Интерфейс Thunderbolt.

Интерфейс Thunderbolt.

Интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel в сотрудничестве с Apple. Торговая марка Thunderbolt была зарегистрирована Apple, но позже была передана компании Intel. Полные права принадлежат Intel. Первым устройством, где был применён данный интерфейс, стал ноутбук MacBook Pro компании Apple, который был анонсирован еще в феврале 2011 года. Thunderbolt изначально разрабатывался для объединения мобильных устройств, ноутбука и настольного компьютера с использованием меньшего числа кабелей. В стандарте был предложен универсальный разъём для дисплеев и внешних устройств хранения. Передаваемая по Thunderbolt 1 и 2 мощность электропитания составляет 10 Ватт - это больше, чем 4,5-5 Ватт в стандартном USB 3.0.

Интерфейс Thunderbolt объединяет протоколы PCI Express (PCIe) и DisplayPort (DP) в один последовательный сигнал и предоставляет постоянное напряжение по тому же кабелю. Контроллеры Thunderbolt мультиплексируют один или более каналов данных от подключённых к ним устройств PCIe или DisplayPort для передачи через один дуплексный канал Thunderbolt, затем демультиплексируют их для использования устройствами PCIe или DP на другом конце. Один порт Thunderbolt поддерживает до шести устройств Thunderbolt, подключаемых через концентраторы (хабы) или цепочкой (daisy chain). Несколько устройств могут использоваться в качестве мониторов, но их количество не может превышать количества источников сигнала DP.

Монитор, использующий настоящий разъём MDP, может быть подключён к концу Thunderbolt-цепочки, так как Thunderbolt совместим с устройствами, поддерживающими DP 1.1a. При подключении DP-совместимого устройства к порту Thunderbolt предоставляется сигнал DP c 4 линиями (lane) и скоростью не более 5,4 Гбит/с на линию Thunderbolt. При соединении с устройством Thunderbolt скорость передачи данных по каждой линии составляет 10 Гбит/с, 4 линии Thunderbolt сконфигурированы как 2 полнодуплексных 10 Гбит/с канала, каждый состоит из линии на приём и линии на передачу.

Интерфейс Thunderbolt может быть реализован на PCIe-видеокартах, у которых есть доступ к разъёму DP и подключению по шине PCIe, или на материнской плате новых компьютеров со встроенным видео, таких, как MacBook Air.

Интерфейс изначально разрабатывался для работы с оптическими кабелями, разработанными партнёрами Intel и в лаборатории Intel’s Silicon Photonics. В это время технология была известна под названием Light Peak. Но в 2011 технология была переименована в Silicon Photonics Link. Однако было обнаружено, что обычное медное проводное соединение могло предоставить требуемую пропускную способность в 10 Гбит/с на каждую линию по более низкой цене. Оптические кабели Thunderbolt были заявлены в середине апреля 2012 года компанией Sumitomo Electric Industries.

Конструктивно в интерфейсе Thunderbolt версий 1 и 2 используется тот же разъём, что и Mini DisplayPort (MDP). MDP электрически совместим с полноразмерным DisplayPort, но использует меньший по размеру разъём, на котором отсутствует защёлка.

Активные кабели Thunderbolt содержат специальные интегральные микросхемы внутри корпуса разъёма. У кабеля есть пять проводов: один для управления и две однонаправленных пары, одна для входящего и вторая для исходящего трафика. В интерфейсе Thunderbolt 3-й версии используется разъём USB Type-C.

Благодаря технологии Thunderbolt 3 можно передавать электроэнергию в двух направлениях через порт USB-C. То есть можно заряжать и само устройство, и подключать другое на подзарядку. Порт поддерживает мощность до 100 Вт, поэтому через один кабель можно подключить док-станцию или монитор и одновременно заряжать ваш MacBook Pro или MacBook Air.

USB4 — это фактически Thunderbolt 3, так что спецификации подразумевают в том числе поддержку подключения двух дисплеев 4K либо одного дисплея 5K по одному кабелю. При этом, в отличие от того же Thunderbolt 3, новый стандарт будет бесплатным для производителей, а в качестве эталонного разъёма будет использован USB-C.

Среди ключевых характеристик USB 4 выделяют следующее:

- двухполосная работа с использованием существующих кабелей USB-C и передача данных на скоростях до 40 Гбит/с по сертифицированным кабелям;

- несколько протоколов данных и протоколов отображения изображения для эффективного разделения общей пропускной способности;

- обратная совместимость с USB 3.2, USB 2.0 и Thunderbolt 3.

Реальные устройства с USB4 должны были появиться на рынке в 2021 году.