| Blesk | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ | I/O, podporuje dva protokoly [1] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Příběh | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vývojář | Intel ve spolupráci s Apple | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Výrobce | rozličný | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Vyrobeno | 24. února 2011 [2] — současnost v. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| vyhnáni | IEEE 1394 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Specifikace | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Šířka, mm | 7,4 muži (8,3 muži) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Výška, mm | 4,5 muži (5,4 ženy) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Hot swap | Ano | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Externí | Ano | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zvukový signál |
přes protokol DisplayPort, pomocí externích zvukových karet s protokolem USB, přes adaptéry HDMI |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kabel | 3 m maximálně (měděné kabely) [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| závěry | dvacet | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Konektor | Mini Display Port | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Elektrické parametry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. Napětí | 18 V | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. proud | 550 mA | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Možnosti dat | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Šířka pásma |
10 Gb/s PCIe a DisplayPort [4] , 20 Gb/s v Thunderboltu 2, 40 Gb/s v Thunderboltu 3 a 4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Max. zařízení | 6 [3] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Protokol |
4x PCI Express 2.0 [4] , DisplayPort v1.1a [3] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Pinout | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Thunderbolt (z angličtiny - „peal of thunder“) je hardwarové rozhraní , dříve známé jako Light Peak (z angličtiny - „light peak; peak of light“), vyvinuté společností Intel ve spolupráci se společností Apple . Slouží k připojení různých periferních zařízení k počítači s maximální rychlostí přenosu dat cca 10 Gb/s měděným drátem a 20 Gb/s při použití optického kabelu (šířka pásma aktualizovaných verzí rozhraní je ještě vyšší ).
Thunderbolt kombinuje rozhraní PCI Express (PCIe) a DisplayPort (DP) v jediném kabelu. K jednomu portu lze připojit až šest periferních zařízení pomocí řetězení.
Rozhraní Thunderbolt vyvinula společnost Intel ve spolupráci se společností Apple . Ochrannou známku Thunderbolt zaregistroval Apple, ale později byla převedena na Intel. Plná práva vyhrazena společností Intel. První zařízení, které toto rozhraní využívalo, byl MacBook Pro od společnosti Apple , který byl oznámen 24. února 2011 [2] .
Thunderbolt byl původně navržen pro připojení mobilních zařízení , notebooku a stolního počítače pomocí menšího počtu kabelů. Norma navrhla univerzální konektor pro displeje a externí paměťová zařízení. Thunderbolt 1 a 2 přenášejí 10 wattů energie, více než 4,5-5 wattů standardního USB 3.0 .
Rozhraní Thunderbolt kombinuje protokoly PCI Express (PCIe) a DisplayPort (DP) do jediného sériového signálu a poskytuje stejnosměrné napětí přes stejný kabel. Řadiče Thunderbolt multiplexují jeden nebo více kanálů dat ze svých připojených zařízení PCIe nebo DisplayPort pro přenos přes jediný duplexní kanál Thunderbolt a poté je demultiplexují pro použití zařízeními PCIe nebo DP na druhém konci [3] . Jeden port Thunderbolt podporuje až šest zařízení Thunderbolt připojených přes rozbočovače (rozbočovače) nebo řetěz ( daisy chain ).
Jako monitory lze použít několik zařízení , ale jejich počet nesmí překročit počet zdrojů signálu DP [5] .
Monitor využívající skutečný MDP konektor lze připojit na konec řetězce Thunderbolt, protože Thunderbolt je kompatibilní se zařízeními, která podporují DP 1.1a. Připojení zařízení kompatibilního s DP k portu Thunderbolt poskytuje signál DP se 4 pruhy s maximální rychlostí 5,4 Gb/s na pruh Thunderbolt. Při připojení k zařízení Thunderbolt je rychlost přenosu dat na každé lince 10 Gbps, 4 linky Thunderbolt jsou nakonfigurovány jako 2 plně duplexní 10 Gbps kanály, každý se skládá z přijímací linky a vysílací linky [3] .
Thunderbolt lze implementovat na PCIe grafické karty, které mají přístup ke konektoru DP a připojení sběrnice PCIe, nebo na základní desce nových počítačů s integrovaným videem, jako je MacBook Air [5] [6] [7] .
Rozhraní bylo původně navrženo pro práci s optickými kabely vyvinutými partnery Intelu a laboratoří Intel Silicon Photonics. V této době byla technologie známá jako Light Peak [8] . V roce 2011 byla technologie přejmenována na Silicon Photonics Link [8] . Bylo však zjištěno, že konvenční připojení měděným drátem by mohlo poskytnout požadovanou šířku pásma 10 Gb/s na linku při nižších nákladech. Optické kabely Thunderbolt byly oznámeny v polovině dubna 2012 společností Sumitomo Electric Industries [9] .
Strukturálně používají Thunderbolt verze 1 a 2 stejný konektor jako Mini DisplayPort (MDP). MDP je elektricky kompatibilní s DisplayPort plné velikosti, ale používá menší konektor, který postrádá západku.
Aktivní kabely Thunderbolt obsahují speciální integrované obvody uvnitř pouzdra konektoru. Kabel má pět vodičů: jeden pro ovládání a dva jednosměrné páry, jeden pro příchozí a jeden pro odchozí provoz.
Thunderbolt verze 3 používá konektor USB Type-C .
Intel představil technologii Light Peak na Intel Developer Forum (IDF) v roce 2009 pomocí prototypu základní desky Mac Pro , ze které byly přenášeny dva 1080p video streamy, Ethernet a externí úložné zařízení přes 30metrový optický kabel [10] . Rozhraní využívalo upravené USB konektory , řadič byl implementován na PCI Express kartě se dvěma optickými moduly zajišťujícími signál pro čtyři porty [11] . Na výstavě Intel uvedl, že systémy vybavené Light Peak by mohly být dostupné již v roce 2010 [12] .
4. května 2010 v Bruselu Intel předvedl notebook s konektorem Light Peak, což naznačuje, že řadič by mohl být malý, aby se vešel do kompaktních zařízení; bylo demonstrováno odesílání dvou HD video streamů z tohoto notebooku současně, z čehož lze usoudit, že alespoň část softwaru / firmwaru a protokolů byla funkční. Na stejné demonstraci zástupci Intelu uvedli, že výroba řadičů by mohla začít koncem roku 2010 [13] .
V září 2010 byly na Intel Developer Forum 2010 představeny některé rané komerční prototypy od výrobců [14] .
Měď nebo optikaTechnologie byla původně koncipována jako optická , ale Intel přešel na elektrické připojení, aby snížil náklady a poskytl připojeným zařízením výkon až 10 wattů [15] .
V roce 2009 Intel uvedl, že společnost „pracuje na kombinaci optického a měděného drátu, aby bylo možné použít Light Peak k napájení zařízení připojených k PC“ [16] .
V roce 2010 Intel oznámil, že jejich původním cílem bylo „mít jednu jedinou technologii“, která by umožnila „ elektrické signály USB 3.0 […] a kombinované napájení USB 3.0 nebo 4.0“ [17] . Bylo uvedeno, že konektory musí vydržet 7 tisíc spojovacích cyklů, kabely mají tak malý poloměr ohybu, že se dají doslova zavázat do uzlu a vlákno má vysokou pevnost. Očekávalo se, že kabely Light Peak nebudou dražší než kabely HDMI [18] .
V lednu 2011 řekl David Perlmutter společnosti Intel Computerworld , že počáteční implementace Thunderboltu budou používat měděné kabely bez vláken [19] . "Technologie mědi vyšla velmi dobře, překvapivě lépe, než jsme si mysleli." řekl [20] . Jednou z důležitých výhod měděného kabelu je schopnost přenášet energii. Konečný standard Thunderbolt definuje kapacitu zatížení 10 W na port.
Intel a jeho partneři stále vyvíjejí optické kabely a zařízení Thunderbolt [21] : optické vlákno vám umožní vytvářet kabely dlouhé až desítky metrů, ale bez přenosu energie [22] [23] [24] . Plánuje se použití dvojice vláken o průměru 62,5 mikronů a IR signálů s maximální přenosovou vzdáleností 100 metrů [25] . Elektrický převod na optický bude zabudován do samotného kabelu, takže bude kompatibilní se současnými MDP ( Mini DisplayPort ) konektory, ale v budoucnu Intel doufá, že do PC zabuduje optický transceiver [24] .
Objevily se zvěsti, že aktualizace na začátku roku 2011 na MacBook Pro bude obsahovat nějaký nový datový port a většina lidí předpokládala, že to bude Light Peak (Thunderbolt). V té době nebyly žádné informace o fyzické implementaci a prkénka začala ukazovat systém podobný dřívějším ukázkám Intel pomocí kombinovaného portu USB/Light Peak. Krátce před vydáním nových USB strojů IF oznámil, že to nemůže udělat, s tím, že USB není přístupné modifikacím tímto způsobem.
V červenci 2011 však Sony uvádí na trh svůj notebook Vaio Z21 s „Power Media Dock“ s Thunderbolt na optice pro připojení k externí grafické kartě pomocí kombinovaného portu, který se nejen chová jako USB, ale obsahuje také optické propojení, které je nutné pro Blesk. Další implementace této technologie začaly v roce 2012 se stolními deskami nabízejícími cenově dostupné propojení.
Navzdory těmto komentářům a spekulacím bylo představení Applu velkým překvapením, když vyšlo najevo, že port je založen na MDP ( Mini DisplayPort ) a ne na USB. Jak byl systém popsán, řešení problému se zobrazením bylo jasné: řadiče Thunderbolt multiplexují data ze stávajících systémů DP s daty z portu PCIe do jediného kabelu. Starší displeje používající DP 1.1a nebo starší musí být umístěny na konci řetězce zařízení Thunderbolt, ale „nativní“ displeje lze umístit kamkoli podél linky. Zařízení Thunderbolt se mohou pohybovat kdekoli v řetězci. V tomto případě rozhraní Thunderbolt sdílí vztah se starším systémem ACCESS.bus, který pro podporu nízkorychlostní sběrnice používá konektor displeje. Apple vysvětlil, že 6 zřetězených periferií podporovaných portem Thunderbolt musí být na konci řetězce.
V únoru 2011 Apple představil svou novou řadu notebooků MacBook Pro a oznámil, že komerční název této technologie bude Thunderbolt a bude na těchto strojích poprvé použit pro I/O. V květnu 2011 Apple oznámil novou řadu iMaců , která obsahovala rozhraní Thunderbolt. Port Thunderbolt na novém Macu je na stejném místě vzhledem k ostatním portům a zachovává si stejné fyzické rozměry jako předchozí konektor MDP. Hlavním viditelným rozdílem u Maců vybavených Thunderbolt je symbol Thunderbolt vedle portu.
Standard DisplayPort je částečně kompatibilní s Thunderbolt, protože oba sdílejí fyzicky kompatibilní konektor MDP společnosti Apple. Režim cílového zobrazení na iMacu vyžaduje kabel Thunderbolt, aby mohl přijímat příchozí video z jiného počítače s podporou Thunderbolt. Monitory DP by měly být poslední (nebo jediné) zařízení v řetězci zařízení Thunderbolt.
Společnost Intel oznámila, že vývojová sada bude vydána ve druhém čtvrtletí roku 2011, zatímco výrobci hardwaru uvedli, že přidají podporu pro testování a vývoj zařízení Thunderbolt. Vývojová sada je k dispozici pouze na vyžádání.
Zatímco Apple vydal svůj první počítač s podporou Thunderbolt na začátku roku 2011, nějakou dobu trvalo, než převzal trh s periferiemi.
Výrobce úložišť Promise Technology byl první společností, která uvedla na trh RAID úložné systémy Pegasus R4 (4 disky) a Pegasus R6 (6 disků), ale pro běžného spotřebitele byly poměrně drahé. Navíc po masivních povodních v Thajsku, kde se vyráběla řada komponentů pro velkou část pevných disků, jejich výroba velmi poklesla, takže obecně spolu s mnoha produkty na trhu po prvním uvedení na trh klesaly i maloobchodní ceny zvýšil, což nepřispívalo k rychlému přijetí těchto zařízení.
Jiným výrobcům úložných zařízení také nějakou dobu trvalo, než uvolnili produkty s větším zaměřením na menší úložná zařízení, s důrazem na rychlost spíše než na potřeby velkého úložiště. Mnoho z těchto zařízení mělo velikost 1 TB, některá měla místo standardního pevného disku také SSD pro rychlý přístup k externím datům, zaměřeným především na profesionální uživatele. Problémem byla také zpětná kompatibilita s počítači bez Thunderbolt, protože většina úložných zařízení měla pouze dva porty Thunderbolt, aby bylo možné z jednoho portu spojit dohromady až šest zařízení.
Jiné společnosti se soustředily na poskytování řešení rozhraní, která umožňují směrovat starší, obvykle pomalejší, rozhraní přes jediné připojení Thunderbolt, což znamená, že k počítači musel být připojen pouze jeden drát Thunderbolt namísto mnoha drátů pro každé rozhraní. Podobně na začátku července 2011 společnost Apple vydala aktualizovaný displej Apple Thunderbolt Display, který podporuje mnoho starších rozhraní, včetně Ethernetu , což z něj v podstatě dělá první produkt, který jej bude moci používat jako rozbočovač.
Od poloviny roku 2012 začaly LaCie a Drobo do svých zařízení zařazovat kromě Thunderboltu také USB 3.0.
Protože rozhraní Thunderbolt rozšiřuje sběrnici PCI Express, která je hlavní rozšiřující sběrnicí ve stávajících systémech, umožňuje nízkoúrovňový přístup k systému. Zařízení PCI musí mít neomezený přístup k paměti a mohou tak ohrozit zabezpečení úložiště dat. Tento problém existuje u mnoha vysokorychlostních rozšiřujících sběrnic, včetně PC Card , ExpressCard a FireWire .
Útočník by mohl například úmyslně nakonfigurovat zařízení, které používá Thunderbolt. Po připojení k počítači je zařízení s přímým a neomezeným přístupem k systémové paměti a dalším zařízením schopno obejít téměř všechna bezpečnostní opatření OS a má schopnost číst šifrovací klíče nebo instalovat malware.
Některé procesory Intel [26] od zavedení mikroarchitektury Nehalem (Core i3, Core i5, Core i7 a novější značky) podporují hardwarovou I/O virtualizaci , IOMMU . To umožňuje operačnímu systému izolovat zařízení ve vlastním adresním prostoru virtuální paměti (podobný způsob, jak izolovat procesy od sebe navzájem pomocí bloku správy paměti ). Lze tak zabránit přístupu k neoprávněným částem paměti. Tato funkce se však běžně nepoužívá, s výjimkou jejího původního účelu poskytování přístupu k přenosu hostovaného virtuálního počítače k určitému hardwaru.
V roce 2013 bylo představeno aktualizované rozhraní Thunderbolt 2. Na fyzické úrovni je totožné s Thunderbolt 1, jsou použity stejné kabely a konektory a je zachována zpětná kompatibilita. Na logické úrovni byla přidána schopnost agregace linek, takže dvě samostatné linky 10 Gb/s lze spojit do jedné logické linky 20 Gb/s.
Thunderbolt 2 byl použit na konci roku 2013 Apple MacBook Pro Retina (představen 22. října 2013).
Řadič Intel Thunderbolt 3 (s kódovým označením Alpine Ridge) zdvojnásobuje maximální propustnost na 40 Gbps (5 Gbps), má nižší spotřebu energie a umožňuje připojit dva 4K monitory nebo jeden 5K monitor (namísto jednoho 4K u dřívějších verzí standardu). Nový řadič bude podporovat protokoly PCIe 3.0 a HDMI 2.0, DisplayPort 1.2 (až 30 Hz 4K). Thunderbolt 3 je port kompatibilní s USB 3.1 vyrobený s konektorem USB Type-C . Kompatibilita se staršími verzemi rozhraní bude zajištěna pomocí adaptérů. [27] [28] [29]
Intel nabídne dvě možnosti řadiče Thunderbolt 3 – jeden bude používat PCI Express x4 a poskytne dva porty Thunderbolt 3, druhý bude používat PCI Express x2 a bude mít pouze jeden port Thunderbolt 3. První bude použit v Mac Pro (2. generace) a Retina MacBook Pro a druhý levnější Mac mini a MacBook Air .
Podpora Thunderbolt 3 se očekává v čipsetech pro platformu Skylake . [27] [28] [29]
Thunderbolt 3 se stane součástí standardu USB4, protože Intel k němu převedl všechna práva na fórum USB Implementers Forum [30] [31] .
8. července 2020 Intel zveřejnil specifikaci rozhraní Thunderbolt 4 [32] [33] . Thunderbolt 4 je 40 Gbps.
Na začátku roku 2021 mluvčí Intelu uvedl, že nové rozhraní Thunderbolt 5 je již ve vývoji s očekávanou rychlostí 80 Gb/s (10 Gb/s), tedy dvakrát rychlejší než Thunderbolt 4 a USB4 [34] .
První dvoumetrové Thunderbolt kabely Apple stály v létě 2011 49 dolarů. V lednu 2013 Apple snížil cenu svých kabelů na 39 dolarů. Apple také oznámil dostupnost kratšího 0,5m kabelu za 29 dolarů.
V červnu 2012 začal Apple prodávat technologii Thunderbolt pro zařízení Gigabit Ethernet za 29 dolarů.
Ve třetím čtvrtletí roku 2012 začali další výrobci uvolňovat kabely různých délek, včetně maximální podporované délky 3 metry, zatímco ti, kteří vyráběli systémové jednotky, začali do sady zahrnovat kabel Thunderbolt.
Čipy řadiče Thunderbolt vyrábí společnost Intel:
| Modelka | Kanály | Rozměry, mm | Výkon, W | Rodina | datum vydání | Zvláštnosti |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 82523EF | čtyři | 15x15 | 3.8 | Světlý hřeben | 4. čtvrtletí 2010 | |
| 82523EFL | čtyři | 15×15 | 3.2 | Světlý hřeben | 4. čtvrtletí 2010 | |
| L2510 | 2 | 15x15 | n/a | Orlí hřeben | 1. čtvrtletí 2011 | |
| L2310 | 2 | 8x9 | 1,85 | Eagle Ridge (SFF) | 1. čtvrtletí 2011 | |
| L2210 | jeden | 5x6 | 0,7 | Port Ridge | 1. čtvrtletí 2011 | Pouze zařízení |
| L3510H | čtyři | 12×12 | 3.4 | kaktusový hřeben | Zrušeno | |
| L3510L | čtyři | 12×12 | 2.8 | kaktusový hřeben | 1 čtvrtletí 2012 | |
| L3310 | 2 | 12×12 | 2.1 | kaktusový hřeben | 2012 | Pouze hostitel |
| L4510 | čtyři | 12×12 | n/a | Redwood Ridge | 2013 | DP 1.2 |
| L4410 | 2 | 10x10 | n/a | Redwood Ridge | 2013 | Pouze hostitel |
| L5520 | čtyři | ??? | ??? | Sokolí hřeben | 3. čtvrtletí 2013 | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
| L5320 | 2 | ??? | ??? | Sokolí hřeben | 3. čtvrtletí 2013 | Thunderbolt 2, 20 Gbps, DP 1.2 |
| L6540 [35] | 2 | 10,7 x 10,7 | 100 | Alpský hřeben | 3. čtvrtletí 2015 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, PCIe 3.0, HDMI 2.0, DP 1.2, USB 3.0, Výkon až 100 W (kompatibilní s USB Power Delivery) |
| L7340 | Titanský hřeben | 1. čtvrtletí 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
| L7540 | Titanský hřeben | 1. čtvrtletí 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gbps, DP 1.4 | |||
| L7440 | Titanský hřeben | 1. čtvrtletí 2018 | Thunderbolt 3, 40 Gb/s, DP 1.4 , volitelně kompatibilní s USB-C |
Tyto čipy jsou zabudovány do periferií a některých základních desek .
Existují řadiče Thunderbolt dostupné jako přídavné karty PCIe x4, ale vyžadují podporu ze základní desky [36] [37] .
Řadič Thunderbolt 3 je zabudován do 10nm rodiny procesorů Intel Ice Lake .
| Počítačové sběrnice a rozhraní | |
|---|---|
| Základní pojmy | |
| Procesory | |
| Vnitřní | |
| notebooky | |
| Pohony | |
| Obvod | |
| Správa zařízení | |
| Univerzální | |
| Video rozhraní | |
| Vestavěné systémy | |