Thunderbolt - це назва апаратного інтерфейсу, розробленого компаніями Apple та Intel для підключення зовнішніх пристроїв до комп`ютера. Thunderbolt 1 і Thunderbolt 2 використовували такий самий роз`єм, що й Mini DisplayPort (mDP), а вже Thunderbolt 3 і Thunderbolt 4 використовують USB Type-C. Thunderbolt об`єднує в собі протоколи PCI Express (PCIe), DisplayPort (DP) і USB, а також додатково подається живлення, і все це по одному кабелю.
У системах, що використовують Thunderbolt 2, користувачі мають швидкість передачі до 20 Гбіт/сек з підтримкою DisplayPort 1.2. Пристрої з Thunderbolt 2 (ноутбуки, робочі станції) зворотно сумісні з Thunderbolt пристроями. Thunderbolt 3 подвоює пропускну спроможність до 40 Гбіт/сек і використовує роз`єм USB-C для універсальності підключення пристроїв.
Особливу увагу необхідно звернути на те, що хоч USB 3.1 і Thunderbolt 3 використовують один і той самий роз`єм - це різні протоколи. Не всі USB 3.1 порти підтримують і USB 3.1, і Thunderbolt. До одного роз`єму можуть бути підключені до шести різних пристроїв будь-яких версій Thunderbolt.
Основні властивості Thunderbolt 4
Нещодавно було представлено 4 покоління цього інтерфейсу. Thunderbolt 4 було анонсовано на виставці CES 2020, а остаточну специфікацію було випущено в липні 2020 року. Основні відмінності між Thunderbolt 4 і Thunderbolt 3 полягають у:
- Підтримка 8К або 2х4К. Тепер один порт Type-C з підтримкою Thunderbolt 4 може використовувати підключення одного 8К-монітора або двох 4К моніторів. Щоб увімкнути два в один порт вам, звісно ж, знадобиться спеціальний хаб.
- Збільшена швидкість по PCi Express. Цей протокол використовується в багатьох пристроях, і найприємніше, що він використовується в зовнішніх накопичувачах SSD. З Thunderbolt 4 ви можете передавати дані вдвічі швидше, ніж на Thunderbolt 3. Якщо конкретно, швидкість передачі даних під час роботи з PCIe зросла до 32 Гбіт на секунду.
- Безпека. У новій версії інтерфейсу компанія Intel зобов`язує всіх використовувати технологію VT-d. Що дає ця технологія? Вона не дозволяє зловмисникам мати прямий доступ до пам`яті. Щоб "вкрасти" інформацію або нашкодити іншим чином зловмисникам, доведеться мати безпосередній доступ до порту Thunderbolt на пристрої. У Windows 10 (1803) та macOS 10.8.2 захист VT-d вже включений.
- Зворотна сумісність із Thunderbolt 3. У цей перелік увійшли і DisplayPort і навіть USB 4;
- Пробудження. Якщо ваша мишка під`єднана до комп`ютера або ноутбука через хаб, то в новій версії Thunderbolt 4 буде прокидатися система, а у Thunderbolt 3 такого не було. Дрібниця, скажете ви, але зручність роботи зросте в рази, а відповідно й ефективність роботи.
Ще одним важливим покращенням є те, що Thunderbolt 4 тепер підтримує USB-концентратори Thunderbolt Alternate Mode («багато-портова архітектура аксесуарів»), а не лише послідовне підключення. Ці концентратори зворотно сумісні з пристроями Thunderbolt 3 і можуть бути зворотно сумісні з хостами Thunderbolt 3 (тільки для Titan Ridge, з Alpine Ridge додаткові порти низхідної передачі переводяться в USB 3).
На сьогодні найпоширенішим усе ж таки залишається інтерфейс Thunderbolt 3
Основні властивості Thunderbolt 3
- 40 Гбіт/сек (удвічі більше, ніж Thunderbolt 2)
- Двонаправлений подвійний протокол (PCI Express і DisplayPort)
- Чотири шини, канали (lanes) PCI Express Gen 3
- Вісім каналів DisplayPort 1.2 (HBR2 і MST) - підтримка двох 4К дисплеїв (4096 x 2160 30bpp @ 60 Hz)
- USB 3.1 (10 Gbps) – сумісність із існуючими пристроями та кабелями
- DisplayPort 1.2 – сумісність із існуючими моніторами DisplayPort, пристроями, кабелями
- Підтримка HDMI 2.0
- Подача живлення
- До 100 Вт системної зарядки
- 15 Вт для пристроїв із живленням від шини
- Зв`язок між комп`ютерами зі швидкістю понад 10 Гбіт
- Підключення по мережі до 6 пристроїв
- Низька затримка для PCI Express audio
- Роз`єм такий самий, що і в USB-C
Основні властивості Thunderbolt 2
Фізично Thunderbolt 2 має такий самий роз`єм, що і Thunderbolt 1, але об`єднавши два окремих канали по 10 Гбіт/сек вийшло 20 Гбіт/сек в одному каналі. Завдяки цьому Thunderbolt 2 може передавати 4К відео з одночасним відображенням на моніторі підключеним по дисплей порту. Thunderbolt 2 підтримує DisplayPort 1.2, що дає змогу стрімити відео на один 4К відеомонітор або два QHD монітори. Thunderbolt 2 зворотно сумісний, що дає можливість працювати з Thunderbolt першого покоління.
- 20 Гбіт/сек, середня реальна пропускна спроможність близько 16 Гбіт/сек
- У Thunderbolt 2 є два двоспрямовані канали, кожен з яких надає до 20 Гбіт/сек. Це означає, що одного каналу більш ніж достатньо для передачі даних на 4К дисплей або високошвидкісний пристрій зберігання
- Передача даних, відео, аудіо та живлення по одному кабелю Display Port v1.2 та PCI Express в одному кабелі
- Двоспрямованість – одночасна передача та отримання даних
- Роз`єм такий самий, як і Mini Display Port (MDP)
- Можливість підключення в ланцюзі до 6 пристроїв
Основні властивості Thunderbolt
Thunderbolt першого покоління був представлений компанією Apple 2011 року разом із лінійкою ноутбуків MacBook Pro, оснащених новим інтерфейсом введення-виведення інформації.
- 10 Гбіт/сек, реальна пропускна спроможність близько 8 Гбіт/сек
- Кожен Thunderbolt порт має два канали
- Передача даних, відео, аудіо та живлення по одному кабелю
- Комп`ютери без внутрішніх слотів для PCIe-карт тепер можна використовувати для захоплення і відтворення HD-відео, під`єднавши через Thunderbolt зовнішній професійний пристрій
- Двоспрямованість дає змогу одночасно передавати й отримувати дані
- Роз`єм такий самий, як і у Mini Display Port (MDP)
Що чекає на Thunderbolt у майбутньому?
19 жовтня 2022 року Intel анонсувала Thunderbolt 5, приурочену до випуску специфікації USB4 2.0 Форумом розробників USB (USB-IF). Він забезпечує двоспрямовану смугу пропускання до 80 Гбіт/с, що дає змогу вдвічі підвищити швидкість передачі даних між майбутнім хост-пристроєм і зовнішніми накопичувачами, що підтримують стандарт, порівняно з поточними швидкостями Thunderbolt 4. Він також матиме режим, що забезпечує пропускну здатність до 120 Гбіт/с для зовнішніх дисплеїв (утричі вищий за швидкість Thunderbolt 4), що дає змогу хост-пристрою підтримувати до двох дисплеїв 8K із частотою 60 Гц.
Повні специфікації охоплюють:
- Підтримка останньої версії специфікації USB4 2.0 80 Гбіт/с
- Загальна пропускна спроможність вдвічі вища, ніж у Thunderbolt 4, до 80 Гбіт/с, при цьому пропускна спроможність у три рази вища, до 120 Гбіт/с, для інтенсивного використання відео
- Підтримка DisplayPort 2.1; удвічі більше поточних даних PCI Express (важливо для зовнішніх графічних процесорів)
- Удвічі вища пропускна здатність PCI Express для швидшого сховища та зовнішньої графіки
- Працює з існуючими пасивними кабелями довжиною до 1 м завдяки новій технології сигналів
- Сумісність з попередніми версіями Thunderbolt, USB та DisplayPort
- Підтримується програмами підтримки та сертифікації Intel
Хоча дата випуску невідома, Intel заявила зацікавленим особам, що можливо буде «дізнатися більш детальну інформацію про офіційний бренд, функції та можливості Thunderbolt наступного покоління в 2023 році».
Пристрої захоплення відео та аудіо на основі Thunderbolt 3
Blackmagic Design UltraStudio HD Mini – використовуючи універсальний інтерфейс Thunderbolt 3, може надсилати й одержувати відео SD і HD до 1080p зі швидкістю 60 кадрів за секунду з 16 каналами вбудованого звуку. Доступні виходи містять подвійний SDI, а також вихід HDMI для підключення споживчих дисплеїв.
Blackmagic Design UltraStudio 4K Mini - це портативне рішення захоплення і виведення на основі Thunderbolt 3. Воно дає змогу працювати з матеріалом у широкому динамічному діапазоні (8 і 10 біт за 60 fps і 12 біт за 30 fps для відео у форматах до 4K DCI). На передній панелі розташовані кнопки управління, РК-монітор для моніторингу та налаштування, XLR-вхід для мікрофона і гніздо для навушників.
Blackmagic Design UltraStudio Recorder 3G - пристрій захоплення відео. Це мініатюрне рішення для захоплення SDI- і HDMI-відео на ноутбук або комп`ютер через порт Thunderbolt 3, що забезпечує низьку латентність і високоточну синхронізацію сигналу. Користувачі Blackmagic UltraStudio зможуть випробувати всі переваги роботи з будь-якими відеоформатами для захоплення, введення графіки і звуку.
Blackmagic Design UltraStudio Monitor 3G - пристрій виведення відео. Це найпортативніше рішення для виведення відео з комп`ютера або ноутбука через порт Thunderbolt 3 на пристрій з інтерфейсами 3G-SDI і HDMI. Воно забезпечує передачу 10-бітного матеріалу з популярних монтажних програм, включно з DaVinci Resolve, Final Cut Pro X і Adobe Premiere Pro CC, а також із систем створення ефірної графіки і титрів. Це ідеальне рішення для моніторингу процесу монтажу.
AJA Io 4K Plus - підтримує Thunderbolt 3, 12G-SDI і HDMI 2.0 входи/виходи, а також стандарти HDR10 і HLG по HDMI. Io 4K Plus є дуже потужним інструментом для роботи з Thunderbolt 3, пропонуючи сумісність з усіма професійними аудіо-відео системами, що працюють з 4K/Ultra HD пристроями, високою частотою кадрів, розширеним динамічним діапазоном (HDR) і глибоким кольором. Завдяки Thunderbolt 3, Io 4K Plus забезпечує роботу з форматами від 4K/Ultra HD до 2K/HD і SD з частотою кадрів до 60р для 12G-SDI і HDMI 2.0.
