, a második PCI Express x2 portot használ, és csak egy Thunderbolt 3 portot tartalmaz. Az elsőt Mac Pro (2. generációs) és Retina MacBook Pro és a másodikként olcsóbb Mac mini és MacBook Air .
Thunderbolt 3 támogatás várható a Skylake platform chipkészleteiben . [27] [28] [29]
A Thunderbolt 3 az USB4 szabvány részévé válik, mivel az Intel minden jogát átadta az USB Implementers Forumnak [30] [31] .
2020. július 8-án az Intel közzétette a Thunderbolt 4 interfész specifikációját [32] [33] . A Thunderbolt 4 40 Gbps.
2021 elején az Intel szóvivője azt mondta, hogy egy új Thunderbolt 5 interfész már fejlesztés alatt áll, 80 Gb/s (10 Gb/s) várható sebességgel, ami kétszer olyan gyors, mint a Thunderbolt 4 és az USB4 [34] .
Az Apple első kétméteres Thunderbolt kábelei 49 dollárba kerültek 2011 nyarán. 2013 januárjában az Apple 39 dollárra csökkentette kábelei árát. Az Apple azt is bejelentette, hogy elérhető egy rövidebb, 0,5 m-es kábel 29 dollárért.
2012 júniusában az Apple elkezdte árulni a Thunderbolt technológiát egy Gigabit Ethernet eszközhöz 29 dollárért.
2012 harmadik negyedévében más gyártók különféle hosszúságú kábeleket kezdtek kiadni, beleértve a maximálisan 3 méteres támogatott hosszúságot is, míg a rendszeregységeket gyártók Thunderbolt kábelt kezdtek beépíteni a készletbe.
A Thunderbolt vezérlő chipeket az Intel gyártja:
Modell | Csatornák | Méretek, mm | Power, W | Család | kiadási dátum | Sajátosságok |
---|---|---|---|---|---|---|
82523EF | négy | 15x15 | 3.8 | Light Ridge | 2010 negyedik negyedéve | |
82523EFL | négy | 15×15 | 3.2 | Light Ridge | 2010 negyedik negyedéve | |
L2510 | 2 | 15x15 | n/a | Eagle Ridge | 2011 első negyedéve | |
L2310 | 2 | 8x9 | 1.85 | Eagle Ridge (SFF) | 2011 első negyedéve | |
L2210 | egy | 5x6 | 0.7 | Port Ridge | 2011 első negyedéve | Csak eszközök |
L3510H | négy | 12×12 | 3.4 | kaktuszgerinc | Törölve | |
L3510L | négy | 12×12 | 2.8 | kaktuszgerinc | 2012 1 negyedéve | |
L3310 | 2 | 12×12 | 2.1 | kaktuszgerinc | 2012 | Csak házigazda |
L4510 | négy | 12×12 | n/a | Redwood Ridge | 2013 | DP 1.2 |
L4410 | 2 | 10x10 | n/a | Redwood Ridge | 2013 | Csak házigazda |
L5520 | négy | ??? | ??? | Falcon Ridge | 2013. harmadik negyedév | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
L5320 | 2 | ??? | ??? | Falcon Ridge | 2013. harmadik negyedév | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
L6540 [35] | 2 | 10,7 x 10,7 | 100 | Alpesi gerinc | 2015. harmadik negyedév | Thunderbolt 3, 40 Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, DP 1.2, USB 3.0, Teljesítmény akár 100 W (USB Power Delivery kompatibilis) |
L7340 | Titan Ridge | 2018 I. negyedév | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
L7540 | Titan Ridge | 2018 I. negyedév | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
L7440 | Titan Ridge | 2018 I. negyedév | Thunderbolt 3, 40 Gb/s, DP 1.4 , opcionális USB-C kompatibilis |
Ezek a chipek a perifériákba és egyes alaplapokba vannak beépítve .
Léteznek Thunderbolt vezérlők PCIe x4 kiegészítő kártyaként, de ezekhez az alaplap támogatása szükséges [36] [37] .
A Thunderbolt 3 vezérlő az Intel 10 nm- es Ice Lake processzorcsaládjába van beépítve .
Számítógépes buszok és interfészek | |
---|---|
Alapfogalmak | |
Processzorok | |
Belső | |
laptopok | |
Meghajtók | |
Periféria | |
Berendezés menedzsment | |
Egyetemes | |
Videó interfészek | |
Beágyazott rendszerek |