С выходом на рынок игровых ноутбуков MSI GT72 и MSI GT80 интерфейс Thunderbolt 3 перестаёт быть диковинной редкостью и становится новым стандартом подключения высокоскоростных устройств для всех, кто интересуется самыми передовыми технологиями. Игровые ноутбуки MSI класса High-end призваны удовлетворить растущие запросы пользователей и уже оценены по достоинству многими ведущими медиапорталами. Несколько лет ушло у корпорации Intel на разработку третьего поколения интерфейса Thunderbolt, и теперь вы можете оценить качественный технологический прорыв. Новый разъём USB Type-C и внушительная пропускная способность до 40 гигабит в секунду дают возможность использовать Thunderbolt 3 для множества задач. Например: высокоскоростная передача данных, зарядка и запитывание энергоёмких устройств, подключение внешних мониторов, оснащённых портом DisplayPort, а также профессиональных устройств с портом Thunderbolt. В отличие от портов USB предыдущих поколений, разъём USB-Type C обладает симметричным дизайном и его можно подключать любой стороной. Представьте, к одному порту можно подключать различные Thunderbolt-устройства, мониторы высокого разрешения и великое множество USB-устройств! Такого в истории компьютерной индустрии ещё не было.

Технически Thunderbolt объединяет в себе функции шины PCIe и порта DisplayPort, а также может быть использован как канал питания. К одному порту могут быть подключены до шести устройств в различной конфигурации. Технология Thunderbolt открыла невероятные возможности подключения внешних устройств. Сегодня существует множество удивительных устройств с интерфейсом Thunderbolt: мониторы, камеры и устройства захвата видео 4K, док-станции с функцией зарядки внешних устройств и встроенным жёстким диском, внешние контейнеры для мощных видеокарт, сетевые адаптеры 10Gb Ethernet и многие другие устройства. И именно технология Thunderbolt 3 позволит вам использовать возможности нового порта USB Type-C в полной мере.

Видео в разрешении 4K: вы готовы?
Thunderbolt 3 позволяет подключать 4K-дисплеи с частотой обновления экрана 60 Гц. А это означает, что вам будет доступно изображение потрясающей детализации, контраста и глубины цвета при просмотре контента любого типа: от фотографий, видеоклипов и фильмов до профессиональных приложений и вэб-сайтов.

Универсальный компактный порт
Интерфейс Thunderbolt 3 способен не только на высокоскоростную передачу данных. Большая пропускная способность этого интерфейса позволит вам подключить сразу два 4K-монитора с частотой обновления экрана 60 Гц. На данный момент это самое продвинутое и универсальное решение для подключения устройств с разъёмом USB Type-C.

Подключение внешней видеокарты
Теперь вы сможете подключать к вашему ноутбуку внешние графические карты, чтобы наслаждаться самыми последними играми с высокими системными требованиями. Подобная схема подключения пока не очень популярна несмотря на то, что пропускная способность технологии Thunderbolt 3 превышает возможности шины PCI-Express Gen3.

Высокоскоростное сетевое подключение через Thunderbolt

Этот замечательный интерфейс позволяет использовать сетевую технологию 10Gb Ethernet для быстрой передачи объёмных файлов по схеме «точка-точка», выполнять миграцию целых систем или организовать небольшую рабочую группу с общим доступом к системе хранения данных.

В 2015 году далеко не многие игровые ноутбуки были оснащены технологией Thunderbolt 3, но компания MSI имеет собственный особый взгляд на вопрос о том, каким должен быть хороший игровой ноутбук. Этой компании удивительно хорошо удаётся делать высококлассные передовые технологии доступными для потребителей. И вполне вероятно, что прямо сейчас её сотрудники готовят для нас ещё несколько впечатляющих новинок. Так что держите руку на пульсе!

Думаю, почти все из вас знают, что существует такой интерфейс как Thunderbolt 3 (TB3). Это самая последняя версия Thunderbolt.

Первая версия TB, разработанная Intel и Apple, появилась в 2011 году. Я не буду углубляться в историю данного интерфейса, так как статья будет не об этом. Просто, чтобы вы знали, что первый ноутбук с первой версией TB появился в 2011 году.

Первая и вторая версия интерфейса имела уникальные разъёмы. Они встречались достаточно редко и не обрели особой популярности. Причина - относительная дороговизна. Дело в том, что для оснащения своего устройства портом TB производителям требовалось не только купить не самый дешёвый контроллер, но и заплатить Intel лицензионные отчисления.

Интерфейс TB3 появился в ноутбуках Apple в 2016 году. Его основной особенностью стало то, что порт теперь не уникальный, а вполне обычный USB-C. И тут стоит, наверное, разжевать. Почему? Потому что я уже встречал людей, занятых в сфере IT и неплохо разбирающихся в железе, которые при этом путали Thunderbolt 3 с USB-C.

Итак, для начала стоит отметить уникальность порта USB-C. Суть в том, что у него есть так называемые альтернативные режимы. Если упростить, то это означает, что разъём USB-C может передавать данные посредством других интерфейсов. К примеру, DisplayPort, HDMI и тот же Thunderbolt. Если ещё упростить, то представьте аналогию. Имеется какая-то труба, по которой течёт вода. Но внутри труба может (это не обязательно) быть разделена на два или более сегментов. По одному будет течь вода, по другому - молоко, по третьему - вино. Можете выбрать напитки на свой вкус.

Вот примерно так и работает USB-C. В большинстве случаев поддержки альтернативных режимов нет за ненадобностью, но при необходимости производители используют такую возможность порта.

Так вот, если какое-то устройство имеет «порт» Thunderbolt 3, то это значит, что оно на самом деле имеет порт USB-C, который, кроме прочего, поддерживает и интерфейс TB3. Вообще не путайте понятия интерфейса и порта.

Какой бы генерации ни был порт USB-C, он вовсе не обязательно будет поддерживать TB3. Производители всегда (ну или почти всегда) отдельно отмечают поддержку TB3, так как это весьма весомая отличительная черта.

Именно по этой причине те же внешние видеокарты, которые подключаются только посредством TB3, сейчас не могут стать достаточно массовым продуктом и уж точно не могут заменить игровые мобильные ПК. Просто потому, что подходящих ноутбуков элементарно не так уж и много. В своё время ходили слухи, что Intel добавит в свои чипсеты контроллер TB3, что серьёзно бы упростило ситуацию и могло бы сделать интерфейс таким же распространённым, как и USB. Однако до сих пор этого не произошло. Учитывая недавние откровения касательно переноса выхода 10-нанометровых CPU, могу предположить, что в лучшем случае интеграцию стоит ждать в следующем году, а, возможно, Intel и вовсе отказалась от данной идеи из-за определённых причин, о которых позже.

Почему же сейчас, пусть даже и без интеграции контроллеров в чипсеты, TB3 не является распространённым? Причины всё те же: необходимость платить Intel и необходимость покупать дорогие контроллеры. К сожалению, я не нашёл актуальных данных о цене, но согласно некоторым утечкам, суммарно это несколько десятков долларов для одного устройства. И если в случае дорогих ноутбуков такая наценка является несущественной, то в бюджетном сегменте она недопустима, учитывая, что сам TB3 далеко не всем нужен. К слову, это ещё одна причина. Устройств, которые используют исключительно данный интерфейс, очень мало. Это внешние видеокарты, всякие NAS и некоторые другие устройства, которые сами по себе нужны условно говоря единицам.

И теперь, собственно, вопрос. А есть ли будущее у Thunderbolt 3? Ещё несколько месяцев назад я бы предположил, что это возможно. Но недавно, как я уже говорил, Intel перенесла выход новых CPU на следующий год. То есть в лучшем случае чипсеты с интегрированным контроллером TB3 появятся где-то через год. И то это пока лишь предположения на пустом месте. Если этого не случится, то ещё один вариант - удешевление контроллеров и отказ от лицензионных отчислений со стороны Intel. Где-то год или полтора назад Intel утверждала, что собирается это сделать, но с того момента я не слышал, чтобы компания всё-таки так поступила. Ну и тот факт, что аппаратов с TB3 особо больше не становится, указывает на отсутствие изменений в данном вопросе.

Поехали дальше. Ещё осенью прошлого года были приняты спецификации стандарта USB 3.2. Он подразумевает увеличение максимальной пропускной способности с 10 Гбит/с (у USB 3.1) до 20 Гбит/с. Появиться первые устройства с USB 3.2 должны примерно через год. У TB3 максимальная пропускная способность достигает 40 Гбит/с, однако на самом деле имеется несколько вариантов реализации интерфейса, которые зависят от количества используемых линий PCIe. В худшем случае скорость составляет всего 15 Гбит/с. Таким образом, USB 3.2 в некоторых случаях может оказаться даже быстрее, чем TB3. При этом данный интерфейс условно бесплатный, хотя, конечно, первое время контроллеры будут дороже, чем контроллеры USB 3.1. В итоге получается, что уже через год у TB3 появится условная альтернатива. Да, USB 3.2 нельзя назвать полноценным конкурентом Thunderbolt 3, но в некоторых сценариях, как я уже отметил, их вполне можно сопоставлять. И зачем тогда Intel на этом фоне добавлять контроллер TB3 в свои чипсеты?

Предположу, что либо Intel вообще откажется от развития своего интерфейса, либо приложит большие усилия для его продвижения уже после появления TB4.

Если кто-то из вас пользуется интерфейсом Thunderbolt 3, напишите о своих сценариях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Честно говоря, когда мне предложили протестировать устройства, поддерживающие интерфейс Thunderbolt, о самом интерфейсе я имел крайне слабое представление.

Краткая информация о технологии Thunderbolt

Придумка изначально не Apple’овская, а Intel’овская. Сначала технология называлась Light Peak, и планировалась передача (как следует из названия) по оптическому волокну. В итоге концепция трансформировалась в передачу данных по обыкновенным медным жилам, как в стандартах USB и FireWire. Плюсом такой замены является то, что Thunderbolt может запитывать внешние периферийные устройства (мощность до 10 Вт). Имеются переходники на DisplayPort, DVI, HDMI – дело в том, что Thunderbolt миниатюрен, и для небольших компьютеров может спокойно заменить несколько разъёмов.

Технологически Thunderbolt представляет собой возможность подключения к шине PCI-Express, что обеспечивает скорость передачи данных до 10 Гбит в секунду. Для сравнения, современный интерфейс USB 3.0 обеспечивает скорость передачи до 5 Гбит в секунду, а распространённый повсеместно USB 2.0 – всего лишь 480 Мбит в секунду. Плюс к тому, Thunderbolt объединяет PCI Express и DisplayPort:

Разумеется, для работы технологии необходим специальный кабель (две тысячи рублей за двухметровый шнур).

В плане запаса прочности Thunderbolt впереди планеты всей, остаётся лишь вопрос – как это использовать? Зачем такая дикая пропускная способность?

Promise Pegasus R6

Для начала, рассмотрим одно из первых устройств с поддержкой Thunderbolt, произведённое сторонним разработчиком – Pegasus R6 (также имеется более простая модификация, Pegasus R4). Это внешний RAID-массив (шесть дисков по 2 ТБ), имеющий два разъёма Thunderbolt. Габариты можете оценить по фотографиям, устройство массивное (несмотря на относительно скромные размеры), о дизайне говорить не стоит – это не тот продукт, который вы будете показывать гостям. Много металла, есть пластик, диски съёмные. Два вентилятора – один, как я понимаю, обдувает жёсткие диски, а второй – плату RAID-контроллера.

Основные характеристики:

• Поддержка до шести (Pegasus R6) или четырех (Pegasus R4) жестких дисков с интерфейсом SATA
• Два порта Thunderbolt, 10 Гбит/с (1,25 Гб/с)
• Поддержка RAID-массивов 0, 1, 5, 10
• Скорость передачи данных 800 Мб/с (Pegasus R6) или 500 Мб/с (Pegasus R4)
• Емкость
  • Pegasus R6
    • Модель с шестью дисками емкостью 1 ТБ: 6 ТБ неформатированной емкости (4,7 ТБ в системе HFS+)
    • Модель с шестью дисками емкостью 2 ТБ: 12 ТБ неформатированной емкости (9,7 ТБ в системе HFS+)
  • Pegasus R4
    • Модель с четырьмя дисками емкостью 1 ТБ: 4 ТБ неформатированной емкости (2,7 ТБ в системе HFS+)
    • Модель с четырьмя дисками емкостью 2 ТБ: 8 ТБ неформатированной емкости (5,7 ТБ в системе HFS+)
• Поддержка ПО Time Machine в системе Mac OS X

Стоит этот монстр в среднем 80 тысяч рублей (в России), в США – 2.5 тысячи долларов. Ради интереса я посмотрел, сколько стоят отдельно жёсткие диски, использующиеся в R6 – цена колеблется от 4 до 5 тысяч рублей, то есть только дисковая подсистема (без плат контроллера, охлаждения, корпуса) обойдётся вам в 24-30 тысяч рублей.

Однако говорить о том, чтобы собрать такой набор своими силами, не приходится. Судите сами – R6 можно подключать к технике, оснащённой разъёмами Thunderbolt, и в итоге получить скорость передачи данных до 800 мегабайт в секунду (мне лично удалось добиться чуть меньшей скорости, но об этом ниже). Ни один из доступных непрофессионалам интерфейсов не обеспечивает такой пропускной способности. Кроме того, Thunderbolt поддерживает до 8 потоков передачи данных одновременно, что важно для монтажа видео.

Завершая введение – ещё пара сценариев использования.

Как видно, у Pegasus R6 два разъёма Thunderbolt, и можно подключить к нему цепочку из таких же накопителей либо Thunderbolt Display. О втором сценарии использования – чуть дальше.

И совсем уж напоследок, небольшой список устройств с поддержкой Thunderbolt (мысленно добавим в него все новые Mac и MacBook):

Монитор

• Apple Thunderbolt Display

Накопители

• Promise Pegasus R4 и Pegasus R6
• LaCie Little Big Disk
• Sonnet Fusion RAID

Устройства захвата видео

• Blackmagic UltraStudio 3D
• Matrox MX02

Адаптеры

• Promise SAN Link Fibre Channel
• Sonnet Allegro FireWire 800
• Sonnet Presto Gigabit Ethernet

Тесты

Тестовая связка – MacBook Pro 15 в последней инкарнации, Promise Pegasus R6, а также Thunderbolt Display.

Сначала я подключил R6 к MacBook Pro, а Thunderbolt Display временно поставил в стороне. На ноутбуке заранее был установлен софт от Promise под говорящим названием Promise Utility. Приведу скриншоты без пояснений, я не являюсь специалистом по RAID-массивам, полагаю, набор опций людям, которые владеют вопросом, скажет достаточно.

Затем с помощью мастера я создал самый простой RAID-массив нулевого уровня объёмом 12 ТБ и начал прогонять самые разные тесты.

Black Magic Disk Speed Test (скорость далека от заявленной, но всё равно высокая)

DiskFire (как видно, чем больше потоков, тем выше суммарная скорость)

AJA System Test (скорость всё так же не является заявленной)

XBench (лично мне неясны подобные скачки производительности)

SpeedTools Utilities

Что могу сказать, с задачей выхода на номинальную скорость я бился достаточно долго – использовал различные бенчмарки, переразбивал RAID-массив, но в текущей конфигурации потолок был достигнут при потоковом чтении с помощью Speed Tools Utilities. В любом случае, потенциал интерфейса Thunderbolt использован примерно на 60-70 процентов.

«Запас прочности» показал и простой тест – я подключил последовательно к R6 монитор Thunderbolt Display, прогнал те же самые тесты – и результаты практически не менялись, были лишь малейшие колебания.

Заявленные же компанией Apple тесты (использовался Final Cut Pro со специально подготовленным видеороликом) повторить, по понятным причинам, я не мог.

Вывод

Так или иначе, Thunderbolt – мощная и перспективная технология, её популяризация – лишь вопрос времени, ассортимента устройств и, конечно же, цен. Пока её применение ограничено энтузиастами и профессионалами, но будущее у Thunderbolt определённо есть, пусть и не безоблачное.

Редакция благодарит компанию ProVideo за предлставленный на тест RAID-массив Promise Pegasus R6 .

Илья Тараканов ()

В числе наиболее технологичных коммуникационных интерфейсов, представленных на современном IT-рынке — Thunderbolt. Устройства, совместимые с ним, впервые появились на рынке в 2011 году. Какова специфика данного стандарта? Каковы его преимущества перед распространенными конкурентными решениями?

Thunderbolt?

Thunderbolt — что это за технология? Ранее она была известна как Light Peak. Представляет собой стандарт проводных коммуникаций, посредством которого возможна передача различного типа цифровых данных, а также электроэнергии. Разработана совместными усилиями двух гигантов IT-индустрии — Intel и Apple. По-английски Thunderbolt означает "раскат грома". Похожее название имеет военный самолет A-10 Thunderbolt II, используемый ВВС США. Неизвестно, присутствует ли здесь какая-либо преемственность между ним и решениями от IT-брендов. Но факт достаточно примечательный.

В основе технологии — две архитектуры: PCI Express, а также DisplayPort. Основное преимущество технологии — в высокой скорости передачи данных, а также в универсальности. Возможна организация взаимодействия с широким спектром устройств — жесткими дисками, мультимедийными девайсами. Также порт, поддерживающий стандарт Thunderbolt, может передавать видеопоток с высоким разрешением посредством протокола DisplayPort. Суммарная предельная мощность подключенной к порту Thunderbolt техники — 10 Вт.

Технология позволяет передавать данные как оптическим, так и электронными методом. Второй вариант экономичнее. Но спрос на оптическую реализацию технологии также ожидается ощутимый.

Задержка при передаче данных в рамках рассматриваемого стандарта минимальна — порядка 8 нс. Для соединения устройств может задействовать медный кабель длиной до 3 м или оптический — до 100 м. Подключение устройств к компьютерам Mac, оснащенным портами Thunderbolt, возможно в «горячем» режиме — без выключения устройства.

Ожидается, что в перспективе технология Thunderbolt будет способна обеспечивать скорость передачи данных до 100 Гбит/сек. Особенно ощутим спрос на соответствующий стандарт наблюдается со стороны специалистов, которые занимаются обработкой высококачественных видеофайлов.

История создания технологии

Технология, изначально названная Light Peak, была представлена общественности компанией Intel в 2009 году. При этом американский бренд задействовал прототип девайса Mac Pro, посредством которого через оптический кабель транслировались видеопотоки с высокой четкостью. Одновременно была показана возможность передачи данных в рамках локальной сети и взаимодействия системы с внешним накопителем. Технология функционировала на базе интерфейса PCI Express.

Посредством оптических каналов обеспечивалась скорость передачи данных, составляющая 10 Гбит/сек. Также был отмечено, что возможно достижение показателей в 100 Гбит/сек. Представители компании Intel заявили, что устройства, оснащенные Light Peak, могут появиться на рынке в 2010 году. В мультимедийных онлайн-презентациях также было показано, что технология Light Peak способна взаимодействовать с широким спектром устройств — камерами, компьютерами, мониторами.

В мае 2010 года компания Intel показала общественности ноутбук, оснащенный Light Peak, тем самым доказав, что интерфейс может быть встроен в небольшие по размеру устройства. Также специалисты Intel показали, как может осуществляться одновременная передача двух видеопотоков в высоком качестве. Бренд объявил, что фабричный выпуск контроллеров, поддерживающих соответствующую технологию, возможен в конце 2010 года. Осенью 2010-го некоторые прототипы девайсов, в которых был реализован новый стандарт, были показаны общественности на форуме Intel Developer Forum.

Появление на рынке

В феврале 2011 года стандарт Light Peak был реализован под новым названием — Thunderbolt на устройствах от Apple. Сначала новый порт появился на MacBook Pro, затем на компьютерах iMac, а также на MacBook Air, Mac Mini, а также в мониторах от Apple.

Сейчас на базе технологии уже создано большое количество устройств. В числе таковых — популярный дисплей Thunderbolt Display от Apple. Он примечателен прежде всего своей величиной. Количество дюймов, которым его оснастила Apple — 27. Thunderbolt Display позволяет в полной мере задействовать одно из главных преимуществ технологии — скорость передачи данных. Посредством данного ресурса обеспечивается вывод на большой экран видеопотока в большом разрешении и высочайшем качестве.

Thunderbolt и PCI Express

Выше мы говорили о Thunderbolt, что это технология, объединяющая два стандарта. Рассмотрим то, каким образом в рамках нее задействуется архитектура PCI Express. Данный стандарт — высокоскоростной, он задействуется для интеграции различных элементов устройств типа Mac — процессора, видеокарты, диска. Благодаря технологическим возможностям PCI Express, стандарт Thunderbolt может передавать данные со скоростью порядка 10 Гбит/сек. При этом в рамках каждого порта функционирует два канала — приема и передачи. Указанная скорость выше, чем при задействовании таких стандартов, как FireWire 800, или, например, USB 3.0. Но высокая скорость передачи данных — не единственное преимущество технологии.

Преимущества технологии

В числе ключевых особенностей технологии — универсальность. Рассматриваемый стандарт позволяет передавать соответствующего типа цифровые данные, а также электропитание через общий порт. Тем самым нет необходимости подключать к компьютеру большое количество кабелей. Другой аспект универсальности технологии — это совместимость с USB-портами и стандартом FireWire посредством специальных адаптеров. При этом технология Thunderbolt позволяет работать устройствам в пределах тех скоростей, которые гарантируются соответствующими интерфейсами, то есть, не замедляет их работу.

Следующий аспект универсальности технологии — возможность одновременного подключения до 6 устройств к одному порту Thunderbolt последовательным методом. Правда, ресурс канала будет делиться между девайсами. Для обеспечения оптимальной скорости передачи данных важно, чтобы на каждом из устройств, формирующих цепочку, поддерживался соответствующий стандарт без использования переходников. Еще один аспект универсальности технологии — совместимость с любыми процессорами и чипсетами — неважно, под каким конкретно брендом.

Конкурирующие технологии

Итак, мы рассмотрели основные преимущества Thunderbolt. Что это за технология, теперь вы знаете. Но есть у нее и конкуренты. Рассмотрим их специфику. Основной конкурирующий относительно технологии от Apple стандарт — это SuperSpeed USB, который также именуется USB 3.0. Каковы его ключевые преимущества относительно решения от Apple?

В числе таковых:

Поддержка оборудования, работающего на предыдущей технологии, USB 2.0;

Совместимость с современными моделями цифровой техники, материнскими платами;

Растущий рыночный спрос на соответствующего типа оборудование;

Питающее напряжение характеризуется высокой мощностью, и это позволяет запускать различные портативные девайсы.

Есть технологические нюансы, в которых стандарт USB 3.0 объективно уступает технологии от Apple. А именно:

Скорость передачи данных - до 200 МБ/сек;

Наличие одного порта USB 3.0 и двух разъемов типа Thunderbolt 2;

Пониженное выделение шума и высокая эффективность охлаждения, благодаря корпусу из алюминия;

Слабая вибрация, благодаря присутствию в конструкции корпуса амортизирующих элементов;

Устройство совместимо с Time Machine;

В комплекте поставки предустановлено несколько программ, предназначенных для резервного копирования данных;

Жесткий диск может быть модернизирован до модели SSD, благодаря чему скорость обмена данными может вырасти в 5 раз;

Благодаря возможностям Thunderbolt 2 диск можно задействовать как мощный инструмент больших данных - например, файлов монтажа высококачественного видео. В комплекте с устройством поставляется кабель для подключения к разъему Thunderbolt, аналогичный компонент для соединения через USB 3.0 (при совместимости с более ранним стандартом - USB 2.0), блок питания и руководство по установке.

Разумется, Apple Thunderbolt Display, жесткий диск LaCie d2 и экспресс-станция от Belkin — это лишь некоторые примеры девайсов, работающих на новой технологии. Устройства, задействующие преимущества высокоскоростного и универсального стандарта от Intel и Apple, представлены на рынке в самом широком спектре. Совершенно неудивительно, каким количеством дюймов оснастила свой дисплей Apple — 27" Thunderbolt Display представляет обзору пользователя высочайшего качества картинку. Вполне объясним также и интерес компании Belkin к новой технологии — стандарт, разработанный Apple и Intel, предполагает универсальность, совместимость с большим количеством иных интерфейсов, а потому и востребованность на рынке.

Thunderbolt | Теперь и на ПК

Пользователи Mac и ПК никогда не сойдутся во мнении, какая платформа имеет лучшую операционную систему. Но что касается "железа" у обладателей ПК здесь явное преимущество. При подборе процессоров, видеокарт и материнских плат у нас гораздо больше выбора. Если вы используете Mac, вам придётся ждать, пока Apple добавит поддержку нужного вам устройства (если это вообще когда-либо случится).

Thunderbolt нарушил правило, по которому ПК первыми получает передовые технологии. Уже почти год обладатели новых Mac пользуются интерфейсом Thunderbolt , который был разработан Intel в сотрудничестве с Apple. Опытным пользователям ПК пришлось просто сидеть и ждать, хотя недостаток продуктов с этим интерфейсом заметно облегчил это ожидание.

MSI недавно представила первую материнскую плату с поддержкой Thunderbolt . Модель Z77A-GD80 прекращает монополию Apple на самый "крутой" интерфейс со времён первого стандарта USB. Полученная нами плата практически идентична модели Z77A-GD65, которую мы рассматривали в обзоре шести материнских плат на Z77 по цене $160-220 , кроме наличия порта Thunderbolt 10 Гбит/с на задней панели ввода/вывода (вместо порта DVI), наряду с новым 14-фазным регулятором напряжения.

Если вы ещё не знакомы с технологией Thunderbolt либо её реализациями, мы уверены, что вы захотите иметь такой интерфейс в вашей следующей системе даже несмотря на то, что количество устройств с его поддержкой пока не очень велико.

Thunderbolt - это название инициативы Intel, которая первоначально носила кодовое имя Light Peak-оптический интерфейс для подключения периферийных устройств. Когда корпорация Intel впервые представила технологию Light Peak на форуме IDF 2009, считалось, что оптический интерфейс обеспечит пропускную способность 10 Гбит/с. Тем не менее, версия с медными проводами оказалась лучше чем ожидалось ранее, и позволила Intel переключиться на нее, снизив стоимость конечных решении и добавив линии питания для подключаемых устройств (до 10 Вт).

Больше всего энтузиастам не нравится то, что уже существует USB 3.0 как стандартная часть функционала чипсетов AMD и Intel. Почему мы должны платить за ещё один интерфейс? В конце концов, USB третьего поколения с пропускной способностью 5 Гбит/с практически соответствует пиковой производительности современных SSD. Однако Thunderbolt не просто ещё один интерфейс для периферии. Он объединяет DisplayPort и PCI Express в последовательный поток данных, позволяя создавать достаточно скоростные связки между устройствами (наряду с инновационными идеями, как, например, MSI GUS II).

Производители многие годы играют с графическими решениями для USB, но никому по-настоящему не удавалось преуспеть в этом, поскольку уникальный набор команд USB просто не был спроектирован для работы с высокопроизводительным вводом/выводом графических данных. Тем не менее, интерфейс Thunderbolt имеет низкие задержки и высокую пропускную способность, что делает его надёжной технологией для передачи данных с поддержкой высокоточной синхронизации по времени, что идеально подходит для внешних видео- и аудиоустройств.

Как работает Thunderbolt?

Две схемы подключения контроллера Thunderbolt в системе

Контроллеры Thunderbolt интегрируются в систему одним из двух способов: либо они присоединяется непосредственно к линиям PCI Express процессоров класса Sandy Bridge или , или связывается с чипсетом (PCH) через его линии PCIe.

Нам кажется, что в десктопном сегменте большинство поставщиков материнских плат будут осуществлять подключение через PCH, чтобы не занимать линии на процессоре, которые, в основном, предназначены для дискретной графики. Такая конфигурация потенциально может создать "узкое место", так как соединение DMI между процессором и чипсетом теоретически нормально справляется с потоками в 2 Гбайт/с в обе стороны. Если вы подключили много SATA-накопителей, то максимальная производительность интерфейса Thunderbolt может быть ограничена.

На изображении выше вы можете видеть, как данные с DisplayPort проходят между контроллером Thunderbolt и Flexible Display Interface (FDI) на PCH. FDI имеет собственный путь, специально отведённый для передачи информации, и он не создает нагрузку на DMI 2.0.

Данные с PCIe и DisplayPort поступают в контроллер Thunderbolt по отдельности, смешано проходят через кабель Thunderbolt и разделяются в конце.

Для Thunderbolt нужен активный кабель, поэтому он такой дорогой (в районе $50). Каждый конец кабеля использует два крошечных чипа-передатчика низкой мощности Gennum GN2033, которые отвечают за усиление проходящего сигнала, чтобы обеспечить скорость передачи данных 10 Гбит/с на расстоянии до трёх метров.

Изначально Thunderbolt должен был передавать данные используя оптический передатчик и оптоволоконный кабель. Но инженеры Intel обнаружили, что целевой показатель 10 Гбит/с можно получить с более дешёвым медным кабелем. Однако реализация оптоволоконного варианта продолжается, и в будущем мы надеемся увидеть оптические кабели, позволяющие подключать устройства на достаточно больших расстояниях. Как мы уже упоминали, проводная версия способна питать устройства мощностью до 10 Вт. Когда появятся оптический вариант, всем подключаемым устройствам нужен будет отдельный источник питания.

Несмотря на множество уникальных особенностей, многие идеи Thunderbolt позаимствовал в других местах. Например, он поддерживает "горячее" подключение. И, как FireWire, он рассчитан на работу в цепочке с другими устройствами. Системы с контроллерами Thunderbolt будут оснащаться одним или двумя портами, каждый будет поддерживает до семи устройств в цепочке, два из которых могут быть мониторами с поддержкой DisplayPort. Комбинации могут быть таковы:

• Пять устройств и два дисплея с портами Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей с портом Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort
• Пять устройств, один дисплей с портом Thunderbolt и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort

Конечно, для последовательной цепочки необходимо, чтобы у каждого устройства (кроме последнего) было два порта Thunderbolt . Поэтому, когда вы присоединили дисплей, у которого нет порта Thunderbolt (через адаптер mini-DisplayPort), или у него только один порт, дальше передать сигнал по цепочке не получится. Таким образом, при подключении множества компонентов дисплеи необходимо ставить на последнее место.

Сам по себе разъём Thunderbolt физически совместим с mini-DisplayPort, поэтому с подсоединением проблем не возникнет.

Если какие-то условия размещения данных PCIe и DisplayPort на одном кабеле? В теории, нет. Apple и Intel решили проблему с качеством вывода на ранних устройствах через обновление прошивки в 2011 году. Интерфейс использует два канала данных, каждый из которых способен передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с в обоих направлениях. В данном решении один канал используется для передачи данных между устройствами, второй для сигналов дисплея. И даже в этом случае мы говорим о 10 Гбит/с как об официальной характеристике Thunderbolt , поскольку складывать скорости будет не совсем верным подходом.

Thunderbolt | Пропускная способность интерфейса: сравнение с USB 3.0, FireWire и eSATA

По словам партнёров Intel, ультрабуки будут использовать контроллер Cactus Ridge с одним портом из-за низкого энергопотребления платформ. Настольные системы, ориентированные на энтузиастов, и устройства, работающие в цепочке, будут использовать контроллер Cactus Ridge 4C. Обе модели контроллера Cactus Ridge используют четыре линии PCIe 2.0. Ранее считалось, что версия 2C будет занимать только две линии, но разработчик подтвердил, что это мнение было ошибочным.

Контроллер Intel Port Ridge тоже является разработкой второго поколения. Тем не менее, он был специально спроектирован для конечных устройств. Такие устройства необходимо подключать в конец последовательной цепи или использовать отдельно. Хорошим примером конечного устройства является портативный 2,5” SSD Elgato с одним портом Thunderbolt . И поскольку интерфейс способен питать устройства мощностью до 10 Вт, в дополнительном питании нет необходимости.

Но зачем нужна дифференциация контроллеров Thunderbolt ? Intel пытается сделать технологию более доступной там, где это возможно. Мы слышали, что Light Ridge стоит около $25-$30, а Eagle Ridge примерно в половину меньше. У Port Ridge удалён один канал Thunderbolt , использующийся для сигналов DisplayPort, и, по сути, он является половиной контроллера Eagle Ridge. Таким образом, одноканальный контроллер Port Ridge с одним портом позволяет поставщикам заметно снизить стоимость конечных устройств.

Поддержка двух дисплеев

Контроллеры Cactus Ridge 4C и Light Ridge используют два выхода DisplayPort. В десктопных системах один канал подключается к встроенной графике процессора Sandy Bridge или . Второй отдается дискретной видеокарте. Конечно, возможность подключения второго экрана важна для систем high-end класса, поэтому материнские платы на базе чипсета Z77 будут использовать четырёхканальный контроллер Cactus Ridge. Реализация будет выглядеть немного странно, поскольку вам понадобиться возвратный кабель DisplayPort между дискретной видеокартой и материнской платой. Но это единственный способ установить второе соединение к контроллеру Cactus Ridge 4C.

апрашивается вопрос, почему бы просто не подключить монитор к видеокарте и не мучиться? Потому, что Thunderbolt использует активный кабель.

Активный кабель позволяет контроллеру Thunderbolt взаимодействовать с дисплеями на больших расстояниях без ущерба целостности сигнала. Однако длинный кабель DisplayPort не лучший вариант, потому что после двух метров сигнал начинает ухудшаться. DVI использует только пассивные кабели, и разрешение и частота обновления понижается с увеличением длинны (вот для чего существуют удлинители DVI). Thunderbolt решает эти проблемы и упрощает подключение монитора.

Платформы с поддержкой Thunderbolt	Контроллер Thunderbolt	Порты Thunderbolt	Втроенная графика	Дискретная графика	Макс. Кол-во подключаемых дисплеев
MacBook Air (Mid 2011)	Eagle Ridge	1	есть	нет	1
MacBook Pro (13", начало 2011 года)	Light Ridge	1	есть	нет	1
Mac mini (середина 2011 года) 2,3 ГГц	Eagle Ridge	1	есть	нет	1
Mac mini Lion Server (середина 2011 года)	Eagle Ridge	1	есть	нет	1
MacBook Pro (15" и 17", начало 2011 года)	Light Ridge	1	есть	есть	2
iMac (Mid 2011)	Light Ridge	2	есть	есть	2
Mac mini (середина 2011), 2,5 ГГц	Light Ridge	1	есть	есть	2

Движок HD Graphics 4000 архитектуры поддерживает до трёх независимых дисплеев. Поэтому конфигурации без дополнительной видеокарты, но оснащённые контроллером Light Ridge/Cactus Ridge 4C, дают возможность управлять двумя экранами Thunderbolt при работающем дисплее ноутбука.

Если в вашем ноутбуке установлен контроллер Eagle Ridge или Cactus Ridge 2C, вы сможете подключить только один дисплей Thunderbolt . Это ограничение контроллера, поэтому, даже если у вас есть дискретная видеокарта, вы не сможете подключить второе устройства с гнездом Thunderbolt .

Технически возможно подключить два дисплея через Thunderbolt с помощью встроенной графической подсистемы Intel в настольной системе, но для этого она должна соответствовать следующим требованиям.

• Материнская плата должна иметь контроллер Light Ridge или Cactus Ridge 4C.
• Материнская плата должна иметь вход DisplayPort для прокладки сигнала второго дисплея.
• Материнская плата должна иметь встроенный выход DisplayPort (из Intel HD Graphics 3000/4000), который возвращается к входу.

Даже несмотря на то, что подключение обратного кабеля это дополнительная работа, в этом всё же есть смысл. Кабель даёт вам возможность управлять вторым экраном, используя дискретную видеокарту. Без этого, подключить монитор Thunderbolt к высокопроизводительной видеокарте невозможно.

Thunderbolt | Thunderbolt 103: контроллер изнутри

Когда вы используете последовательную цепь или конечное устройство, контроллер Thunderbolt обеспечивает соединение PCIe 2.0 x4. Однако также обеспечивается более широкая гибкость для нескольких присоединяемых устройств. Например, при четырёх подсоединённых устройствах, вы можете сконфигурировать соединение как четыре отдельных линии PCIe 2.0 x1. Согласно Intel, контроллер Cactus Ridge (2C/4C) можно сконфигурировать следующим образом:

• 1 * x4: одно устройство на четыре линии
• 4 * x1: четыре устройства по одной линии на каждое
• 2 * x2: два устройства по две линии на каждое
• 1 * x2 + 2 * x1: одно устройство на две линии и два устройства на одну линию каждое

Чаще всего используется одно устройство, присоединённое к контроллеру Thunderbolt , т.е. конфигурация 1 * x4. Тем не менее, бывают ситуации, когда один контроллер Thunderbolt контролирует несколько устройств.

Thunderbolt | Температура активного кабеля

Возможно, вы не думали, что у внешних решений могут возникнуть проблемы с температурой, но Thunderbolt в прямом смысле является "горячей" технологией.

Инфракрасное изображение того места где кабель Thunderbolt соединяется с материнской платой показывает, что температура там достигает 43,30 градусов, даже когда устройство простаивает. При активном обмене данными температура повышается до 48,80 градусов.

Данные результаты относятся к активному кабелю Thunderbolt с двумя чипами Gennum GN2033 на каждом конце. Когда поток информации проходит через кабели, чипы обрабатывают данные активнее, поэтому мы получаем такие показатели температуры.

Не удивительно, что в более ограниченном по пространству окружении, как например MacBook Pro 13.3", термальные показатели ещё более тревожные. На расположенном выше снимке температура кабеля Thunderbolt находится в диапазоне 50 градусов. Слева от него находится кабель FireWire 800. С другой стороны – кабель USB 2.0. И, хотя, кажется, что эти интерфейсы тоже излучают тепло, на самом деле они нагрелись от кабеля Thunderbolt , находящегося рядом. К счастью нагреваются только концы кабеля, а сами провода остаются холодными.

Высокая температура не станет для вас проблемой, если использовать адаптер mini-DisplayPort. Сигнал дисплея всегда присутствует в кабеле.

Итак, в сравнении с USB и FireWire, кабели Thunderbolt довольно горячие. Но тепло выделяется только на штекере, к которому вы прикасаетесь короткий промежуток времени, когда отключаете/подключаете кабель, да и температура не так высока чтобы обжечься.

Thunderbolt | Протаптывая дорожку к высокоскоростным интерфейсам

Несмотря на не очень яркий дебют на ПК, чистая производительность интерфейса Thunderbolt впечатляет. Он обеспечивает пропускную способность примерно 1 Гбайт/с, и ультрабыстрые внешние накопители уже становятся реальностью. Но Thunderbolt не только позволяет использовать большие внешние диски, но и выводит наружу шину PCIe вашей материнской платы, помогая тем самым реализовать инновации, которые мы в какой-то степени уже видели, и те, которые без сомнения удивят нас в следующем году.

Возможно, самым большим недостатком Thunderbolt является цена, которая не очень подходит для бюджетных решений. Адаптер Seagate GoFlex на базе Thunderbolt стоит $190, что, согласитесь, совсем не дёшево. Для сравнения, адаптеры FireWire 800, которые раньше считались дорогими, стоят в районе $80, и адаптеры USB 3.0 продаются примерно за $30. За такую высокую цену можно поблагодарить контроллеры Intel Thunderbolt , особенно учитывая тот факт, что поставщики устройств на базе Thunderbolt не включают в набор кабели. Т.е. готовьтесь потратить ещё $50 только для того, чтобы подключить новую игрушку к материнской плате.

Однако представители Intel утверждают, что компания делает всё возможное, чтобы снизить стоимость: представлены более дешёвые контроллеры Thunderbolt второго поколения (Cactus Ridge и Port Ridge), к тому же компания предоставляет субсидии партнёрам, чтобы помочь покрыть затраты.

Несмотря на свою технологичность и более высокую производительность, энтузиастам всё же следует придерживаться более дешёвых контроллеров накопителей, SSD на базе SATA и внутренних видеокарт. Количество задач, которые требуют возможностей интерфейса Thunderbolt по-прежнему очень мало. Вы можете получить высокоскоростное внешнее хранилище используя массивы JBOD, а большинство людей не считают, что ограничения кабелей DVI кого-то стесняют. На данный момент технология Thunderbolt занимает определённую нишу в настольных компьютерах, привлекая профессиональных аудио и видео редакторов, которым нужна низкая задержка и высокая пропускная способность для быстрого перемещения больших объёмов данных.

Интерфейс Thunderbolt , пожалуй, более перспективен в сфере мобильных устройств. Мы любим ноутбуки за их мобильность. Но обычно они проигрывают в производительности и гибкости. Вынося наружу интерфейсы PCI Express и DisplayPort, Thunderbolt даёт возможность добавить быстрый накопитель, внешнее устройство для обработки графики и большой монитор к маленькому ноутбуку, который ранее с таким оборудованием работать не мог.

Нет сомнений в том, что Thunderbolt компенсирует недостатки современных внешних интерфейсов. Благодаря стандартам, на которых основана технология Thunderbolt , вне корпуса (мобильного или настольного) можно делать вещи, которые ранее были невозможны.