Thunderbolt

Введение

Высокая востребованность существенно влияет на увеличение готовых доступных вариантов разнообразных по форме, конфигурации и исполнению конечных моделей устройств, таких как персональные стационарные настольные компьютеры, ноутбуки широкого вариативного ряда, мобильные устройства удаленной коммуникации и ряд других востребованных образцов.

Особое влияние на повсеместное задействование указанного спектра компьютерных моделей, помимо высоких функциональных способностей, заложенных производителями, оказывает наличие универсальных последовательных интерфейсов подключения к компьютерам периферийных цифровых устройств.

Широчайшее применение и повсеместное признание в качестве отраслевого стандарта получил интерфейс «USB»

(«Universal Serial Bus» ), который позволяет не только обмениваться разнообразными пользовательскими данными и подключать большое количество периферии даже к устройству с одним разъёмом«USB» , но также обеспечивает их зарядку и питание.

Для повышения скоростных показателей передачи данных, интерфейс «USB»

проходит различные стадии усовершенствования, результатом которых становится представление новых улучшенных версий, обладающих значительным приростом скорости обмена информацией, и выполненных в новой измененной форме.

Перейти к просмотру

Что мне искать?

MacBook Pro с процессором M1 имеет два порта Thunderbolt 3.

Первое, что нужно учитывать — это то, какие порты требуются. Это в значительной степени будет определяться текущими потребностями пользователя в оборудовании, хотя им также придется учитывать любые будущие элементы, для которых им могут потребоваться порты. Обычно лучше переборщить с портами, чем останавливаться на том, что вам нужно.

Не бойтесь и «будущего». То, что вам не нужен определенный порт сейчас, не означает, что он вам не понадобится позже. Рассмотрим все возможности, особенно с относительно новыми характеристиками.

В том же духе не забудьте принять во внимание потребности в данных устройств, которые вы подключаете к док-станции. Thunderbolt 3 предлагает пропускную способность 40 Гбит / с, что является значительным объемом для использования, но, хотя этого более чем достаточно для подключения Gigabit Ethernet, дисплея и небольшого количества более медленных соединений, в некоторых ситуациях он все же может быть перегружен.. Не забудьте также воспользоваться преимуществами второго порта Thunderbolt 3

Подключите к док-станции несколько периферийных устройств, а затем оставьте этот свободный порт Thunderbolt 3 для прямого подключения к внешнему хранилищу для оптимальной скорости.

Не забудьте также воспользоваться преимуществами второго порта Thunderbolt 3. Подключите к док-станции несколько периферийных устройств, а затем оставьте этот свободный порт Thunderbolt 3 для прямого подключения к внешнему хранилищу для оптимальной скорости.

Прежде чем покупать док-станцию с Power Delivery, обратите внимание на мощность, необходимую вашему устройству для зарядки. Фактически, вам понадобится док-станция с мощностью не менее 30 Вт для полного питания MacBook Air, версия мощностью 60 Вт для 13-дюймового MacBook Pro, 87 Вт для 15-дюймового MacBook Pro и 96 Вт для 16-дюймового MacBook Pro

Mac mini постоянно подключен к источнику питания, поэтому при покупке для этого компьютера вам не потребуется Power Delivery.

И наконец, обратите внимание на характеристики портов док-станции. Если вам нужен DisplayPort или вы хотите подключить HDMI2.0 через док-станцию, обратите внимание на эти характеристики

Некоторые порты USB-A будут USB 2.0, а не более быстрые USB 3.2, так что знайте, что там вам нужно. При подключении микрофона или клавиатуры USB 2.0 подойдет, но что-то еще может потребовать лучших характеристик.

Что такое Thunderbolt 3

Thunderbolt — это технология подключения, которая представляет собой комбинацию технологий DisplayPort, PCI Express и DC Power.

Эта комбинация делает Thunderbolt одним из самых универсальных вариантов подключения для всех устройств, поддерживающих эту технологию.

Читайте: Сравниваем процессоры Intel Core i3 vs i5

Thunderbolt был разработан в рамках рабочего партнерства между Intel и Apple. Существует три версии Thunderbolt, причем Thunderbolt 3 является самой последней, самой быстрой и самой мощной версией, доступной на сегодняшний день. Почти все продукты Apple оснащены этой технологией.

Будущее — за Thunderbolt?

Попытка объединить данные, видеопоток и питание в одном небольшом интерфейсе обернулась для компании Intel успехом — он уже позволил унифицировать подключение разного рода периферии к компьютерам, повысив пропускную способность в 4 раза за 10 лет развития технологии.

Скорости передачи данных, удваивающиеся ежегодно, а также растущее разрешение мониторов до 8K и 16K оставляет широкие перспективы развития для Thunderbolt. Уже известно о том, что пропускная способность разрабатываемой пятой версии контроллера будет увеличена вдвое — до 80 Гбит в секунду.

Тенденция на уменьшение размеров ультрабуков будет также способствовать распространению Thunderbolt — со временем универсальный и компактный разъем сможет окончательно заменить собой FireWire, USB, eSATA и большинство видеовходов.

Thunderbolt 4 или Thunderbolt 3: в чём разница?

Thunderbolt 4 не предлагает никаких заметных улучшений по сравнению с Thunderbolt 3. На первый взгляд, эти два протокола кажутся очень похожими. Они используют физический разъём USB Type-C. Оба предлагают максимальную пропускную способность 40 Гбит / с. А также предлагают не менее 15 Вт и до 100 Вт мощности зарядки. И оба предлагают поддержку этой сети 10 Гбит / с.

Однако под поверхностью Thunderbolt 4 имеет ряд существенных преимуществ. Во-первых, он вдвое увеличивает минимальные требования к видео и данным для Thunderbolt 3. Thunderbolt 4 поддерживает отправку видеосигнала на два дисплея 4K или на один дисплей 8K, где Thunderbolt 3 требуется для поддержки только одного дисплея 4K. И если системы Thunderbolt 3 должны поддерживать только скорость передачи данных 16 Гбит / с через PCI Express, Thunderbolt 4 удвоит это требование до 32 Гбит / с. Эта дополнительная пропускная способность, безусловно, будет полезна всем, кто регулярно передаёт гигантские файлы видео высокого разрешения и другие большие наборы данных с накопителей на свой компьютер для редактирования.

Thunderbolt 4 также приведёт к появлению более функциональных периферийных устройств. Вы увидите док-станции и мониторы Thunderbolt 4 с четырьмя портами Thunderbolt 4, в два раза больше, чем два порта, которые вы найдёте на устройствах Thunderbolt 3. Новые тонкие и лёгкие ноутбуки, которым для зарядки требуется менее 100 Вт, должны будут предлагать зарядку USB Type-C как минимум на одном из их портов Thunderbolt 4. А когда ноутбук с Thunderbolt 4 подключён к док-станции Thunderbolt 4, он должен иметь возможность выходить из спящего режима с подключённой клавиатуры или мыши. Кабели Thunderbolt 4 также будут поддерживать пропускную способность 40 Гбит / с при длине до двух метров, по сравнению с максимальным значением 0,5 метра для пассивного кабеля Thunderbolt 3.

Благодаря возможности последовательного подключения до шести устройств Thunderbolt у вас есть возможность подключать несколько устройств, при этом каждому из них не требуется прямое подключение к вашему компьютеру. В сочетании с улучшенными возможностями зарядки и выхода из спящего режима Thunderbolt 4 и более длинными кабелями у вас будет больше гибкости в настройке рабочего места, чтобы ваш офис был менее загромождён проводами, а ваша офисная жизнь немного проще.

Вышел новый Thunderbolt

Но 6 января, в конференц-центра Мандалай Бей, в Лас-Вегасе, пусть невнятно и не без ошибок, объявили о том что новая версия Thunderbolt уже разработана, подробности о ней будут объявлены позже. И какими могут быть эти подробности – пока неизвестно. Может быть, скорость передачи данных в полноценной реализации будет выше (до сих пор она в каждой следующей версии удваивалась). Но есть и более прозаическое объяснение всего этого. Для того, чтобы разместить на корпусе своего устройства заветную молнию около разъёма USB-C, сообщающую о поддержке Thunderbolt, нужно пройти сертификацию. За которую нужно заплатить. Для того, чтобы объявить кабели поддерживающими Thunderbolt и нанести на них заветный значок, требуется пройти через настоящие испытания. Испытания кабеля и его разъёмов (на прочность, стойкость и на безопасность), и нервов (тех, кто получает этот сертификат). За это тоже надо заплатить, причем независимо от итогов сертификации. С этой стороны все честно и беспристрастно.

Новый Thunderbolt стал еще быстрее

Те, кто был готов пойти на эти испытания, видимо, уже их прошли. И вот, чтобы заставить их всех снова платить, придумали Thunderbolt 4. Почему бы и нет? Может быть, правы все версии приведенные выше – они не противоречат одна другой. Интереснее другое: это и в самом деле похоже на ответный удар со стороны подразделения Thunderbolt. Как в Apple Computer в начале 80-х, перед тем как Стив Джобс уговорил Джона Скалли возглавить компанию.

Версии и виды Thunderbolt

За более, чем 10 лет развития, интерфейс претерпел немало изменений: повысилась пропускная способность, сменился разъем подключения, было существенно увеличено питание на шину и многое другое.

Вместе с тем, на смену третьей модификации интерфейса уже пришел Thunderbolt 4. Более того, в начале 2021 года представители Intel анонсировали планы по разработке Thunderbolt 5-го поколения.

Thunderbolt 1

Пилотная модификация интерфейса, представленная еще на заре 10-х годов, объединяет стандарты PCIe и DP и обеспечивает питание посредством одного кабеля. Технология использует 18-вольтовую шину и потребляет ток силой около 550 мА.

Среди особенностей интерфейса Thunderbolt 1-го поколения:

В качестве порта за основу был взят разъем MiniDP;
Задействовано 2 канала, пропускная способность одного составляет 10 Гбит/с. Предельная скорость контроллера ограничена 20 Гбит/с;
Комбинируются 4 шины PCI-Е 2.0 и DisplayPort модификации 1.1a.

Thunderbolt 2

Обновленная спустя два года версия протокола Thunderbolt объединяет в себе два двунаправленных канала с производительностью 10 Гбит/с. Результирующая скорость, таким образом, достигает 20 Гбит/с. Объем информации, который единовременно может проходить через соединение, не увеличился, но пропускная способность канала повысилась вдвое.

Разъем подключения. Thunderbolt 2 поддерживает подключение внешних устройств, использующих Mini DisplayPort. Интерфейс также поддерживает последнюю спецификацию DisplayPort 2.1 без возможности последовательного подключения.

Поддержка периферии. Вторая версия контроллера, равно как и первая модификация, поддерживает одновременную работу вплоть до шести устройств, не теряя свою взаимосовместимость с USB и FireWire через соответствующие переходники.

Обратная совместимость. Во второй версии используется аналогичный разъем, что и раньше, поэтому оборудование, работающее корректно с Thunderbolt 2, не будет испытывать проблем с совместимостью со стандартом первой версии, равно как и наоборот. Однако же девайсы на базе Thunderbolt 1, подключенные ко входу следующей версии, не смогут функционировать на скорости, превышающей 10 Гбит/с.

Максимальное разрешение. Интеграция DisplayPort 1.2 добавляет поддержку формата сверхвысокого разрешения 4К в обновленной технологии.

Thunderbolt 3

Контроллер последующего поколения вышел в свет в 2015 году и отличался немалым числом новых технологических решений.

Порт подключения. Для соединения с периферией используется иной разъем — USB Type-C, пришедший на смену MiniDP.

Пропускная способность. В сравнении с прошлой версией, использующей шину PCI-Express 2 X4 с предельной производительностью 20 Гбит/с, в новом контроллере задействована шина PCI-Express 3 X4, а его скорость достигает уже 40 Гбит/с.

Энергопотребление. В противовес прошлой модификации, Thunderbolt 3 экономит половину электроэнергии и подает на контакты ток мощностью до 100 Ватт, лишая потребность в отдельном источнике питания для корректной работы особо требовательной периферии.

Видеоинтерфейс. Контроллер обеспечивает работу 8-полосного протокола DisplayPort 1.2, который может одновременно управлять двумя 4K-мониторами с частотой обновления кадров 60 Гц либо одним 4K-монитором с частотой 120 Гц, либо же одним 5K-монитором с частотой 60 Гц.

Совместимость. Новый интерфейс обладает совместимостью с Thunderbolt 1 и 2 при использовании соответствующего адаптера, а также с USB-периферией и устройствами DisplayPort через переходник.

Thunderbolt 4

В июле 2020 года Thunderbolt 4 ожидаемо пришел на смену порту третьего поколения. Скорость обмена данными однако не возросла — предельная пропускная способность сохранилась на уровне 40 Гбит/с. Сохранился и прежний разъем подключения — USB Type-C.

Тем не менее, четвертая версия привнесла достаточное количество улучшений:

Во-первых, новый интерфейс способен обрабатывать значительно больший поток видеоданных. Thunderbolt 4 позволяет подсоединить 1 монитор с разрешением 8К либо два 4К-монитора, что вдвое увеличивает возможности Thunderbolt третьего поколения.
Во-вторых, функция выхода из режима сна позволяет моментально возобновить взаимодействие с подключенной периферией.
В-третьих, скорости по шине PCIe возросли вдвое — до 32 Гбит/с

Такое улучшение особенно важно при подключении внешних видеокарт.

Наконец, улучшения коснулись и безопасности передачи данных с внедренной технологией виртуализации, которая накладывает дополнительные ограничения на прямой доступ к памяти.

Что лучше — Thunderbolt или USB

Известно что в индустрии USB (независимо от версии) распространен намного шире, чем Thunderbolt. Существует даже несколько глубоких и умных теорий, объясняющих, почему побеждает USB. Будто бы Thunderbolt менее понятен пользователю и сложнее, а еще его использование в коммерческом устройстве обходится намного дороже. Из-за значительно более дорогих компонентов. Последнее – правда.

Точнее, было правдой еще недавно, пока Intel не отменила собственную монополию на Thunderbolt-контроллеры, разрабатывать и выпускать которые имела право только она. Остальное скорее неправда, во всяком случае те, кто занимается разработкой устройств, использующих USB и Thunderbolt, утверждают, что со сложностью для пользователя все обстоит в точности наоборот. Привожу обе точки зрения, устройства я не конструировал – но как пользователь не имею претензий ни к USB, ни к Thunderbolt.

Война между USB 3 и Thunderbolt 3, без проблем уживающихся в разъёме USB-C, похоже, так и не закончилась. Их давно следовало объединить. Для этого, казалось бы, просто не может быть никаких препятствий – и все от этого только выиграли бы. Пользователи и те, кто создает компьютеры, мобильные устройства, доки, периферию. Права на оба торговых знака принадлежат Intel. Весной 2019 Intel объявила USB4, новую версию USB, а в августе передала её спецификации в USB-IF (форум USB-разработчиков) для опубликования. Подробнее про USB4 в конце статьи. Пока отметим, что появление новой версии (интересной и своевременной, но не лишенной недостатков) выглядит как стратегическая военная кампания против конкурента. Между подразделениями Intel – война? Отсутствие ответных действий со стороны подразделения Thunderbolt заставляло в этом усомниться. Расскажите свое мнение об этом в нашем Telegram-чате.

Преимущества Thunderbolt 3

Thunderbolt 3 без сомнения можно считать наиболее мощным и универсальным портом из представленных сегодня на рынке. По сравнению с предыдущей версией интерфейса скорость передачи выросла в два раза. Thunderbolt 3 позволяет очень быстро подключать друг к другу док-станции, мониторы, ноутбуки и другие аксессуары.

Еще одним преимуществом Thunderbolt 3 перед USB-C является возможность последовательного соединения. К такому разъему можно подключить до 6 периферийных устройств (например, мониторов или внешних накопителей), соединяя их друг с другом при помощи кабелей. Все подключенные по принципу daisy chain устройства будут доступны для работы на вашем Mac. У USB-C такой возможности нет.

Высокая пропускная способность позволяет подключить к Mac сразу четыре монитора разрешением 4К или же два с разрешением 6К. Стоит ли говорить, что именно возможности Thunderbolt и позволяют реализовать подобные профессиональные решения. Это несомненно оценят профессионалы, обрабатывающие фото и видео. А на MacBook Pro 16 установлено даже два таких контроллера. И через Thunderbolt 3 можно напрямую подключать мониторы с портом DisplayPort, а для разъемов HDMI/VGA потребуется переходник.

Скорость передачи настолько высока, что копирование 14 часов HD видео займет менее минуты. Столько же времени понадобится на перенос 10 тысяч музыкальных треков или 25 тысяч фотографий.

Через один компактный разъем можно не только передавать видео и данные, но и заряжать устройства. В современной реализации используется интерфейс USB-C, что очень удобно для пользователей. Энергия может передаваться через него в два направления. То есть может подзаряжаться как подключенное устройство, так и подключенное к нему же. Всего Thunderbolt 3 поддерживает мощность до 100 Вт, что дает возможность подключения через один кабель нескольких мощных устройств и одновременной их подзарядки.

Использование интерфейса USB-C делает Thunderbolt 3 поистине универсальным решением. Теперь с помощью одного кабеля можно подключать к порту практически любое устройство, но для устройств с Thunderbolt 2 понадобится переходник. Теперь намного легче соединять между собой устройства Apple с интерфейсом Thunderbolt 3 и устройства на базе iOS / iPadOS. Порт USB-C отлично подойдет для подключения многочисленных современных аксессуаров и внешних накопителей. Переходники и адаптеры пока еще понадобятся для подключения к устаревшим интерфейсам, но при этом совместимость между ними сохранилась.

История PCIe

Сам интерфейс был разработан еще в 2000-е в активном сотрудничестве компаний Intel и Apple. Изначально технология предназначалась для работы с оптическими кабелями и называлась Light Peak. Но оказалось, что даже обычное недорогое медное соединение может обеспечить заданную скорость. Более того, медный кабель мог передавать питание – в последнем стандарте до 100 Вт на каждый порт. Технология была представлена Intel в 2009 году – 30 метровый оптический кабель послужил для передачи двух видеопотоков высокого разрешения. А первым коммерческим устройством с этим интерфейсом стал MacBook Pro, анонсированный в начале 2011 года. Постепенно сформировался и рынок периферийных устройств с поддержкой Thunderbolt. В 2013 году была представлена его вторая версия, но в актуальных устройствах Apple используется уже Thunderbolt 3.

Важно знать, что Thunderbolt он построен на основе PCI Express (PCIe) и DisplayPort. Вот почему кабели и аксессуары Thunderbolt 3 несовместимы с «чистыми» портами USB-C (точнее, с большинством из них, подробнее об этом мы расскажем чуть ниже)

PCIe предлагает огромную пропускную способность – большие объемы данных идут сразу по нескольким каналам связи. Именно поэтому Thunderbolt 3 настолько быстр. Но это же означает, что для аксессуаров с Thunderbolt 3 подходит… только порт с Thunderbolt 3. Почему? Потому, что USB-C не использует в своей работе PCIe. Так что если вы подключаете Thunderbolt 3-аксессуар к порту USB-C, то он просто не будет работать, т.к. в USB-C-порте нет контроллера PCIe!

Другими словами, у Thunderbolt 3 есть дополнительное «железо» по сравнению с более «массовым» и, соответственно, более простым USB-C

Важно знать, что USB-C аксессуары и кабели совместимы с Thunderbolt 3-портами

Правда, здесь есть одно приятное «но»… Да, использовать большинство Thunderbolt 3-устройств с USB-C портом нельзя. Но зато верно обратное – подключать девайс с USB-C к Thunderbolt 3 можно, т.к. Thunderbolt 3 полностью поддерживает USB-C. Т.е., например, если вы подключите жесткий диск с USB-C к вашему MacBook Pro, все будет работать безукоризненно. Иными словами, для владельцев Mac этот вопрос неактуален – вся периферия с USB-С совместима.

И вот еще что – в начале 2018 года всё стало сложнее (но и приятнее). Дело в том, что Intel представила новый контроллер для Thunderbolt 3 под названием Titan Ridge. У него осталась пропускная способность Thunderbolt 3 (40 Гбит/с), а у совместимых аксессуаров появилась обратная поддержка USB-C. Это означает, что аксессуары с контроллером Titan Ridge Thunderbolt 3 будут работоспособны при подключении к порту USB-C. Да, скорость будет не та – но это лучше, чем ничего. Другое дело, что никто особенно не рекламирует эту функцию, так что перед покупкой того или иного аксессуара придется поизучать матчасть.

Переходники и адаптеры для Thunderbolt

Вся периферия, поддерживающая протокол USB Type-C, а также кабели, переходники и зарядные устройства совместимы при присоединении к разъемам Thunderbolt 3 и 4, однако Thunderbolt-специфичные устройства, не будут обнаружены системой при подключении ко входу USB Type-C.

Визуальное различие между кабелями Thunderbolt и USB Type-C сводится к специфичной маркировке первых: на кабель, вне зависимости от его версии и модификации, нанесен логотип интерфейса в виде молнии. В свою очередь провода USB Type-C обладают иной маркировкой.

Видеоадаптеры. Для подключения к мониторам, имеющих отличные от Thunderbolt выходы, необходимы соответствующие переходники: с USB-С на HDMI и VGA производства Apple, а также адаптеры с USB-С на DisplayPort, MiniDP и DVI от сторонних производителей.

Адаптеры для передачи данных. Для соединения USB-периферии с новыми моделями ноутбуков, оснащенным входом Thunderbolt версии 3 или 4, понадобится специальный кабель, переходник или док-станция. В продаже можно найти как переходники от компании-разработчика, так и от сторонних производителей. Наиболее востребованные адаптеры — переходник с Thunderbolt 3 на Thunderbolt 2 и адаптер, обеспечивающий переход с интерфейса USB Type-C на стандартный и привычный USB Type-A.

С их помощью можно соединить компьютер с любым устройством, поддерживающим предыдущие модификации Thunderbolt 1 и 2, а также любое USB-устройство. Более того, существуют адаптеры для прямого подключения накопителей с портом FireWire.