Thunderbolt (bus)
Thunderbolt és el nom de marca d'una interfaç d'hardware per a la conexió de perifèrics externs a una computadora. Va ser desenrollat per Intel en colaboració en Apple. Va ser comercialisat inicialment baix el nom de Light Peak, i venut per primera volta com a part d'un producte d'usuari final el 24 de febrer de 2011.
Thunderbolt combina PCI Express (PCIe) i DisplayPort (DP) en dos senyals série, i ademés proporciona energia DC a través d'un sol cable. Fins a sis perifèrics poden ser compatibles en un conector a través de vàries topología. Thunderbolt 1 i 2 utilisen el mateix conector que Mini DisplayPort (MDP), mentres que Thunderbolt 3, 4 i 5 utilisen el conector USB-C i admet dispositius USB.
Descripció
Els controladors Thunderbolt multiplex un o més carrils de senyes individuals de dispositius PCIe i DisplayPort per a la seua transmissió a través de dos carrils dúplex Thunderbolt, després desmultiplex per al seu us per dispositius PCIe i DisplayPort en l'atre extrem. Un sol port Thunderbolt admet fins a sis dispositius Thunderbolt a través de gavetes o cadenes de margar; tants com el host té fonts de DP poden ser monitors Thunderbolt.
Un sol monitor Mini DisplayPort o un atre dispositiu de qualsevol tipo pot conectar-se directament o al final de la cadena. Thunderbolt és interoperable en dispositius compatibles DP-1.1a. Quan es conecta a un dispositiu compatible en DP, el port Thunderbolt pot proporcionar una senyal nativa de DisplayPort en quatre carrils de senyes d'eixida a no més de 5,4 Gbit/s per carril Thunderbolt. Quan es conecta a un dispositiu Thunderbolt, la velocitat de senyes per carril es convertix en 10 Gbit/s i les quatre carrils Thunderbolt estan configurades com dos carrils dúplex, cada u de 10 Gbit/s que consta d'un carril d'entrada i un carril d'eixida.
Thunderbolt es pot implementar en targetes gràfiques PCIe, que tenen accés a les senyes de DisplayPort i conectivitat PCIe, o en la placa base de computadores en video a bordo, com el MacBook Air.
L'interfaç estava originalment destinada a eixecutar-se exclusivament en una capa física òptica utilisant components i cablejat de fibra òptica flexible desenrollat per socis d'Intel i en el laboratori Silicon Photonics d'Intel. Inicialment es va comercialisar baix el nom de Light Peak, i despuix de 2011 com Silicon Photonics Link. No obstant, es va descobrir que el cablejat de coure convencional podia proporcionar els 10 Gbit/s desijats per canal a menor cost.
Esta versió basada en coure del concepte Light Peak va ser codesarrollada per Apple i Intel. Apple va registrar Thunderbolt com marca registrada, pero més vesprada va transferir la marca a Intel, que tenia drets de propietat intelectual. Thunderbolt va ser presentat comercialment en el MacBook Pro 2011 d'Apple, utilisant el mateix conector desenrollat per Apple que Mini DisplayPort. Alguns models MacBook Air, MacBook Pro, Mac mini i iMac rebaixen el protocol Thunderbolt 4 a Thunderbolt 3 degut a que les pantalles 4K no admeten a Thunderbolt.
Sumitomo Electric Industries va començar a vendre fins a 30 m (100 peus) cables òptics Thunderbolt en Japó en giner de 2013, i Corning, Inc., varen començar a vendre cables òptics de fins a 60 m (200 peus) en els EE. UU. a finals de setembre de 2013.
Història
Introducció
Intel va presentar Light Peak en l'Intel Developer Forum (IDF) de 2009, utilisant una placa llògica prototip de Mac Pro per a eixecutar dos fluix de vídeo 1080p més dispositius LAN i d'almagasenament a través d'un únic cable òptic de 30 metros en extrems USB modificats. El sistema estava controlat per una targeta PCI Express prototip, en dos busos òptics que alimentaven quatre ports. Jason Ziller, cap de l'Oficina del Programa d'I/S Òptiques d'Intel, va mostrar els components interns de la tecnologia baix un microscopi i l'enviament de senyes a través d'un osciloscopi. La tecnologia es va descriure en una velocitat inicial de 10 Gbit/s a través de cables òptics de plàstic, i en la promesa d'una velocitat final de 100 Gbit/s. En la fira, Intel va afirmar que els sistemes equipats en Light Peak escomençarien a aparéixer en 2010, i va publicar un vídeo en YouTube en el que es mostraven cambres HD, portàtils, estacions d'acoplament i monitors HD conectats a Light Peak.
El 4 de maig de 2010, Intel va fer una demostració en Brusseles d'un portàtil en un conector Light Peak, lo que indicava que la tecnologia s'havia reduït lo suficient com per a cabre en un dispositiu d'este tipo, i va fer que el portàtil enviara dos seqüències de vídeo HD simultànees a través de la conexió, lo que indicava que a lo manco una part de les piles de software/firmware i els protocols eren funcionals. En la mateixa demostració, els responsables d'Intel varen dir que esperaven que la fabricació d'hardware començara a finals de 2010.
En setembre de 2010, alguns dels primers prototips comercials dels fabricants es varen presentar en l'Intel Developer Forum 2010.
Coure vs. òptic
Encara que Thunderbolt es va concebre originalment com una tecnologia òptica, Intel va canviar a les conexions elèctriques per a reduir costs i suministrar fins a 10 vats de potència als dispositius conectats.
En 2009, els responsables d'Intel varen afirmar que l'empresa estava «treballant en la combinació de la fibra òptica en el cable de coure per a que Light Peak puga utilisar-se per a alimentar els dispositius conectats al PC». En 2010, Intel va afirmar que l'intenció original era «dispondre d'una única tecnologia de conector» que permetera «l'USB 3.0 elèctric... i l'alimentació per USB 3.0 o 4.0 DC. «Light Peak pretenia donar grans passos en la tecnologia òptica preparada per al consumidor, i per a llavors ya havia conseguit «[conectors en capacitat] per a 7.000 insercions, lo que iguala o supera a atres conexions de PC... cables [que es nugaven] en múltiples nucs per a assegurar-se de que no es trencaren i la pèrdua fora acceptable», i, «Casi pots tindre a dos persones tirant d'ell al mateix temps i no es trencarà la fibra». Varen predir que «els cables Light Peak no seran més cars que els HDMI».
En giner de 2011, David Perlmutter, d'Intel, va dir a Computerworld que les implementacions inicials de Thunderbolt es basarien en cables de coure. «El coure va eixir molt be, sorprenentment millor de lo que pensàvem», va afirmar. Una ventaja important del coure és la capacitat de transportar energia. La norma Thunderbolt final especifica 10 W de CC en cada port.
Intel i els seus socis del sector seguixen desenrollant hardware i cables Thunderbolt òptics. Els cables de fibra òptica recorrerien «decenes de metros» pero no suministrarien energia, a lo manco no inicialment. La versió de Corning conté quatre fibres VSDN (ret de molt curta distància) de 80/125 μm per a transportar una senyal d'infrarrojos fins a 190 m. La conversió de senyal elèctrica a òptica està integrada en el propi cable, per lo que el conector MDP actual és compatible. En el temps, Intel espera un conjunt transceptor purament òptic integrat en el PC.
El primer cable Thunderbolt òptic d'este tipo va ser presentat per Sumitomo Electric Industries en giner de 2013 i està disponible en llongituts de 10 m, 20 m i 30 m. No obstant, estos cables es venen casi exclusivament en Japó i el seu preu és entre 20 i 30 voltes superior al dels cables Thunderbolt de coure.
L'empresa alemana DeLock també va llançar cables òptics Thunderbolt en llongituts de 10 m, 20 m i 30 m en 2013, en un preu similar als de Sumitomo i a la venda solament en Alemània.
En setembre de 2013, l'empresa de vidre Corning Inc. va llançar la primera gama de cables Thunderbolt òptics disponibles en el mercat occidental, junt en cables USB 3.0 òptics, abdós baix la marca «Optical Cables». [En la mitat de diàmetro i una quinta part de massa que els cables Thunderbolt de coure comparables, funcionen en el protocol Thunderbolt de 10 Gbit/s i en el protocol Thunderbolt 2 de 20 Gbit/s, per lo que poden funcionar en tots els dispositius Thunderbolt autoalimentados (a diferència dels cables de coure, els cables òptics no poden suministrar alimentació). Els cables amplien la llongitut màxima actual de 30 m que oferix el coure fins a un màxim de 60 m.
Abans de 2020, no hi havia cables Thunderbolt 3 òptics en el mercat. No obstant, en eixe moment es podien utilisar cables òptics Thunderbolt 1 i 2 en adaptadors Thunderbolt 3 (USB-C) a Thunderbolt 2 d'Apple en cada extrem del cable. Aixina es conseguixen conexions de fins als 60 m (200 peus) màxims que oferien les versions anteriors de l'estàndart.
En abril de 2019, Corning va mostrar un cable Thunderbolt 3 òptic en el NAB Show 2019 de les Vegas. Poc més d'un any despuix, en setembre de 2020, Corning va llançar els seus cables Thunderbolt 3 òptics en llongituts de 5 m (20 peus), 10 m (30 peus), 15 m (50 peus), 25 m (80 peus) i 50 m (160 peus). Mentrestant, l'empresa taiwanesa Areca va llançar cables òptics Thunderbolt 3 en abril de 2020 en llongituts de 10 m (30 peus), 20 m (70 peus) i 30 m (100 peus).
Les versions de coure dels cables Thunderbolt 4 oferixen una velocitat total de 40 Gbit/s i compatibilitat en totes les versions d'USB (fins a USB4), DisplayPort Alternate Mode (DP 1.4 HBR3) i Thunderbolt 3. Eixiran a la venda a principis de 2021 i estaran disponibles en tres llongituts específiques: 0,2 m, 0,8 m i 2 m, encara que moltes empreses oferiran inicialment cables de 0,8 m.
Els cables Thunderbolt 4 de coure de fins a 1,0 m (3,3 peus) són cables passius, mentres que els cables més llarcs deuen integrar circuits actius d'acondicionament de la senyal. Els cables actius de la majoria de les marques, com CalDigit, Cable Matters i unes atres, tenen una llongitut màxima de 2 m, mentres que Apple és actualment l'única empresa que oferix un cable de coure actiu de 3 m.
Els cables òptics Thunderbolt 4 tenien com a objectiu llongituts de 5 m (16 peus) a 50 m (160 peus), encara que és possible que açò no ocórrega, botant en el seu lloc als cables òptics Thunderbolt 5, en algun moment despuix de l'arribada d'eixe estàndart a finals de 2024.
Compatibilitat
Els detalls sobre compatibilitat estan disponibles en el lloc web de la Thunderbolt Technology Community.
Un únic port Thunderbolt 3 o posterior proporciona transferència de senyes, compatibilitat en dos pantalles 4K 60 Hz i càrrega ràpida de portàtils de fins a 100 W en un únic cable. Qualsevol base Thunderbolt o USB pot conectar-se a un ordenador Thunderbolt 3. Els dispositius USB poden conectar-se a un port Thunderbolt 3 o posterior. S'admeten dispositius DisplayPort i Mini DisplayPort.
Algunes funcions poden estar disponibles si es conecta un dispositiu Thunderbolt a un port USB-C; açò depén de l'implementació i no està garantisat.
Thunderbolt 4 admet dispositius Thunderbolt 3, pero no versions anteriors. Els dispositius Thunderbolt 1 i 2 poden utilisar-se en la majoria dels PC Thunderbolt 3, pero no en tots, per mig de l'us d'un adaptador.
Thunderbolt 1
CNET´s Brooke Crothers va dir que es rumoreaba que l'actualisació del MacBook Pro de principis de 2011 inclouria algun tipo de port de senyes nou, i va especular en que seria Light Peak (Thunderbolt) en eixe moment, no hi havia detalls sobre l'implementació física, i varen aparéixer maquetes que mostraven un sistema similar a les donem anteriors d'Intel que utilisaven un port combinat USB/Light Peak Poc abans del llançament de les noves màquines, l'USB Implementers Forum (USB-IF) va anunciar que no permetrien eixe port combinat, i que USB no estava obert a modificacions d'eixe tipo.
Atres implementacions de la tecnologia varen començar en 2012, en plaques de sobretaula que oferixen l'interconexió ya disponibles.
Apple va declarar en febrer de 2011 que el port es basava en Mini DisplayPort, no en USB. A mida que es descrivia el sistema, es va fer evident la solució d'Intel al problema de la conexió de pantalles: els controladors Thunderbolt multiplexan les senyes dels sistemes DP existents en les senyes del port PCIe en un únic cable. Les pantalles antigues que utilisen DP 1.1a o anteriors deuen situar-se al final d'una cadena de dispositius Thunderbolt, pero les pantalles natives poden estar en qualsevol punt de la cadena. Els dispositius Thunderbolt poden anar en qualsevol punt de la cadena. En este sentit, Thunderbolt compartix una relació en l'antic sistema ACCESS. bus, que utilisava el conector de pantalla per a soportar un bus de baixa velocitat.
Apple afirma que s'admeten fins a sis perifèrics encadenats per port Thunderbolt, i que la pantalla deu anar al final de la cadena, si no admet la conexió en cadena.
En febrer de 2011, Apple va presentar el MacBook Pro (13 polzades, principis de 2011), el Macbook Pro (15 polzades, principis de 2011), i el Macbook Pro (17 polzades, principis de 2011) en un port Thunderbolt. En maig de 2011, Apple va presentar l'iMac (21,5 polzades, mediats de 2011) en un port Thunderbolt, i el iMac (27 polzades, mediats de 2011)[52] en dos ports Thunderbolt. En juliol de 2011, Apple va presentar el Mac mini (mediats de 2011), el MacBook Air (11 polzades, mediats de 2011), el MacBook Air (13 polzades, mediats de 2011) i l'Apple Thunderbolt Display en un port Thunderbolt per a conexió en cadena o atres dispositius.
En maig de 2011, Apple va anunciar una nova llínea d'iMacs que inclouen l'interfaç Thunderbolt.
El port Thunderbolt dels nous Mac es troba en la mateixa ubicació sobre atres ports i manté les mateixes dimensions físiques i distribució de patilles que el conector MDP anterior. La principal diferència visible en els Macs equipats en Thunderbolt és un símbol Thunderbolt junt al port.
L'estàndart DisplayPort és parcialment compatible en Thunderbolt, ya que abdós compartixen el conector MDP d'Apple, físicament compatible. El modo Target Display dels iMac requerix un cable Thunderbolt per a acceptar una senyal d'entrada de vídeo d'un atre ordenador compatible en Thunderbolt. Un monitor DP deu ser l'últim (o l'únic) dispositiu d'una cadena de dispositius Thunderbolt.
Intel va anunciar que llançaria un kit per a desenrolladors en el segon trimestre de 2011, mentres que els fabricants d'equips de desenroll d'hardware han indicat que afegiran soport per a la prova i el desenroll de dispositius Thunderbolt. El kit per a desenrolladors només es facilitarà prèvia solicitut.
En juliol de 2011, Sony va llançar la seua llínea d'ordenadors portàtils Vaio Z21 que contava en un «Power Mija Dock» que utilisa Thunderbolt òptic (Light Peak) per a conectar-se a una targeta gràfica externa per mig d'un port combinat que es comporta com a USB eléctricamente, pero que també inclou l'interconexió òptica necessària per a Thunderbolt.
Thunderbolt 2
Thunderbolt 3
USB4
Modo PCIe USB4
Thunderbolt 4
Thunderbolt 4 va ser anunciat en el CES 2020[1] i l'especificació final es va publicar en juliol de 2020. Les principals diferències entre Thunderbolt 4 i Thunderbolt 3 són: un ample de banda mínim requerit de 32 Gbit/s per a l'enllaç PCIe, compatibilitat en dos pantalles 4K (DisplayPort 1.4),[2] i protecció d'accés directe a memòria (DMA) basada en Intel VT-d per a previndre atacs físics de DMA.
Thunderbolt 5
Royalty situation
Peripheral devices
Apple devices
Vore també
Referències
- Este artícul conté una traducció parcial (secció «Cobre versus òptic») derivada de «Thunderbolt (interface)» de Wikipedia en inglés, concretament de esta versió, publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.