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      数日前苹果公司刚刚升级了MacBook Pro产品线,除了全线升级Sandy Bridge平台之外,新产品最引人注目的则是名为Thunderbolt的新接口。Thunderbolt有“雷电、霹雳”之意,我们一般称之为雷电接口,昭示这一接口的传输速度有多快。雷电接口Thunderbolt 是苹果与英特尔的合作产物,该技术主要用于连接PC和其他设备,融合了PCI Express数据传输技术和DisplayPort显示技术,两条通道可同时传输这两种协议的数据,每条通道都提供双向10Gbps带宽,与现在的其它接口想比,雷电接口Thunderbolt有着很出色的技术优势。

    Intel正式发布Thunderbolt接口

      现在电脑上的接口已经有许多种,抛开USB、SATA、eSATA、Firewire(1394)不说,仅常见的视频接口就有VGA、DVI、HDMI以及DP等。在技术发展一日千里的IT领域,厂商再出个新接口也不是什么稀罕事,Thunderbolt也不过是传输速度更快,值得大动干戈吗?

      细探之后,Thunderbolt还真有些不一样。因为身兼USB标准的主要制定者Intel对大家苦盼多时的USB 3.0视若无睹,一直不肯提供原生支持,现在却对Thunderbolt这个新生接口颇为上心,这种冷热不均的态度忽然让人觉察到一丝阴谋的味道,难道Intel想用Thunderbolt取代USB甚至SATA、DP等其他接口吗?

      事实上已经有媒体问过Intel这个问题,Intel的发言人回答说Thundrbolt对PCI-E和DP协议是原生支持的,其他协议需要通过适配器来支持,它与USB 3.0是互补关系,不会取代USB接口,并承诺继续支持USB 3.0。这个回答很有官方特色,现在否认但是又给未来留下无限可能。

      Intel嘴上说不会取代其他接口,但是了解一点Thunderbolt历史的读者都应知道,Thundebolt对其他接口来说犹如高悬的达摩克里斯之剑,虽然不知道哪一天它会掉下来,但是迟早都会掉下来的。

    Thunderbolt的前尘旧梦

      Thunderbolt的前身是Intel的Light Peak传输技术,有消息说Thunderbolt技术是苹果公司提议,交给Intel开发的。实际上这个说法并不准确,Light Peak是Intel实验室的一个研发项目,最初打算使用光学技术实现100Gbps的超高速传输,最早在2009的IDF论坛上做了公开展示,之后2010的IDF北京会议上也作了重点讲解。

    Thunderbolt其实源于Intel的Light Peak光传输技术

      光学技术被认为是未来计算机的发展方向之一,Intel也在光学计算机领域投入巨资进行研发。2008年Intel造出了第一个硅基雪崩光电探测器(silicon-based avalanche photodetector),实现了340GHz的“增益带宽积”,此举也为未来的通讯、计算等应用带来了无限可能。

      光学计算机在短时间内还看不到希望,目前最有实用价值的研究之一是利用光信号极高的速度来提升外围设备的传输速度,所以Intel提出了Light Peak这一技术目标,意图用光纤连接计算机I/O设备以实现100Gbps的传输速度。

    Light Peak的发展目标

      Intel将Light Peak定义为一种新型的点对点数据总线技术,通过光纤而非铜线实现100Gbps的传输速度和100米的传输距离(相当于千兆以太网的传输距离)。它支持多种协议,全双工传输,支持QoS传输质量控制,同时也支持热插拔,除了常规的数据传输之外,Light Peak还支持视频信号和网络信号传输。所有传输都由Intel的一款专用芯片进行管理,它负责为各种数据和信号传输分配相应的优先级。

    Light Peak技术演示

      在09年的IDF论坛上,Intel演示了用Light Peak在30秒内传输一部蓝光高清电影,当时的传输速度为10Gbps,使用的也是DP协议。

    Light Peak当时使用的接口是不是很眼熟

      演示使用的接口看起来很眼熟,没错,当时使用的接口就是经过改造的USB接口。

    Light Peak当时使用的接口正是改造过的USB接口

      

    Light Peak早期宣传中它是支持多种协议的

      Light Peak早期的宣传中一直宣称是支持多种协议的,也就是说它可以支持DP、USB、SATA、Firewire甚至网络传输协议,而Intel也毫不掩饰自己在这方面的野心,所以人们普遍预期Light Peak将会一统江湖,取代所有外围设备传输接口。

      不过Light Peak的技术发展没有那么一帆风顺,100Gbps的光纤传输在实验室里可行,但是光纤并没有供电能力,成本又大大高于铜线,真正应用到市场上,光纤传输还有许多问题要解决。还好苹果公司看中了这个技术,双方一拍即合,开始联合开发并推广Light Peak技术。

      双方抛弃之前的USB接口,Light Peak的物理层改为苹果制定的mini Display Port接口,所以之后的宣传中我们看到的都是苹果的Mac电脑或者笔记本使用mini DP接口进行演示的。

    目前的Thunderbolt接口已经改为与DP接口物理兼容的形式了

      为了快速进入市场,Thunderbolt与当初设定的目标相比已经缩水不少,速度从100Gbps降到10Gbps,传输线材也从光纤变成现在的铜线,这也解决了光纤不能供电的问题。从实用性上来看,妥协后的Thunderbolt更完美,速度依然够快,拥有强大的供电输出能力,最主要的是成本更低,不再是实验室里的玩物,至少已经具备大规模普及的可能性了。

    ◆ Thundebolt接口深入分析

      早在去年的IDF论坛上,包括WD、LaCie等在内厂商已经在推Light Peak接口的相关产品,不过影响都很小,直到业界大腕苹果公司的Mac Book Pro产品发布后,Light Peak才开始为广大群众所知。

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    Thunderbolt的logo

      Light Peak被Intel正式定名为Thunderbolt,它拥有双向10Gbps的传输速度,支持PCI-E和DP两种协议,Thunderbolt支持光纤或者铜线介质,而目前的版本全都基于铜线传输,可提供10W的供电输出。Intel宣称它是目前最快速、最简单同时也是最有弹性的I/O协议。

      Thunderbolt的物理接口使用的是mini DP规格,而数据传输则是基于PCI-E技术。之所以选择这两个规范,是因为DP技术公开而且没有授权费,PCI-E也是久经考验的数据传输技术,Intel在PCI-SIG组织中位高权重,掌控着PCI-E技术的发展方向。支持公开且开放的技术可以让Thunderbolt少走弯路,同时避免法律上的授权麻烦。

    Thunderbolt的架构组成

      Thunderbolt技术 可以分为应用层、通用传输层、电子/光学层以及接口/线缆等几个部分,其中最关键的部分是其中的传输层(Transport Layer),它封装了DP和PCI-E两种协议,并能在两者之间快速切换,支持QoS质量控制,为Thunderbolt带来星型、树型以及菊花型扩展支持,传输延迟更可低至8ns。

    Thunderbolt数据传输原理示意图

      Thunder的核心是一款专用控制芯片,它与南桥PCH相连,支持DP和PCI-E两种传输协议,拥有两条全带宽通道,分别负责DP信号和数据信号传输。

    Thunderbolt的DP信号传输

      如果输出的是DP视频信号,那么处理器里集成的显卡或者PCH里集成的显卡都可以经由这颗控制芯片直接传输视频信号,这一过程与普通的DP接口传输没有什么不同,同样支持1080p高清信号和7.1多声道音频。

      如果是接受/输出的是数据信号,那么控制器将会通过PCI-E通道与PCH相连,借助四条PCI-E的高带宽实现10Gbps的数据传输。

    MAC Book Pro上的Thunderbolt控制芯片(图片来自ifixit.net)

      Thunderbolt控制芯片目前只支持DP和PCI-E两种传输协议,但是它并不是封闭的,非原生Thunderbolt设备可以通过转接器链接在Thunderbolt接口上,相信不久后就会有厂商会推出转接器以支持使用eSATA以及Firewire等接口的外设。

    Thunderbolt只是传输的媒介

      简单概括起来就是,Thunderbolt本身只是信号传输的载体,它既可以传输DP视频信号,也可以传输数据信号。专用的控制器芯片负责将这两种信号筛检出来,视频信号就按标准的DP协议理,而传输数据时控制器就会将信号切入PCI-E通道,传输至PCH南桥芯片中。

    Thunderbolt的物理接口

      Thunderbolt的物理接口兼容DP接口,苹果的电脑和笔记本上使用的是mini DP接口,同样与之兼容,这也为Thunderbolt的普及扫除了障碍。

    苹果新Mac Book Pro上提供了一个Thunderbolt接口

      Thunderbolt的接口数量不会很多,苹果的新笔记本仅提供了一个,因为Thundrbolt接口可以“Daisy Chain”(菊花链)的形式串联,一个接口就可以实现一拖六,苹果提供的一个接口就已经支持7个Thundebolt设备。不过目前的线缆长度有限,3米的有效范围只能保证在桌面范围内互联,预计未来的光纤版本在传输距离上会有大幅提升,但是会丧失供电能力,需要设备外接供电。

    Thunderbolt的未来发展

      目前电脑上的接口种类和数量已经有很多,Thunderbolt也不过是最新的一种,但是诸多优点又使得它有些与众不同,因为Thundrbolt拥有四大优点:第一,它的传输速度快,双向10Gbps的速度大约是1GB/s,速度远高于USB 3.0和SATA 3.0。第二,Thunderbolt接口不仅支持数据传输,而且支持视频信号传输,甚至它的物理接口与苹果制定的mini DP接口都是兼容的,mini DP设备接上即可使用。第三,Thundbolt接口的供电能力达到10W,相比之下USB 2.0的供电为5Vx0.5A=2.5W,USB 3.0最高也只有5Vx1A=5W,更高的供电能力可以驱动更多的设备而无需外接供电。最后一点,Thunderbolt无需驱动即可支持多种操作系统。从技术层面上看,Thunderbolt优势多多,未来能走多远主要取决于Intel采取什么样的市场策略。

      Thunderbolt首先会得到显示器厂商的支持,也可以说不需要得到他们的支持都可以,因为Thundrbolt的接口兼容DP,传输视频信号时二者并无差别。其次,一些外设厂商也会支持这一接口,因为Thunderbolt的高供电和高速度比eSATA和Firewire等接口更有优势,目前已有LaCie的外置硬盘PROMISE(乔鼎)的NAS,西数和希捷的外置硬盘也会跟进。第三个层面的支持要数SATA,西数和希捷的外置硬盘会支持Thunderbolt接口,但是SATA硬盘方面暂未可知。目前SATA 6Gbps尚未普及,硬盘的瓶颈也不在接口速度上,Thunderbolt接口的硬盘有希望,但是现在还不靠谱。最后也是最艰难的选择,Thunderbolt能否取代USB接口进而一统江湖?

      Intel前两年推介Light Peak技术时毫不掩饰一统接口的野心,取代SATA、Firewire、USB甚至网络接口统统不在话下。现在Thunerbolt问世了,Intel的调门反倒降低了,针对外界盛传的USB终结者的说法,Intel解释说USB 3.0与Thunderbolt是互补关系,两者将会共存而非谁取代谁的关系。

      这也很好理解,宣传时口号要响亮,推广时步子要稳重。Thunderbolt还是新生儿,一上来就大张旗鼓地抢别人的饭碗反而对自身的发展不利。况且,为了回报苹果对Thundrbolt技术的支持,Intel给了苹果公司一年的优先权,其他电脑/主板厂商即便想支持Thunderbolt接口也得等待一段时间。

    苹果公司的产品享有一年的Thunderbolt优先权

      Thunderbolt是Intel耗资开发的技术,目前还需要单独的控制芯片,按照Intel的风格来看,其授权费用也是一笔不小的数目,这也是影响Thunderbolt前进的阻力之一(虽然Intel这样做也无可厚非)。相比之下,USB标准开放,支持者众,设备数量以亿计,而且USB 3.0的5Gbps的速度已经很快,无论Intel是否真的打算用Thunderbolt取代USB,短时间内都看不到希望。

      2011年内,支持Thunderbolt接口的外置设备和转接器有望大量出现,但是其他厂商的电脑/主板上使用的可能不大(不知道华硕和技嘉这样的VIP客户能否跟Intel讨论还价一下)。目前它还不会取代USB和SATA接口,但是这主要取决于Intel的态度和市场策略,非不能也,是不为也,一旦Intel决定放开Thunderbolt限制,并将控制芯片集成到PCH芯芯片组中,那么凭借Thunderbolt的技术优势和Intel的江湖地位,取代其他接口也只是个时间问题。

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    • 游客  2012-01-24 15:33

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    • 游客  2011-03-05 09:22

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    • 超能网友初中生 2011-03-04 23:49    |  加入黑名单

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    • 游客  2011-03-04 22:57

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    • 游客  2011-03-04 22:01

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    • 超能网友终极杀人王 2011-03-04 20:53    |  加入黑名单

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    • 超能网友终极杀人王 2011-03-04 17:37    |  加入黑名单

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    • 超能网友学前班 2011-03-04 17:23    |  加入黑名单

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    • 超能网友博士 2011-03-04 15:02    |  加入黑名单

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