Mine sisu juurde

Thunderbolt

Allikas: Vikipeedia
See artikkel räägib kaabliliidesest; Teise maailmasõja aegse hävituslennuki kohta vaata artiklitP-47

Thunderbolt
Loomise aasta 2011
Looja Intel,Apple
Seadmete arv kuni 6 seadet
Käigultvahetuse liides jah
Väline liides jah

Thunderbolt(algse koodnimegaLight Peak) on riistvaralinekaabliliides,mis on loodud selleks, et ühendada väliseid seadmeid arvutiga. Thunderbolt ühendabPCI Expressi(PCIe) jaDisplayPordisignaalid kaheks jadasignaaliks, samuti saab selle sama juhtme abil pakkuda seadmetele alalisvoolu. Kuni kuus seadet saavad olla omavahel ühendatud.

Selle maksimaalsed kiirused 2021. aastal ulatuvad kuni 40 Gbit/s. Thunderbolt võimaldab piisavalt kiiret andmesidet, et oleks võimalik arvutitele ühendada väliseidvideokaarte,andmekandjaid,vaadata suure lahutusvõimega videot ja veel palju muid võimalusi, mis võivad vajada suuri andmevahetuse kiiruseid.[1]

  • 40 Gbit/s maksimaalne kiirus kõige uuema põlvkonnaga
  • Ühendatav korraga mitme seadmega
  • Mitmed protokollid
  • Kahesuunaline ülekanne
  • Käigultvahetatav

2009. aastal tutvustati Light Peaki tehnoloogiat Intel Developers Forumi üritusel. Demonstratsiooni käigus suutisMacPro käitada kahteFullHD-kvaliteediga videopilti ja samaaegseltLANining andmekandjat üle ühe ainsa juhtme. See oli võimalik tänuInteliloodud PC desktopiPCI Expresskaardi prototüübi abil. Tol ajal maksimaalne kiirus 10 Gbit/s, kuid lubati tulevikus kiirusi kuni 100 Gbit/s. Kaardil oli kaks optilistsiini,et varustada nelja porti energiaga.[3] Kuid suurenev nõudlus ribalaiuse järele on põhjustanud nõudluse suuremate võimalustega liideste, näitekseSATAjaDisplayPortijärele, mis aga ei ühilduUSBega muude sarnaste välissiinidega. 4. mail 2010 demonstreerisIntelBrüsselis Light Peaki ühendusega sülearvutit (näidates, et tehnoloogiline lahendus on piisavalt väike, et mahtuda nii väiksesse seadmesse) ja lasi sülearvutil saata üheaegselt 2 HD-videovoogu läbi ühenduse (näidates, et vähemalt mõned tarkvara/püsivara stacks-pinumälud ja protokollid on nüüd toimivad). Samal esitlusel väitisIntel,et eeldatakse riistvara tootmise alustamist 2010. aasta lõpus.[4] 2010. aasta septembris esitleti esimesi kommertsprototüüpe Intel Developer Forumis. Algselt pidi Thunderbolt olema optiline tehnoloogia, hiljem otsustati siiski elektriliste ühenduste kasuks, et toode oleks odavam ja oleks võimalus anda ka seadmetele toidet selle sama juhtme kaudu.[5] 2011. aasta alguses otsustati, et Thunderbolt kasutab vasest ühendusi. Niimoodi otsustati, kuna ainultvasegaeksperimenteerides saadi üle ootuste häid tulemusi. Vasest kaabli suur eelis oli voolu ülekanne, sest niimoodi sai Thunderbolti abil anda ka toidet välisseadmetele. Siiski jätkus arendus ka optilise Thunderboltiga, sest optilise kiukaabli eelis on juhtme pikkus. Optiline tehnoloogia lubas kaableid kuni 60 meetri pikkuseid teha. Sellisel juhul pidid kõik seadmed saama oma toite välistest toiteallikatest. Ka 2021 aastal on saadaval kahte erinevat tüüpi kaableid: optilised ja vasest. Optiline on pikamaa andmevahetuseks ja vasest kaabel on lühimaa välisseadmete ühendamiseks, kuid suudab ka toidet anda.[6]

Thunderbolt 1

[muuda|muuda lähteteksti]
Thunderbolt 1 või 2 pesa

2011. aasta veebruaris kuulutasApplekoos oma uue arvutiga välja Thunderbolti tehnoloogia. Tehnoloogia oli välja töötatud koostöösInteliga.Esimene arvuti, mis võimaldas Thunderbolti ühendust, oli seega Macbook Pro. Thunderbolti esimene generatsioon kasutab MiniDisplayPortühendust. Edukaks toimimiseks peab arvutil olema Thunderbolti toega MiniDisplayPortipesa, see tähendab et kuigi pesa vanemates arvutites, milles on MiniDisplayPortpesa, näeb samasugune välja ei kasuta need Thunderbolti ühendust. Mitme välisseadme ühendamiseks oli võimalik kasutada Daisy-chaintopoloogiat.[6]Sel moel on võimalik ühendada kuni kuus välisseadet. Intel hakkas 2011. aasta teises veerandis ka tootjatele ja arendajatele pakkuma arendaja pakki, mille abil oleks võimalik töötada välja uusi seadmeid, mis kasutavad Thunderbolti ühendust.[7]

Thunderbolt 2

[muuda|muuda lähteteksti]

2013. aasta juunis kuulutasIntelvälja Thunderbolti järgmise versiooni “Thunderbolt 2” ja tootmine algas samal aastal. Esimeses versioonis olevad kaks 10 Gbit/s kanalit liideti kokku üheks. Seega jäi ribalaius jätkuvalt samaks, 20 Gbit/s, kuid ühendus muutus palju paindlikumaks. Esimene seade, mis kasutas Thunderbolt 2 oliAsusZ87-Deluxe/Quad emaplaat 19. augustil 2013.[8]Esimene arvuti, kus oli Thunderbolt 2 oli 2013. aasta Macbook Pro.[9]

Füüsilisel tasemele on kahe esimese põlvkonnaribalaiusedsamad ja seega saab ühendada Thunderbolt 2 seadmeid Thunderbolt 1 kaabliga. Loogilisel tasemel liidab Thunderbolt 2 eelnvalt kaks erinevat 10 Gbit/s kanalit üheks 20 Gbit/s kanaliks. Thunderbolt 2 kasutab jätkuvalt Mini DisplayPort ühendust. Thunderbolt 2 sisaldab DisplayPort 1.2 protokolli, mis lubab vaadata 4K videot väliseltkuvarilt.Samaaegselt 4K video kuvamisele suudab Thunderbolt 2 4K videot sama kaablit pidi saata mõnda teise välisesse seadmesse.[10]

Thunderbolt 3

[muuda|muuda lähteteksti]
Thunderbolt 3 või 4 pesa

Thunderbolt 3 kasutabUSBType-Cühendust. Võrreldes eelmise versiooniga on kiirus kahekordistunud ehk 40 Gbit/s.[11]Sellest andmetele kasutatav on ainult 32.4 Gbit/s ja kuna kasutataks 8b/10b kodeeringut, siis tegelik ribalaius on 25.92 Gbit/s. Thunderbolt 3 kasutab 4 rajagaPCIe3.0 ja 8 rajagaDisplayPort1.2.[12] Thunderbolt 3 kontroller kulutab poole vähem voolu kui eelkäija. See suudab käitada kahte 4K kuvarit 60 Hz juures.[13]Thunderbolt 3 suudab tarnida kuni 15 W voolu välisseadmesse ja samal ajal saata andmeid. KasutadesUSBPower Delivery spetsifikatsiooni on Thunderbolt 3 võimeline vaskkaablit pidi tarnima kuni 100 W voolu.[14] Thunderbolt 3 on tagasiühilduv eelmiste versioonidega kui kasutada vastavat adapterit.[15] Esimesena toetas Thunderbolt 3 2015. aasta lõpus turule tulnudInteliSkylakearhitektuurigakiibistik.Samal aastal hakkasid turule tulema ka välised seadmed, mis toetasid seda ühendust. 4. jaanuaril 2018 avaldasIntel,et värskendab Thunderbolt 3, lisadesDisplayPort1.4 toe ja parandades veel mõnesid aspekte.[16]

29. augustil 2019 anti väljaUSB4spetsifikatsioon. UusUSBbaseerub Thunderbolt 3 protokollil. See toetab kiiruseid kuni 40 Gbit/s ja on ühilduv Thunderbolt 3-ga. USB4 on samas tagasiühilduv USB 3.2 ja USB 2.0.[17][18]

Thunderbolt 4

[muuda|muuda lähteteksti]

Thunderbolt 4 avalikustati üritusel CES 2020[19]ja lõplikud andmed 2020. aasta juulis.[20]Thunderbolt 3 ja 4 põhilised erinevused onUSB4toe puudumine, minimaalne ribalaiusPCIelingi jaoks on 32 Gbit/s, tugi suurema lahutusegakuvaritele[21]jaIntelivirtualiseerimisebaasilotsemällupöörduse kaitse,et ennetadaDMArünnakuid. Thunderbolt 4 lõi ka võimaluse kasutada jaotureid seadmete ühendamisel, seega pole enam ainuke võimalik topoloogia Daisy-chain.Jaoturidon tagasiühilduvad Thunderbolt 3 seadmetega ja hostseadmetega.[22] Maksimaalne ribalaius on jätkuvalt 40 Gbit/s.

24. mail 2017 teatasIntel,et Thunderbolt 3 saab maksuvabaksstandardiksOEMile jakiibistikutootjatele 2018. aastal.[17]Sellega lootis Intel suurendada Thunderbolti portokolli kasutamist. Thunderbolt 3 võeti ka seetõttu kasutusele USB4 standardis.[18]Siiski on jätkuvaltIntelikäes ainuõigus Thunderbolt 3 seadmetesertifitseerimiseüle ja seadmed kõik seadmed, mis soovivad standardit kasutada, peavad olema sertifitseeritud.

Aastaks 2010 oli senistele liidestele naguSCSI,SATA,USB,FireWire,PCI ExpressjaHDMItarvis ühte universaalset asendust. Thunderbolti (algselt Light Peak) eesmärgiks sai kõrvaldada mõningaid arvutitööstuse probleeme, mis olid ilmnenud, nagu näiteks piiratud edastuskiirused ning mitmed ühendusliidesed, millest paljud peavad olema toetatud ning on tihti seejärel jäänud täielikult kasutamata. Üksikkaabli ühenduse peamine probleem on elektrijuhtmete/kaablite maksimumpikkus –alalisvooluenergiajaelektrisignaalidvähenevad kiiresti alates 5 meetri kauguselt.[6] Teoorias võiks seade, mis asub vähem kui 5 meetri kaugusel, kergesti töötada kasDCPoE võiUSB3kasutajaliideseabil ühel kaablil toite ja andmetega. Kuid kui seade peab olema enam kui 5 meetri kaugusel, peab seda eraldi varustama vahelduvvoolu toitega ning peab tingimata toetuma optilisele kaablile, et saavutada stabiilset 10 Gbit/s kiirust, ükskõik kas see onEthernet"short reach" kaabel (300 m) või Thunderbolti optiline kaabel (100 m). Sellest inspireerituna töötaskiIntelvälja uue kaabliliidese,mis pidi olema võimeline kõiki erinevaid ühendusi kandma ühes kaablis. Algselt optiline kaabel Light Peak, mis sisaldas ka vasktraati vooluga varustamiseks pakkus juba väga suuri andmevahetuse kiiruseid. Küll aga loobuti vasktraadi sisaldamisest optilise kiuga kaablis, sest kui kaabel siiski pikem teha, siis on seadmel vaja ikkagi välist vooluallikat. Standardi väljatöötamise ehk Thunderbolt 1 avalikustamise ajaks oli otsustatud, et tehakse kaks kaablit: optiline, mis ei transpordi elektrivoolu ja vasktraat, mis on mõeldud lühimaa lahendusteks ning transpordib lisaks andmetele ka voolu. Kaks erinevat kaablit kadusid Thunderbolt 3 tulekuga ja ka Thunderbolt 4 ei oma optilist kaablit. Thunderbolt 3 saab kasutada optilist kaablit kui kasutada tuleb Thunderbolt 1 või 2 kaablit läbi vastavate adapterite.[23]

Thunderbolt vajab toimimiseks erilist kaablit, mistõttu võib Thunderbolti kaabel olla kallim kui tavalised MiniDisplayPortvõiUSBType-C kaablid. Thunderbolti kaabli tunneb ära välgunoole järgi. Thunderbolt 1 ja 2 omavad kaablid sobivad MiniDisplayPortipessa. Thunderbolt 3 ja 4 kaablid ühendatakseUSB-C-pessa.

Thunderbolti vaskkaabel

[muuda|muuda lähteteksti]

Vaskkaabel on kõige levinum Thunderbolti kaabel. Maksimaalne pikkus võib olla kuni 3 meetrit. Thunderbolt 1 ja 2 kasutavad vaskkaablit, mille ühendused otstes on MiniDisplayPort.[24]Thunderbolt 3 ja 4 kasutavad ainult vaskkaablit, mille otsad onUSB-C tüüpi. Enamasti on tegu aktiivsete kaablitega, mis tähendab et kaabli otstesse on pandud ka vajalikud elektroonilisedmikroskeemid,mis võimendavad signaale ja üldist võimekust. Thunderbolt 3 USB-C pesasse saab ühendada ka passiivse juhtme, kuid selletõttu kannatab andmevahetuse kiirus.[25]Siiski on ka passiivne Thunderbolt 3 kiirem kuiUSB3.1. Kõik Thunderbolt 4 kaablid on passiivsed kaablid, kuid suudavad ikka pakkuda lubatud kiiruseid. Thunderbolt 3 ja 4 kaablitel on ka täielikUSBtugi ehk ühilduvad kõikUSBversioonid, mis omavadUSBType-C ühendust.[26]

Thunderbolti valguskaabel

[muuda|muuda lähteteksti]

Algselt pidi Thunderbolt olemagi ainult optiline ühendus, kuid kujunes siiski enamuses vasktraadiga ühenduseks. Thunderbolti optilised kiudkaablid saavad kasutada sama kiirusi, mida kasutavad vaskkaablid, kuid palju suurema vahemaa taha, kuni 60 meetrit. Optilise kiudkaabli suurim puudus on võime puudumine elektrivoolu transportida. Thunderbolt optilised kaablid on olemas kõikidele versioonidele, kuid kuna nõudlus nende järele pole suur. Enamikul kasutajatel pole vaja vedada kaablit üle paari meetri. Thunderbolt 3 ja 4 optilistel kaablitel puudub ka võime.[27]

USB ja Thunderbolti võrdlus

[muuda|muuda lähteteksti]
Thunderbolt võrdluses USB-ga

Thunderbolt on otsene konkurentUSB-standardile. See on võimeline tegema kõike, mida teebUSBkuid palju kiiremini. Thunderbolt 1 ja 2 kasutasid MiniDisplayPortühendust ja seetõttu jäi see allaUSB-le, sest ei suudetud konkureerida turul domineerivaUSBühendusega, mida kasutasid nii uued kui vanad arvutid. Kiirus oli küll tootjatele ja arendajatele ahvatlev, kuid kuna polnud palju seadmeid, mis seda tüüpi ühendust vajaksid, siis Thunderbolt 1 ja 2 ei saavutanud kunagi suurt edu. Kui Thunderbolt 3 kasutabUSBType-C ühendust, sellega on tehnoloogiatööstused tuttavad ja turule tekkis üha enam seadmeid, mis kasutasid Thunderbolt 3. Kuna Thunderbolt on palju kiirem, siis Thunderbolt 3 tulekuga kasvas hüppeliselt selle kasutamine.Applekasutab paljudes oma seadmes Thunderbolti ühendust. Thunderbolt 3 on ühilduvUSB-ga ja seetõttu on see paljudes olukordades eelistatudUSB-le. Kahe pordi ühildumine võib põhjustada segadust, sest kui üks seade toetab Thunderbolti, kuid teine mitte, siis kasutatakse aeglasematUSBühendust. Thunderbolt 3 omab ka suurt eelistUSBees kuvarite ühendamisel, sestUSBühenduses ei oleDisplayPortistandardit sees. Thunderbolt 3 on lühidalt öeldes palju paremUSBühendus.[26]

Inimkonna üldine andmekasutus suureneb pidevalt ja sellega seoses on vaja paremaid ja kiiremaid ühendusi luuaarvutijavälisseadmetevahel. Thunderbolt onliides,mis saab selle ülesandega suurepäraselt hakkama. Välisteandmekandjateandmevahetuse kiirus arvutiga on kiirem. Enamik väliseid andmekandjaid onUSBühendusega, kuid see ei ole tihti nii kiire kui oleks vajalik. Thunderbolt 3 pakub juba kiiruseid, mis konkureerivad siseste andmesiinidega.USB-C ühendus on mugav kasutada ja sobib suurepäraselt ka teiste seadmetega, millega on vaja vahetada suures mahus andmeid. Thunderbolt võimaldab ühendada audio- ja videoliideseid arvutiga, et nende kasutamist hõlbustada. Ühe juhtme abil saab näidata pilti mitmele kuvarile. Thunderbolt 3 saab toetada kahte4Kkuvarit60 Hz juures. Samuti saab Thunderbolt anda toidet seadmetele. Thunderbolt 3 on võimeline varustama välisseadet 15 W toitega ja võimeline laadima seadet kuni 100 W võimsusega, kuid sel juhul on piiratud teised võimalused. Thundebolt onkaabel,mis suudab teha peaaegu kõike, mida kaabel üldse teha võiks. Ainus märkimisväärne miinus on vahemaa, mis võib seadmetel olla, sest vaskkaabel ei suuda kanda signaale ega elektrivoolu väga kaugele, maksimaalne seadmete kaugus on 3 meetrit. Kuid sellele on ka lahendus kui on võimalus kasutada seadmes välist toidet. Sel juhul saab kasutada optilist Thunderbolti kaablit, mis ulatub kuni 60 meetri kaugusele.[28]

  1. "Thunderbolt Consumer".Originaaliarhiivikoopia seisuga 1. mai 2021.Vaadatud 1. mai 2021.
  2. "Intel Thunderbolt Technology".Vaadatud 1. mai 2021.
  3. N. Patel (24. september 2009)."Intel's Light Peak running an HD display while transferring files... on a hackintosh".Endgadget.Vaadatud 1. mai 2021.
  4. Dennis Publishing (4. mai 2010)."Intel shows off first Light Peak laptop".PC Pro.Originaaliarhiivikoopia seisuga 17. juuni 2013.Vaadatud 1. mai 2021.
  5. PCMag Staff (24. veebruar 2011)."Intel Thunderbolt rollout won't be lightning fast".PC Mag.Vaadatud 1. mai 2021.
  6. 6,06,16,2"TECH 101: A brief history of Thunderbolt Technology".OWC Newsfeed.22. juuli 2016.Vaadatud 1. mai 2021.
  7. "Difference between Thunderbolt 1, Thunderbolt 2, Thunderbolt 3".RF Wireless World.Vaadatud 1. mai 2021.
  8. Jarred Walton (19. august 2013)."ASUS Introduces Z87-Deluxe/Quad: World's First Thunderbolt 2 Certified Motherboard".AnandTech.Vaadatud 1. mai 2021.
  9. "MacBook Pro with Retina Display Updated with Latest Processors, Faster Graphics & Longer Battery Life".Apple.22. oktoober 2013.Vaadatud 1. mai 2021.
  10. Dan Snyder (4. juuni 2013)."Video creation bolts ahead - Intel's Thunderbolt 2 doubles bandwitdth, enabling 4K video transfer & display".Intel.Vaadatud 1. mai 2021.
  11. Seamus Byrne (2. juuni 2015)."One port to rule them all: Thunderbolt 3 and USB Type-C join forces".Cnet.Vaadatud 1. mai 2021.
  12. "Understanding Thunderbolt 3 Bandwidth".Mac Performance Guide.28. jaanuar 2019.Vaadatud 1. mai 2021.
  13. Jason Ziller (2. juuni 2015)."Thunderbolt™ 3 – The USB-C That Does It All".Thunderbolt.Vaadatud 1. mai 2021.
  14. Joel Hruska (22. aprill 2014)."Next-gen Thunderbolt details: 40Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, and 100W power delivery for single-cable PCs".ExtremeTech.Vaadatud 1. mai 2021.
  15. "Is Thunderbolt 3 Backwards Compatible?".Cable Matters.14. november 2019.Vaadatud 1. mai 2021.
  16. "New Intel® Thunderbolt™ 3 controllers offer DisplayPort 1.4, and basic peripheral compatibility with USB-C computer ports".Thunderbolt.4. jaanuar 2018.Vaadatud 1. mai 2021.
  17. 17,017,1"Thunderbolt 3 becomes USB4, as Intel's interconnect goes royalty-free".ARS Technica.3. aprill 2019.Vaadatud 1. mai 2021.
  18. 18,018,1Tom Brant (4. märts 2019)."Thunderbolt 3 Merges With USB to Become USB4".PC Mag.Vaadatud 1. mai 2021.
  19. Malcolm Owen (7. jaanuar 2020)."Intel confirms Thunderbolt 4 on way with four-times USB 3 speed".AppleInsider.Vaadatud 1. mai 2021.
  20. "Introducing Thunderbolt 4: Universal Cable Connectivity for Everyone".Intel Newsroom.8. juuli 2020.Vaadatud 1. mai 2021.
  21. "What is Thunderbolt 4?".Cable Matters.22. september 2021.Vaadatud 1. mai 2021.
  22. "OWC Thunderbolt hub".Mac Sales.Vaadatud 1. mai 2021.
  23. "Optics vs. copper — From the perspective of Thunderbolt 3 interconnect technology".IEEE Xpole.13. märts 2016.Vaadatud 1. mai 2021.
  24. Jim Galbraith (2. jaanuar 2014)."What you need to know about Thunderbolt 2".Macworld.Vaadatud 2. mai 2021.
  25. "What you need to know about Active vs Passive cables, switches & splitters".Cable Chick.29. oktoober 2013.Vaadatud 2. mai 2021.
  26. 26,026,1Tom Brant (3. september 2020)."Thunderbolt 3 vs. USB-C: What's the Difference?".PC Mag.Vaadatud 2. mai 2021.
  27. "Thunderbolt™ Optical Cables".Corning.Vaadatud 2. mai 2021.
  28. "What Is Thunderbolt and How Is It Used?".Firefold.Vaadatud 2. mai 2021.