最近的介绍雷电5英特尔创新大会确实引起了轰动,几乎盖过了会议期间传统处理器的发布。第五代连接器确实在该领域带来了相当有趣的进步,特别是高达 120 Gb/s 的速度、同时管理多达两个 8K 屏幕的可能性,甚至为任何计算机充电由于电力传输方面的新改进,可在创纪录的时间内实现便携,同时与 USB 兼容。但在实现这一目标之前,连接性已经经历了多个版本,从苹果公司的诞生到在某些领域成为超越 USB 的协议。
光峰,雷霆始祖
Thunderbolt 是一项有着特别有趣历史的技术,其第一个原型是在英特尔实验室开发的,它催生了一种首先在苹果电脑中引入的连接,然后被业界越来越广泛地采用。 2009年,英特尔推出了一项名为“光峰在英特尔开发者论坛上。然后它是连接到一个光纤Mac Pro通过针对该场合进行修改的 PCI Express 卡。光纤长 30 米,通过 USB 插座连接,但根据英特尔的说法,理论上允许的最大速度为 10 Gb/s。在这次舞台演示中,英特尔使用 Light Peak 将两个 1080p 视频同时传输到多个联网设备,并通过一根电缆在 Mac Pro 上播放。
英特尔与 Light Peak 于 2009 年开发的技术令人印象深刻,但它有一个重大问题:光纤不能传输能量,因此只能使用无源电缆,这是 USB 能够为低功耗设备供电的一个主要缺点。电源装置。英特尔最初计划将其光纤与铜线对耦合来传输电流,但很快意识到简单铜线对所允许的速度实际上足以确保 Light Peak 计划的 10 Gb/s。随后,制造商正在开发其电缆的全铜版本,该版本将提供出色的效果,并将于 2011 年作为 Thunderbolt 的第一个版本推出。
不过,第一个商用集成 Thunderbolt 的并不是英特尔,而是苹果。苹果品牌确实很早就参与了 Thunderbolt 的开发,并很快在其小型化过程中看到了 Macbook 的机会。因此,Macbook Pro 是第一台支持这种连接的机器,随后是 2011 年发布的所有 Apple 电脑。USB 端口被放弃,转而采用迷你 DisplayPort,这一选择是合理的,因为 Thunderbolt 控制器允许通过 DisplayPort 标准传输视频,这使得该标准与具有此插座的屏幕兼容。第一代 Thunderbolt 融合了 Light Peak 的大部分规格,特别是 10 Gb/s 的速度以及将多个设备连接到单个插槽的可能性:根据 Apple 的说法,最多可以串联 6 个设备在单个 Thunderbolt 插座上。请注意 Thunderbolt 的一个特殊性:第一代的吞吐量以两个通道表示,一个上升通道和一个下降通道,每个通道都能够以 10 Gb/s 的速度运行。
民主化和向 USB 的过渡
Thunderbolt 的第二个版本于 2013 年 6 月发布,并立即集成到 2013 年 10 月发布的 Apple 电脑中,从 Mac Pro 开始。如果保留迷你 DisplayPort 连接(特别是与第一代兼容),英特尔宣布,由于两个通道的聚合,吞吐量可达 20 Gb/s,现在能够双向操作,有效地将传输容量提高一倍。相同的总带宽。 Thunderbolt 2也是英特尔开放其标准的机会,该标准不再是其合作伙伴苹果电脑的专属。
从 2015 年发布的第 3 版开始,Thunderbolt 将其连接器更改为 USB-C,并至今仍在使用。这使其能够与 USB 3.1 Gen2 标准兼容,并且协议不断发展以将带宽加倍,从而增加到 40 Gb/s。尽管插座发生了变化,标准仍然兼容显示端口,这意味着仍然可以使用它来连接一个或多个屏幕。与 USB 的兼容性还赋予它一个主要优势:能够提供高达 100 W 的功率。这使得该插槽对笔记本电脑特别有趣,Apple 使其成为 2016 年以来发布的各种 MacBook 的唯一插槽。英特尔在 CES 2020 期间宣布了第四代 Thunderbolt,并将在今年晚些时候向公众发布该标准。乍一看,与之前的标准相比,变化不大:40 Gb/s 的速度保持不变,USB-C 插座也是如此,但在细节中可以注意到差异。该标准现在与 DisplayPort 1.4 兼容,而且还与某些 USB 集线器兼容,并且不再需要串联组件(在此之前这是 Thunderbolt 臭名昭著的限制),并且最低带宽为 32 Gb/s 的先决条件允许您例如,保证在一个插座上同时使用两个 4K 屏幕。最后,它与最新的 USB4 标准兼容,该标准本身基于 Thunderbolt 3 规范。
Thunderbolt 5,面向未来的奖项
因此,去年 9 月,英特尔推出了雷电5,在第四代规格的基础上再次提高了标准。因此,我们保留 USB-C 连接,这使其能够确保与 USB 4 2.0 设备的兼容性。该标准的带宽增加了一倍,达到 80 Gb/s,支持 DisplayPort 2.1(以及 8K 屏幕管理),并且一如既往与所有旧标准的兼容性。
英特尔提出的主要新功能之一正是涉及这一新标准所允许的吞吐量。制造商以“Bandwidth Boost”为商品名,提出了带宽管理优化,可以将带宽提高 50%,达到 120 Gb/s。为了达到这样的速度,英特尔不需要对 Thunderbolt 5 电缆进行任何物理改变,而是实际上利用了该协议的上行链路和下行链路系统。默认情况下,系统使用两条40Gb/s的上行链路和两条相同速度的下行链路,提供80Gb/s的传输和接收。带宽提升模式允许您在必要时将这些线路之一转换为传输或接收线路,从而可以将传输速度增加到 120 Gb/S,但有效地将接收速度限制为 40 Gb/s。然而,这种模式应该保留用于非常特定的用途,特别是屏幕的使用。这确实允许该标准在单个插槽上管理多达两个 8K 屏幕,同时支持此类使用所需的巨大带宽,或者满足类似请求的三个 4K 144Hz 屏幕。
为了支持这样的传输速度,英特尔还为 Thunderbolt 5 改用了一种名为 PAM-3(“三级脉冲幅度调制”)的新编码系统。具体而言,这种电信号编码方法涉及更大的信号冗余,以降低电缆对电干扰的敏感性。这意味着链末端的错误更少,因此由于错误数据包而导致的带宽下降也更少。
最后,Thunderbolt 5 电缆提供的功率应该达到更有趣的水平,特别是对于笔记本电脑而言。英特尔宣布 Thunderbolt 5 电缆将能够提供高达 240 W 的功率,同时保持与经典 USB 规范的兼容性,而 Thunderbolt 4 的功率不会超过 140 W。这一新规范应该使其成为一种更适合功能更强大的笔记本电脑的技术,包括某些游戏电脑。
在所有这些承诺结束后,英特尔宣布第一批 Thunderbolt 5 兼容外设和计算机将于 2024 年初上市。苹果应该是对这项技术特别感兴趣的制造商之一,自推出以来就从未停止过使用它。第一个版本。然而,随着时间的推移,越来越多的竞争对手(PC 领域的索尼或戴尔、屏幕领域的 LG 或飞利浦等)也采用了 Thunderbolt,该标准应该会继续变得更加流行,英特尔自 2018 年起决定不再要求 Thunderbolt决定将此插座集成到其设备中的制造商的版税。