Всё, что вам нужно знать о Thunderbolt. Все, что вам нужно знать о Thunderbolt Для чего нужен тандерболт разъем

Какими бы конструктивными особенностями не отличался интерфейс для подключения периферии, он должен обладать двумя характеристиками: универсальностью и высокой скоростью передачи данных. Сочетание лишь этих двух качеств делают его по-настоящему эффективным. Примером такого интерфейса может послужить Thunderbolt - новая технология подключения периферийных устройств, созданная совместными усилиями двух ведущих компаний Apple и Intel.

Что такое Thunderbolt?

Так что же представляет собой Thunderbolt и какими преимуществами она обладает? Если не вдаваться в технические подробности, её можно охарактеризовать как универсальный стандарт, обеспечивающий максимально удобную и эффективную связь между компьютерами и планшетами с различными внешними устройствами. Говоря более доступным языком, Thunderbolt - это альтернатива технологии USB, только, как это уверяют в Apple, ещё более совершенная.

Таким образом, целью создания нового стандарта является устранение недостатков USB, а в перспективе и его замена. Среди производителей компьютерной техники широкой поддержки идея такой замены, однако, не получила, и главной тому причиной стала относительно высокая стоимость компонентов Thunderbolt, оказывающая существенное влияние на конечную цену компьютеров. В настоящее время новый стандарт используется в основном в компьютерах Mac.

Плюсы использования Thunderbolt

Основными преимуществами новой технологии является возможность последовательного, то есть без использования концентратора или коммутатора, подключения сразу нескольких высокопроизводительных периферийных устройств к одному компактному двухканальному порту, а также высокая скорость передачи данных. Объединяя в себе технологии DisplayPort и PCI Express, новый стандарт позволяет подключать к ПК внешние жесткие диски, мониторы высокого разрешения, видеокамеры и прочие периферийные устройства, не опасаясь за стабильность их работы и сохранность передаваемых данных.

Скорость передачи через интерфейс Thunderbolt как минимум в два раза выше, чем через интерфейс USB и это только начало. И хотя технология не получила широкого распространения среди производителей компьютерной техники, она продолжает успешно развиваться. За первой версией последовала вторая, а за нею и третья, способная поддерживать обмен данными на скорости до 40 Гб/с.

Также нельзя не отметить, что стандарт позволяет одновременно и передавать, и принимать данные. Thunderbolt поддерживается подключение дисплеев с Mini DisplayPort или с адаптером DisplayPort, HDMI, DVI, VGA, совместимость с устройствами USB, FireWire 400 и FireWire 800 (подключение производится через адаптер). При этом, однако, нужно понимать, что новый интерфейс не сделает устройства быстрее, но и не замедлит передачу данных.

Интерфейс Thunderbolt 3

На данный момент доступна уже третья версия стандарта, хотя сами устройства на основе новой технологии появятся в продаже в 2016 году. Thunderbolt 3 избавился от разъема MDP, перейдя на двухсторонний USB-C, а заодно в два раза увеличил скорость обмена данными, и если во второй версии она составляла до 20 Гб/с, то сейчас передавать файлы с одного устройства на другое можно будет на скорости 40 Гб/с. А это значит, что видеофайл с разрешением 4K можно будет передать менее чем за полминуты.

Возможности новой версии также включают совместимость новой версии со стандартом USB 3.1, поддержку питания устройств мощностью до 100 Вт, подключение двух дисплеев разрешения 4К, разной периферии и сети Ethernet на скорости 10 Гб/с. Кстати, если подключать один дисплей, то разрешение можно будет увеличить и до 5К.

Технологии развиваются постоянно. Меняются технические возможности ноутбуков, внешний вид, разъемы коммуникации. За последние годы техника Apple получила порт Thunderbolt. Каждый обновленный ноутбук имеет хотя бы одни такой порт. Хоть и ожидалось, что тандерболт вытеснит Port USB 3.0, но этого пока не произошло. Некоторые модели Apple ноутбуков оснащены только новыми портами, что не удобно в использовании. Каковы преимущества у Thunderbolt?

Первое название этого интерфейса Light Peak. Это разработка компании Intel совместно с Apple. Для чего и зачем он нужен? Этот стандарт не просто новый оптический интерфейс для внешних устройств, он соединяет в последовательный поток PCI Express и Display Port. Так обеспечивается высокая скорость передачи данных. Интерфейс поддерживает высокоточную синхронизацию по времени. Это главное требование периферийных аудио и видео технических средств.

Как это работает?

Сейчас используются видеокарты с интерфейсом PCI (или PCIe) — Express. Интегрирование в систему контроллеров идет двумя путями: прямое подключение к линиям PCI Express процессора (Ivy Bridge или Sandy Bridge). Либо связь с чипсетом PCH через линию PCIe. Данные с Display Port и PCIe проникают в контроллер раздельно, далее совместно перемещаются по кабелю и на выходе расходятся. Стоимость кабеля высокая из-за того, что он активный. Каждый наконечник шнура оснащен чипом-передатчиком низкой мощности. Чипы-передатчики усиливают проходящий сигнал.

Компания разработчик обнаружила, что кабель дает высокую скорость не только с оптоволоконным кабелем, но и с медным. Так же технология поддерживает «горячее» подключение, как у интерфейса FireWire. Подключайте в одну последовательную цепь до 6-ти устройств, из них может быть два монитора с Display Port. Для последовательного подсоединения устройства должны иметь по два порта Thunderbolt. Устройство с единственным портом ставят замыкающим, т. к. через него не получится передать сигнал дальше.

У порта есть физическое совмещение с Mini Display Port, при подключении сложностей не появится. Интерфейс оснащен двумя линиями данных, обе передают сигналы в обоих направлениях со скоростью до 10 Гбит в секунду. Одна линия применима для передачи информации между техникой, а вторая используется для сигналов экранов.

Каждый ноутбук выпущенный компанией Apple за последнее время оснащен одним или несколькими портами Thunderbolt. Корпус гаджета оснащается ими по обеим сторонам ближе к петлям. Если ноутбук имеет только один единственный порт (или все), и это стандарт Thunderbolt, то без дополнительного переходника не обойтись. Переходник может понадобиться для подключения внешней видеокарты. Такая нехитрая манипуляция улучшит графические возможности у Apple MacBook Air 11″ Mid-2013. Если вы хотите подключить TV к ноутбуку, то сделать это можно через HDMI разъем. Если его нет, на помощь снова придет переходник.

Экспресс-станция Belkin

Это девайс, подключаемый через порт Thunderbolt, позволяющий подключить до восьми единиц техники. Подключение происходит по средствам стандартов FireWire, USB, соединения по Ethernet и подсоединения через шлейфовый Thunderbolt. С таким инструментом вам не понадобятся дополнительные переходники. Инструмент позволяет получить высокую скорость передачи информации. Универсален в использовании. Дизайн устройства минималистский, стилистически подойдет ко всем гаджетам компании Apple. Экспресс-станция компании Belkin быстро передает большие объемы информации в высоком качестве.

Сравнение USB 3.0 с интерфейсом Thunderbolt

Не смотря на ожидания, стандарт USB не был вытеснен. Скорее наоборот, он популярен. Но с появлением Thunderbolt интерфейса расширились технические возможности, хоть и по высокой цене. Как будет развиваться борьба этих интерфейсов, покажет время, а пока сравним их характеристики.

Основные характеристики

Port USB обеспечивает высокую скорость передачи данных, без ограничения длинны кабеля. Питание управляется нормально, совмещается с предшествующими стандартами. Высокая скорость достигается за счет параллельных вспомогательных шин. Это увеличивает скорость передачи и позволяет передавать информацию полнодуплексно (данные передаются одновременно в две стороны).

Уровень поставки мощности выше, чем у версии 2.0 в 1,5 раза (если устройства оптимизированы под стандарт). Если разъемы не используются, то переходят в режимы энергосбережения. Данный стандарт справится с приложениями, требующими высокую пропускную способность.

Port Thunderbolt 2 передает данные на высокой скорости. Это двусторонний интерфейс, для последовательной передачи информации, используемый для подсоединения дисплеев. Все как в HDMI, но еще есть поддержка VGA и более старых аналогов видео. Технология обеспечивает «горячее» подсоединение без перегруза системы. Через него подключаются мониторы, даже качества 4K HD. Разъем позволяет подсоединять последовательно больше трёх устройств (до шести) без потери пропускной способности каждого. Дает мощность в 10 Вт.

Учитывая основные характеристики каждого интерфейса нельзя сказать, что какой-то превосходит. Оба подают большие надежды на дальнейшее использование и развитие.

Скоростные показатели

Показатели скорости, которые будут указываться ниже, являются теоретическими, либо максимально возможными. По факту, они бывают ниже. Наивысшая скорость USB 3.0 достигает 5 ГБ в секунду. Это раз в десять выше, чем показатель версии 2.0. Подходит для сценариев с высокой пропускной способностью, даже для хранения информации в RAID-массиве.

У Thunderbolt коннектора есть четыре независимых линии передачи. Так для каждого подсоединенного устройства скорость передачи будет равна 10 ГБ в секунду. Второе поколение способно передавать информацию со скоростью 20 ГБ в секунду. Этот показатель в 4 раза превосходит значение уровня скорости у USB 3.0. Такая скоростная возможность обеспечивается двумя линиями передачи в двух направлениях одновременно. Поэтому можно смело сказать, что данный стандарт имеет преимущество перед USB 3.0.

Цена

USB 3.0 применяется повсеместно именно благодаря своей низкой стоимости. Производители устанавливают на чипсеты Intel и AMD этот стандарт. Это универсальный стандарт, поэтому почти каждое устройство имеет соответствующий разъем. Это дает потребителю широкий выбор кабелей всех видов. Их ценовая категория в пределах доступной.

В случае со стандартом Thunderbolt все обстоит иначе. Ноутбук, который имеет такой разъем, находится в ценовой категории от 1000 долларов. Для использования этого разъема, одного его наличия не достаточно, нужны адаптированные периферийные устройства. Они тоже не из дешевой техники. Даже покупая переходники, придется потратить значительную сумму. Эта технология более дорогая еще из-за того что производство идет не массовое. По критерию цены данный стандарт проигрывает.

Совместимость

3.0 и 2.0 USB совместимы. Если вы используете стандартный кабель с более ранним портом, то передача данных будет идти по наивысшему пределу порта нижнего стандарта. Данный разъем популярен и используется повсеместно, поэтому у вас не возникнет проблем с его использованием и поддержкой его внешними устройствами.

Интерфейс Thunderbolt 3 совместим с двумя предшествующими поколениями: 1 и 2. «Родные» кабели тоже можно использовать для всех поколений. Для получения наивысшей скорости передачи необходимо, чтобы все гаджеты цепи имели поддержку 3-го поколения стандарта. Подключить периферийный дисплей имеющий Mini Display Port можно напрямую. Однако шнур Mini Display Port использовать с внешним устройством Thunderbolt не получится.

Для подключения других стандартов, например, VGA, DVI и HDMI, необходимы переходники. Стоимость этих переходников высокая, найти их бывает тоже не просто. Поэтому стандарт USB 3.0 наиболее удобен, из-за своего повсеместного использования.

Вывод

Thunderbolt технология заглядывает далеко в будущее. Она действительно способна передавать данные на высоких скоростях. Затруднение в использовании во много вызвано не готовностью других устройств к работе с разъемом. Стандарт не применяется так популярно как USB 3.0, поэтому его изготовление не поставлено на поток и себестоимость высокая. Сопряжение с периферийными устройствами не имеющими необходимого порта осложняется дополнительными затратами на покупку переходников. Но, если рассматривать подключение и работу с адаптированными устройствами, то интерфейс показывает высокий результат и огромный потенциал.

Если рассматривать USB 3.0 как доступную альтернативу, то интерфейс показывает хорошие показатели. Сегодня уже есть версия 3.1, которая по показателям превосходит предшественника. При этом есть совмещение практически со всеми устройствами. Это позволяет не тратить средства на дополнительные аксессуары в виде переходников. Так же популярность стандарта обеспечивает массовое производство как техники с портами, так и различных аксессуаров по доступным ценам.

Сейчас удобным стандартом в использовании считается USB 3.1. Но если смотреть в будущее, то стандарт Thunderbolt 3 задает высокую планку. Только со временем узнаем, какой «вход» будет реализовывать наибольшее количество требований.

• Перевод

Купили ли вы уже себе новый MacBook или MacBook Pro? А может, Google Pixel? Вы находитесь на пороге путаницы, благодаря этим новым портам «USB-C». Этот простецкий на вид порт таит в себе вселенскую путаницу, и благословенная обратная совместимость использует различные кабели для различных задач. Покупателям придётся очень аккуратно выбирать себе кабель!

USB Type-C: порты и протоколы

USB-C разрешает проходить через себя различным сигналам:

USB 2.0 – как ни странно, самые ранние устройства на USB-C, включая Nokia N1, поддерживали сигналы и питание только для USB 2.0. Почти все новые компьютеры поддерживают как минимум USB 3.0, но у некоторых телефонов и планшетов до сих пор есть ограничения.

USB 3.1 gen 1 – очень похож на «SuperSpeed» USB 3.0, последовательная связь на 5 Гбит/с для всяческой периферии, от жёстких дисков до сетевых адаптеров и док-станций. Обратно совместим с «SuperSpeed» USB 3.0, «Hi-Speed» USB 2.0 и даже оригинальным USB 1.x из 1996 года! Этот протокол используется Apple в 12″ MacBook.

USB 3.1 gen 2 – сбивающее с толку название удваивает пропускную способность USB-периферии до 10 Гбит/с. Обратно совместим со всеми предыдущими версиями USB. Его поддерживают только самые новые устройства USB-C. Интересно, кто только придумал ему такое название.

Alternate Mode (альтернативный режим) – физический разъем USB-C поддерживает другие не-USB протоколы, включая DisplayPort, MHL, HDMI и Thunderbolt. Но не каждое устройство поддерживает протокол Alternate Mode, что очень запутывает покупателей.

Power Delivery (питание) – это не протокол данных, но USB-C позволяет подводить до 100 Вт энергии. Но опять, существуют две разные спецификации и множество разных конфигураций.

Audio Accessory Mode (аудио-аксессуар) – спецификация для использования с аналоговым аудио.

Главная проблема USB-C – запутанность. Не каждый USB-C кабель, порт, устройство и питание будут совместимы между собой, и рассматривать придётся множество комбинаций. Новые самые навороченные устройства (к примеру, MacBook Pro с Touch Bar) будут поддерживать большинство различных использований порта, но распространённые старые устройства поддерживают только USB 3.0 и, если повезёт, Alternate Mode DisplayPort.

Но и это ещё не всё. Многие периферийные устройства USB-C тоже имеют свои ограничения. Представьте USB-C адаптер HDMI. Он может реализовать HDMI через USB 3.0, а может использовать родной Alternate Mode HDMI. Также он может использовать мультиплекс HDMI с Thunderbolt Alternate Mode, и даже, теоретически, HDMI через Thunderbolt с использованием внешнего графического чипа! Именно я разрекламировал идею Thunderbolt Display со встроенным GPU. И лишь самые новые компьютеры будут поддерживать все три режима. Представьте, как запутается потребитель, купивший адаптер «USB-C HDMI», обнаружив, что он не работает с MacBook или Pixel или ещё с чем?

Кабель-кошмар

Monoprice Palette Series 3.1 USB-C to USB-C with PD (10 Gbps, 100 Watts)

Monoprice Palette Series 3.0 USB-C to USB-C (5 Gbps, 15 Watts)

Monoprice Palette Series 2.0 USB-C to USB-C (480 Mbps, 2.4 Amps)

Эти кабели выглядят одинаковыми, но возможности у них очень разные! (По-моему, Monoprice разместили одну фотку для двух разных кабелей)

Проблемы с совместимостью кабелей ещё более серьёзные. Многие компании, включая мою любимую Monoprice, делают кабели USB-C разного качества и совместимости. Если не быть осторожным, можно ограничить возможности или даже повредить ваши устройства не тем кабелем. Серьёзно: неправильный кабель может повредить ваше устройство! Такого быть не должно, однако ж вот оно как.

Некоторые кабели с USB-C на обоих концах могут передавать лишь 5 Гбит/с, другие совместимы с 10 Гбит/с USB 3.1 gen 2. Иные нельзя использовать для питания, или они не совместимы с Alternate Mode Thunderbolt. Посмотрите на Monoprice 3.1 10 Gbps/100-Watt USB-C to USB-C, 3.0 5 Gbps/15 Watt USB-C to USB-C и 2.0 480 Mbps/2.4 A USB-C to USB-C. Почему они вообще существуют? Зачем нужен кабель USB-C на USB-C с поддержкой только 2.0?

А ещё есть кабели с разными разъёмами на концах. Monoprice продаёт клёвый адаптер USB-C на USB 3.0 10 Гбит/с, но у неё есть ещё и такой, который поддерживает 5 Гбит/с, и даже ограниченный 480 Мбит/с USB 2.0. И выглядят они практически одинаково. Что за кошмар для потребителя! Monoprice неправильно называет каждый 5 Гбит/с кабель, как USB 3.0, а каждый 10 Гбит/с кабель, как USB 3.1. С другой стороны, такие наименования более понятны пользователю, чем официальные.

Я не наезжаю на Monoprice. Мне нравятся их кабели. Но их огромный ассортимент кабелей USB-C прекрасно иллюстрирует проблему несовместимости. Практически у всех производителей и продавцов есть эти проблемы.

Thunderbolt 3

Тот же опыт ожидает нас и с новым портом USB Type-C:

Не у всех портов USB-C одинаковые возможности. Многие рассчитаны только на данные, некоторые умеют данные и видео, совсем редкие – данные, видео и Thunderbolt 3!

Для Thunderbolt 3 требуется специальный кабель. Хотя выглядит он абсолютно так же, как обычный USB-C!

Устройства с Thunderbolt 3 выглядят точно так же, как устройства с USB-C – обычные устройства с кабелем USB-C ограничены скоростью в 5 Гбит/с или менее, но устройства с Thunderbolt 3 передают PCI Express со скоростью 40 Гбит/с!

Порты и кабели Thunderbolt 3 должны быть обратно совместимы с кабелями, портами и устройствами USB 3.1 Type-C. Но работать они будут медленнее. Восславим создателя за обратную совместимость. Это, кстати, упрощение. На самом деле, Thunderbolt 3 это «Alternate Mode» для кабеля и порта Type-C, точно так же, как HDMI. Но на практике, Thunderbolt 3 это надмножество USB 3.1 для USB-C, поскольку не бывает реализаций Thunderbolt 3 с поддержкой только USB 2.0.

Поэтому владельцы машин с поддержкой Thunderbolt 3 должны быть осторожны, покупая устройства и кабели, чтобы не пролететь с пропускной способностью. Большинство текущих аксессуаров и кабелей USB-C от Apple будут работать с новым MacBook Pro (он обратно совместим), но могут не обеспечить полную скорость. А владельцам старых 12″ Retina MacBook ещё хуже, поскольку устройства с Thunderbolt 3 там работать вообще не будут!

Поскольку Thunderbolt 3 включает данные и видео, легко можно запутаться с совместимостью компьютеров, кабелей и устройств. К примеру, кабель Thunderbolt 3 может поддерживать два монитора 4К 60 Гц, или даже монитор на 5К, при том, что кабель USB-C ограничен одним 4К монитором. Забавно, что у USB-C Alternate Mode совместимость видео не такая, как у Thunderbolt 3. Последний поддерживает HDMI 2.0, а USB 3.1 умеет только HDMI 1.4b. Но в случае с DisplayPort у USB 3.1 будет преимущество, он поддерживает версию 1.3, а не только 1.2, как Thunderbolt 3. Всё зависит от реализации на конкретной машине.

Заметьте, что бывают кабели Thunderbolt 3 как на 40, так и на 20 Гбит/с. А MacBook Pro не совместим с первым поколением контроллеров Texas Instruments Thunderbolt 3, использовавшихся во многих ранних устройствах Thunderbolt 3!

Моё мнение

Дополнение: если воткнулось, то должно работать

Электроника перестала быть областью интересов для одних только гиков. Большинство компьютеров, телефонов, планшетов и периферии приобретают люди, не подкованные технически. Они не отличат протокол от интерфейса и не обязаны разбираться в том, чем “USB Type-C” отличается от “Thunderbolt 3” или “USB 3.1”. Они хотят покупать вещи, подключать их, и чтобы всё работало. Они оценивают совместимость по форме и совпадению разъёмов, а не спецификациям и логотипу.

Исторически индустрия справлялась с этим. После первых шероховатостей, USB стало благом для среднего пользователя. Кабели, устройства, периферия – в большинстве своём просто работают. Хотя опыт от использования USB 3, Mini USB, Micro USB и зарядок высокой мощности не идеальный, то ожидание пользователя «подходит, значит, работает» и сегодня верно для USB. Я сам прямо сейчас использую гирлянду дешёвых USB-кабелей. И причина в том, что USB был и кабелем, и протоколом. Не считая питания (сколько iPad медленно заряжаются от кубиков iPhone?), USB работал потому, что USB – это USB.

А теперь появляется «универсальный» кабель, способный стать единственным портом на устройстве. Данные, видео, питание – для всего один порт USB Type-C. А Intel переключилась на высшую передачу, добавив совершенно отдельный мир поддержки данных и видео, Thunderbolt 3. Нереалистично ожидать, что все порты, кабели и и устройства будут правильно работать друг с другом, особенно, если гораздо дешевле сделать устройство или кабель USB 3.1 gen 1 или даже USB 2.0.

С этого момента (с начала продаж устройств Thunderbolt 3) у нас есть порт, не оправдывающий ожиданий пользователя. Кабели не совместимы, устройства не поддерживают какую-то периферию, хотя порты выглядят одинаково. Это кошмар: потребитель вытащит не тот кабель из ящика, магазина или рюкзака, и решит, что устройство или зарядка сломана, когда он не будет работать. Мы столкнёмся с разочарованиями, возвратами и запутавшейся техподдержкой.

Это старая история с совместимостью. Мы улучшаем совместимость, чтобы поднять ожидания потребителей того, что всё будет просто работать. Но USB Type-C никогда не будет просто работать, потому что USB-C – это слишком много вещей одновременно. И это кошмар.

Вместе с выходом последнего поколения ноутбуков Apple MacBook Pro появилась совершенно новая технология связи, под названием Thunderbolt. Итак, давайте вместе попробуем разобраться, что же такого революционного принесла с собою эта новинка разработки Intel, что Apple поспешила сделать её флагманской опцией новой линейки собственных лэптопов.

Что такое Thunderbolt?

Thunderbolt (кодовое имя Light Peak) - это новая технология для подключения периферийных устройств, которая была создана Intel при поддержке Apple. В одном соединительном кабеле скомбинирована передача данных и питания подключаемых устройств. Thunderbolt, который построен на базе архитектуры PCI Express и DisplayPort, позволяет устанавливать высокоскоростное подключение для периферийных устройств, таких как жёсткие диски, RAID массивы, устройства для видео-захвата, сетевые интерфейсы, и может передавать видео высокой чёткости с использованием протокола DisplayPort. Каждый порт Thunderbolt может полностью обеспечивать периферию с потребляемой мощностью до 10Вт.

Каким образом здесь задействована архитектура PCI Express?

PCI Express – это высокоскоростная шина для передачи данных между многими компонентами современного компьютера, как то процессор, видеоадаптер, или жёсткий диск. PCI Express позволяет устройствам передавать данные "напрямую", без каких-либо задержек. Так как Thunderbolt построен на базе PCI Express, он предоставляет прямое подключение к контроллеру шины, что отчасти и является причиной такой впечатляющей производительности интерфейса Thunderbolt.

Насколько он быстр на самом деле?

В теории это молниеносный интерфейс. Один канал Thunderbolt может обеспечивать скорость передачи данных до 10 гигабит за секунду (Гбит/с), а каждый из портов Thunderbolt включает сразу 2 канала. Thunderbolt также является синхронным интерфейсом, а это значит, что в один момент времени он может принимать и передавать данные одновременно. Даже если учитывать, что реальная скорость передачи данных составляет около 8 Гбит/с, Thunderbolt всё равно во много раз быстрее FireWare 800 и USB 3.0. Он также значительно быстрее портов eSATA, присутствующих на многих Windows-ПК.

Конечно же, как и в случае с каждым из вышеуказанных высокоскоростных интерфейсов, реальная скорость каждого из подключённых периферийных устройств будет намного ниже благодаря ограничениям контроллеров самих устройств. К примеру, большинство жёстких дисков ограничены в скорости на уровне 3 Гбит/с, и даже SATA 3 накопители не позволят передавать данные быстрее теоретических 6 Гбит/с. Кроме того, устаревшее и очень медленное периферийное устройство, подключённое в середину цепи, может негативно сказаться на общей пропускной способности высокоскоростного устройства, подключённого после него (вариант с неправильным подключением, детальнее на схеме).

Какие преимущества у Thunderbolt перед существующими интерфейсами – FireWire, USB, eSATA, и т.д.?

Очевидно, что наибольшим преимуществом Thunderbolt является его скоростные показатели. Но что ещё важно – этот интерфейс поддерживает передачу данных, видео-аудио сигнала, а также осуществляет питание подключённых устройств, поэтому пользователю достаточно будет иметь единственный кабель, чтобы подключить любое периферийное устройство к порту Thunderbolt.

Является ли Thunderbolt развитием старой технологии Apple Display Connector (ADC )?

Хотя идея двух интерфейсов похожа, но это утверждение не верно. Да, Thunderbolt, позволяет передавать аудио-видео сигнал, однако он не обеспечивает достаточной мощности, чтобы запитать большой монитор. Порт ADC может обеспечивать питание мощностью до 100 Вт, и в это же время передавать аудио, видео, и данные через USB. С другой стороны ADC требует наличия специальной и весьма не дешёвой видеокарты, в то время как Thunderbolt использует стандартный Mini DisplayPort.

Какой физический порт нужен для использования Thunderbolt?

Thunderbolt использует разъём, который полностью совместим со стандартным Mini DisplayPort; такая конструкция применяется на всех Macintosh последнего поколения. На самом деле новейшие Macbook включают в себя только Thunderbolt, и у них нет отдельного Mini DisplayPort.

Насколько качественно Thunderbolt передаёт аудио и видео сигнал в сравнении с DisplayPort?

Каждый Thunderbolt включает в себя соединение через DisplayPort и PCI Express, а это значит, что он может передавать видео и аудио точно такого же качества, как и DisplayPort: картинку в разрешении более 1080р, и 8-канальный звук высокой чёткости. Главным ограничителем качества видео обычно является видеоадаптер. К примеру, новые MacBook поддерживают вывод видеоизображения на внешние дисплеи с максимальным разрешением 2560 х 1600 пикселей (в дополнение к встроенному дисплею).

Имеет ли Thunderbolt обратную совместимость с USB и FireWire?

Сторонние производители поставляют специальные адаптеры, позволяющие подключать USB, FireWire 400 и FireWire 800 устройства к порту Thunderbolt. При этом скорость работы таких устройств будет ограничена встроенными контроллерами. К примеру, устройство с интерфейсом FireWire 800 подключённое к порту Thunderbolt будет передавать данные с максимальной скоростью 800Мбит/с.

Возможно ли подключить сразу несколько устройств к одному порту Thunderbolt?

Пользователь может подключить до 6 периферийных устройств к одному порту Thunderbold, сделав из них цепочку: подключив первое устройство напрямую к порту, а другие – друг к другу. Конечно, такой способ подключения требует наличия двух портов Thunderbolt на одном устройстве (или 2 других порта, способных передавать данные, + специальный адаптер).

Снижается ли общая производительность при подключении нескольких устройств, как это происходит с USB 2.0?

В отличии от USB 2.0, где подключение низкоскоростного устройства, или устройства с интерфейсом USB 1.0 может сказаться на производительности всего USB хаба, Thunderbolt спроектирован таким образом, чтобы справляться со множеством подключённых устройств с разной пропускной способностью, и при этом не снижая производительности собственного канала в целом. Конечно, если к одному порту Thunderbolt подключить сразу несколько устройств, и они будут в один момент времени передавать данные, то скорость работы каждого конкретного устройства будет несколько ниже, но это не повлияет на общую производительность интерфейса Thunderbolt.

Изменится ли скорость интерфейса Thunerbolt при подключении устройств с другими интерфейсами?

Это зависит от множества факторов. Если вы подключите устройство с другим интерфейсом в конец Thunderbolt-цепочки, то, очевидно, общая скорость интерфейса Thunderbolt не изменится. Если такое устройство будет включено в середину цепочки – это негативно скажется на пропускной способности Thunderbolt-устройств подключённых после него.

Тем не менее, на рынке вскоре должны появиться специальные адаптеры, которые могут включаться в середину цепочки Thunderbolt не нарушая её скоростных характеристик, и при этом обеспечивая подключения USB, FireWire, Ethernet, видео и аудио устройств.

V.Golub
07/02.2012

Наиболее распространенным интерфейсом для подключения внешних устройств к вычислительной и бытовой технике сегодня является USB. Он действительно удобен и универсален, в том числе — поддерживает обратную совместимость и позволяет обеспечить питание.

Анонсированный в 2010-м году интерфейс Thunderbolt сложно назвать популярным. Формальные технические характеристики и возможности выглядят очень привлекательно — компактный разъем, высокая скорость передачи данных, поддержка соединения по цепочке, возможность подключения мониторов. Однако фактически его распространение сегодня ограничено техникой Apple, где он применяется с 2011 года. Попытки внедрения его в продукты с Windows конечно тоже были, но выглядели неубедительно и носили скорее эпизодический характер.

При всем этом интерфейс развивается и в настоящий момент на рынке можно найти продукты с поддержкой его уже третьей версии. В ней реализована скорость передачи до 40 Гбит/с, поддержка 4K-мониторов, работа с коннекторами и протоколом USB Type C, а также питание подключаемой периферии.

Реализация интерфейса в решениях Apple выглядит очень органично и хорошо вписывается в экосистему компании. Через один кабель вы можете обеспечить своему ноутбуку подключение к дополнительному монитору, быстрой проводной сети, внешним накопителям и другому оборудованию.

Компания Aten, один из наиболее известных производителей KVM-оборудования, представила в этом году US7220 — двухпортовый коммутатор Thunderbolt 2. Безусловно, это решение является очень нишевым. Единственный приходящий на ум вариант — когда пользователь имеет настольный компьютер (в данном случае iMac или Mac Pro) с большим набором периферии и дополнительно хочет иметь доступ к нему со своего ноутбука. Или это могут быть два ноутбука или два сотрудника со своими ноутбуками. Учитывая достаточно ограниченные возможности модели, компания позиционирует устройство как «док-станцию с функцией KVM».

Комплект поставки

Модель поставляется в картонной коробке с рассчитанным на полки розничных магазинов оформлением. Здесь можно ознакомиться с внешним видом коммутатора, его портами, вариантом подключения, техническими характеристиками и системными требованиями.

Упаковано внутри все очень плотно — сам коммутатор, дополнительная подставка, внешний блок питания с кабелем, один кабель Thunderbolt (черного цвета, длина — 1 м, два белых мы использовали дополнительно для проведения теста), печатная инструкция. Подставка позволяет повысить устойчивость устройства, но не является обязательной.

Блок питания по конструкции аналогичен используемым для ноутбуков. Он имеет параметры 12 В 7,5 А, что выглядит немного чрезмерным, даже если учитывать 10 Вт на порт Thunderbolt, по 5 Вт на USB 3.0 (обычного формата USB Type A SuperSpeed без поддержки USB PD) и по 2,5 Вт на порт USB 2.0.

Инструкция представляет собой плакат-листовку на нескольких языках, включая русский. На ней описан процесс подключения и другая информация для начала работы с устройством.

На сайте производителя можно скачать электронную версию данной инструкции, руководство пользователя на английском языке, комплект программного обеспечения для операционных систем семейства Windows.

Кстати, что касается совместимости. На коробке в требованиях указаны определенные модели ноутбуков и компьютеров Apple, оборудованные интерфейсом Thunderbolt 2. Кроме того, отмечена обратная совместимость с решениями с Thunderbolt первой версии и возможность работы с продуктами, где Thunderbolt 3 реализован через разъем формата USB Type C. В последнем случае потребуется адаптер-переходник. Про операционные системы в разных местах указана разная информация. Вероятно стоит ориентироваться на OS X 10.9 и выше и Windows 7 и выше.

Из замечаний — не очень понятно, зачем такой мощный (и большой) блок питания, а также хотелось бы увидеть в комплекте сразу два кабеля Thunderbolt и не по метру, а по полтора. Понятно, что здесь речь шла об «оптимизации» стоимости, но когда часть основного функционала нельзя использовать «из коробки» — а это не очень хорошо.

Внешний вид

Устройство рассчитано на стационарную вертикальную установку на рабочем столе. Его габаритные размеры без подставки и подключения кабелей составляют 57×98×192 мм. Вес — около 800 г. Корпус выполнен из алюминия и пластика. Основная металлическая часть имеет матовую поверхность серого цвета. Черные пластиковые вставки сверху и снизу тоже матовые. Панель с разъемами с обратной стороны покрашена черным. Решеток вентиляции здесь нет, так что пыль не попадет внутрь корпуса. Но может собираться в ребрах на верхнем торце устройства.

Штатно предусмотрено только вертикальный вариант установки. При этом коммутатор опирается на четыре небольшие резиновые ножки. При необходимости (например, если подключено много кабелей), можно добавить подставку для повышения устойчивости. Пожалуй, стоило добавить в комплект дополнительные резиновые ножки, так что пользователь смог бы использовать устройство и в горизонтальном положении корпуса.

На лицевой стороне корпуса мы видим только один порт USB 3.0 (он же USB 3.1 Gen1) формата Type A. Если в него что-то оперативно подключать, то желательно придерживать корпус коммутатора второй рукой.

На верхней части корпуса находятся две крупные кнопки переключения входа Thunderbolt со встроенными индикаторами. Последние белого цвета и достаточно яркие. Причем если компьютер не подключен, то индикаторы этого порта не работают, и внешние устройства также отключены. Отдельного индикатора наличия питания в устройстве не предусмотрено.

Большинство разъемов сосредоточено на задней панели. Здесь находятся: стерео аудио выход и вход (формат миниджек 3,5 мм, совмещены с оптическими входом и выходом Toslink), порт eSATA, два порта USB 3.0 Type A, два порта USB 2.0 Type A, гигабитный сетевой порт, два входа Thunderbolt, один выход Thunderbolt, порт HDMI, вход блока питания. В нижней части находится кенсингтонский замок.

К расположению портов замечаний в целом нет, хотя при использовании крупных USB-коннекторов или устройств могут встретиться проблемы с их одновременным подключением. В плюсы можно отнести отсутствие глянца.

Технические характеристики и возможности

Порты Thunderbolt на устройстве поддерживают работу со второй версией интерфейса, что обеспечивает максимальную теоретическую скорость передачи 20 Гбит/с. При этом пользователь может использовать соединение по цепочке к другим устройствам (количеством до пяти) с этим интерфейсом.

При этом набор портов и интерфейсом на коммутаторе позволяет использовать его как полноценную док-станцию для мобильных устройств: два порта USB 2.0 пригодятся для клавиатуры и мышки, HDMI и Thunderbolt/Mini-DP — для монитора, USB 3.0 и eSATA — для внешних накопителей большого объема, гигабитный сетевой порт — для подключения к локальной сети, аудиопорты — для звукового оборудования.

Интерфейсы USB, eSATA и сетевой вполне стандартны и поддерживают обычный набор периферии. HDMI здесь имеет версию 1.4b и может передавать разрешения до 4К (3840×2160, 30 fps) включительно. В порт Thunderbolt можно подключить дисплей через интерфейс DisplayPort 1.2, также обеспечивающий 4К, но уже 3840×2160 с 60 fps. При этом можно работать или с HDMI или с DisplayPort. Если же требуется сразу два внешних монитора, можно использовать первый с HDMI, а второй с «родным» Thunderbolt.

Аудиопорты позволяют передавать аналоговый стереосигнал или стерео и многоканальные звуковые дорожки через оптический интерфейс Toslink (в формате Mini). Последнее может быть интересно в медиаиндустрии.

Как известно, интерфейс Thunderbolt представляет собой в некотором смысле «удлинитель» шины PCIe. Так что мы можем определить используемые для реализации портов коммутатора компоненты программным образом. Но прежде нужно отметить, что основным чипом Thunderbolt 2 в данной модели является Intel DSL5520, к которому подключено уже все остальное.

Сетевой интерфейс реализован на базе контроллера Intel I210, который часто встречается в материнских платах среднего и верхнего сегмента, а также сетевых накопителях. За обслуживание порта eSATA отвечает также широко распространенный ASMedia ASM1061. А вот USB контроллер работает на базе чипа компании Fresco Logic, о котором мало что известно. Аудиокодек Ti PCM2903C подключен через шину USB и указанный выше контроллер.

На иллюстрации мы также видим контроллер Thunderbolt в компьютере.

Что касается подключений мониторов по HDMI и DP, то здесь применяется сквозная трансляция сигналов от штатной видеокарты компьютера на порты коммутатора (точнее добавление их в сигналы Thunderbolt). То есть никаких дополнительных видеокарт в системе не появляется и внешний монитор не имеет никаких отличий по возможностям от подключаемых напрямую к компьютеру.

Подключение и настройка

Производитель рекомендует сначала подключить к коммутатору всю периферию, потом компьютеры и только после этого подключать питание. Формально большинство интерфейсов поддерживают «горячее подключение» и беспокоиться в этом смысле не стоит.

Никаких специальных настроек рассматриваемое устройство не имеет. При работе с macOS все необходимые драйвера устанавливаются автоматически. Устанавливать какие-либо драйвера для Windows 10 в Bootcamp также не потребовалось — все, что требуется, уже было в составе операционной системы. Формально с сайта можно скачать драйвера для более старых версий операционных систем от Microsoft, но по факту они представляют собой стандартный пакет сетевых драйверов от Intel и драйвер SATA-контроллера ASMedia. Ничего специфичного именно для данного коммутатора там нет. Отметим, что USB и звуковой контроллер работают с базовыми драйверами операционной системы в любом случае. Формально устройство может иметь возможность обновления встроенной прошивки, однако учитывая, что все работает преимущественно на аппаратном уровне, маловероятно, что обновления будут и смогут что-то изменить.

Использование

Для основного тестирования устройства использовались немолодые, но еще вполне рабочие и Mac mini (Late 2012) и MacBook Air (Mid 2012). Они оборудованы портами Thunderbolt первой версии. Несмотря на то, что есть существенная разница по скорости между первой и второй версиями, на реальные результаты большинства тестов это не влияет, поскольку периферийный контроллеры подключены через более медленные шины. Пожалуй, единственное, где можно было бы заметить отличие — на крупных дисковых массивах с большим количеством винчестеров или даже SSD. Но маловероятно, что их пользователям интересен вопрос оперативного переключения между мощным настольным компьютером и ноутбуком.

Собственно никаких сложностей в данной схеме мы не заметили. Режим KVM (переключение внешнего монитора, мышки и клавиатуры) работает так, как и ожидалось: при нажатии на соответствующую кнопку все внешние устройства «переезжают» на другой компьютер. Процесс занимает несколько секунд. При этом в данном простом коммутаторе не предусмотрено информирование компьютеров о том, что будет отключение.

В режиме сна компьютера соединения сохраняются. Так что можно «разбудить» систему с внешней клавиатуры или мышки. Несколько сложнее работает схема при полном выключении питания. Периферийное оборудование при этом полностью отключается (в том числе и его питание). Оно будет восстановлено при включении клиента или переключении на другой активный порт. При этом коммутатор не отслеживает состояние входа и может пробовать переключиться на него, даже если порт не активен.

Как и с другими KVM, при переключении между компьютерами нужно самостоятельно контролировать отсутствие активности некоторых типов периферийных устройств, таких как жесткие диски и другие накопители. Для мониторов, устройств ввода, звука и сетевого подключения данная проблема не актуальна. А вот переключение в момент записи файла на диск может вызвать потерю данных, так что желательно перед отключением клиента самостоятельно отмонтировать подключенные к нему накопители.

Дополнительно мы проверили работу устройства с Windows 10 в Bootcamp на Mac mini. Здесь есть одна особенность — на некоторых моделях компьютеров Apple (в том числе и на использованном для теста) коммутатор должен быть подключен к компьютеру до включения питания последнего, тогда как другие могут работать и с подключением «на ходу». Отключать блок без выключения компьютера в Windows также не рекомендуется. Но при необходимости можно использовать штатную операцию «извлечь» устройство. Так что в этом случае удобство работы с коммутатором существенно снижается, поскольку после переключения компьютер с Windows потребует перезагрузки.

Со звуком не очень понятна ситуация с возможностями цифрового выхода. В macOS система нигде не упоминала о наличии цифровых интерфейсов на внешнем контроллере. В Windows 10 в диспетчере устройств появлялись только аналоговые выход и вход от USB-кодека.

Проверка на практике показала, что на цифровой выход подается тот же сигнал, что и на аналоговый. То есть максимум, на что можно рассчитывать, это стерео 48 кГц и 16 бит. Возможности вывести многоканальные дорожки DD и DTS мы не нашли. Цифровой вход не проверялся, но скорее всего он имеет такие же возможности.

Заметим также, что порты HDMI и DP в данном устройстве работают исключительно для передачи изображения, хотя сам стандарт предусматривает и передачу звука.

Тестирование

Хотя с точки зрения скорости сложно ожидать каких-то неприятностей от описанного выше аппаратного обеспечения, мы все-таки мы решили провести несколько тестов для оценки производительности реализованных в устройстве интерфейсов. Проверка проходила на Mac mini с операционными системами macOS 10.13 и Windows 10.

Штатно в этом компьютере для подключения к проводной сети используется гигабитный адаптер на базе чипа Broadcom. Сравнение его с Intel I210, установленным в Aten US7220, показало, что разница не превышает нескольких процентов и не может считаться существенной. Причем это верно как для macOS, так и для Windows.

Для оценки скоростей eSATA и USB 3.0 использовался SSD производства Transcend с интерфейсом SATA. Для подключения к USB 3.0 применялся адаптер от внешнего винчестера компании Seagate. Бенчмарки обычные — BlackMagic Disk Test в macOS и CrystalDiskMark в Windows. В первом случае использовалась файловая система HFS+, во втором — NTFS.

При работе через встроенный в Mac mini контроллер USB 3.0 можно получить более 200 МБ/с и на чтение и на запись в потоковых операциях.

Запись на внешний диск через коммутатор производится медленнее, чем через встроенный контроллер USB 3.0. Но говорить о каком-то кардинальном отличии все-таки не стоит.

При этом eSATA обеспечивает существенно более высокие скорости работы с внешним диском.

Конечно, идеальным вариантом для большого внешнего хранилища для экосистемы Apple выступают многодисковые устройства с интерфейсом Thunderbolt на пять и более винчестеров. При желании такие устройства можно найти на рынке, хотя конечно стоимость их будет достаточно высока.

Аудиокодек в коммутаторе, мягко говоря, немолодой. С другой стороны, многого от него в данном случае и не требуется — просто обеспечить комфортное подключение к внешней стационарной аудиоаппаратуре. В случае серьезных требований к воспроизведению звука он, конечно, не подойдет. Его качество мы оценили в Windows программой RightMark Audio Analyzer в режимах 44/16 и 48/24 (48 кГц — максимальная для данного кодека частота дискретизации) без использования дополнительного оборудования, подключив выход на вход. Оба режима заслужили оценку «Хорошо», так что этот вариант вполне подойдет непритязательному пользователю, а профессионалы все равно используют дополнительное специализированное оборудование.

Заключение

Как мы уже говорили в начале статьи, Aten US7220 — очень специфическое устройство, рассчитанное на использование в профессиональном сегменте. Его стоимость на локальном рынке на момент написания статьи составляла около 40 тысяч рублей, что еще раз подтверждает, что оно не позиционируется для массового потребителя. Пожалуй, первыми приходят на ум такая группа мобильных пользователей, как создатели медиаконтента, имеющие дело с графическими приложениями или программами для работы с видео, где важно иметь мониторы с высоким разрешением, накопители большой емкости и дополнительные устройства, такие как графические планшеты.

Тестирование показало, что устройство хорошо справляется с заявленными функциями и может быть использовано для оперативного переключения комплекта периферии между двумя компьютерами. Все встроенные адаптеры и контроллеры в большинстве случаев способны выполнять свои задачи не хуже встроенных в компьютеры. Использовать модель для расширения набора портов ноутбука Apple тоже можно, хотя на рынке можно найти существенно более доступные устройства для решения этой задачи. При необходимости продукт можно применять и с операционными системами Windows, но удобство работы в этом случае будет ниже. Спорным остался вопрос с выводом многоканального звука, а также хотелось бы видеть индикаторы активности и подключения LAN.