Piorunująca transmisja

Thunderbolt to nowa technologia szeregowej transmisji danych, zaprojektowana przez firmę Intel z myślą o łączeniu ze sobą różnych urządzeń wewnątrz i na zewnątrz komputera. Pozwala obecnie na dwukierunkowe przesyłanie informacji z szybkością do 10 Gb/s w obu kierunkach.

Intel zakłada, że interfejs ten zastąpi przede wszystkim wykorzystywane obecnie magistrale I/O, takie jak: USB, FireWire czy HDMI. Thunderbolt działa jako swego rodzaju jeden zbiorczy kanał, którym mogą być jednocześnie transmitowane sygnały magistral DisplayPort oraz PCI Express (patrz ramka „Jak działa Thunderbolt”). Co ważne, po drugiej stronie połączenia mogą się znaleźć nie tylko monitory czy urządzenia peryferyjne PCI Express, ale też różnego rodzaju adaptery dla innych, używanych w systemie komputerowym, interfejsów (np. USB, eSATA). W standardzie Thunderbolt do zestawienia połączenia służy pojedynczy kabel elektryczny lub światłowodowy. Innymi słowy, urządzenia PCI Express i te korzystające z DisplayPort mogą być podłączane do komputera za pośrednictwem jednego fizycznego złącza.

Pierwszą firmą, która zdecydowała się na implementację standardu Thunderbolt w swoich komputerach, jest Apple. We wszystkich nowych modelach notebooków MacBook Pro z procesorami Intel Core i5 oraz Core i7 bazującymi na architekturze Sandy Bridge, znalazła się ta nowa magistrala wejścia-wyjścia. Jako złącze do obsługi magistrali Thunderbolt zaadaptowano złącze Mini DisplayPort, do którego można podłączyć monitor lub inne urządzenie peryferyjne, korzystające w jakimś stopniu z magistrali PCI Express (o tym za chwilę). Może to być np. zewnętrzny dysk twardy, nagrywarka blu-ray, kamera internetowa Full HD czy system przechwytywania i edycji wideo.

Z założenia gniazdo magistrali Thunderbolt dla przewodów optycznych i miedzianych, którymi urządzenia zewnętrzne będą podłączane do komputera, ma być identyczne. W notebookach Apple’a przewidziano, że w chwili, gdy stosowane będą przewody optyczne, w złączu Mini DisplayPort w obudowie komputera zostanie umieszczony przetwornik optoelektroniczny. Prawdopodobnie ten standard optycznego oraz elektrycznego złącza Mini DisplayPort przyjmą też inni producenci.

Ponieważ adaptery magistrali Thunderbolt da się ze sobą łączyć szeregowo, możliwe jest połączenie ze sobą, i z komputerem, nawet sześciu urządzeń. Odbywa się to bez problemu, ponieważ Thunderbold wykorzystuje standard plug-and-play. Można zatem podłączyć przez jedno złącze w komputerze np. kilka monitorów z wejściem Mini DisplayPort. Nie trzeba w tym celu korzystać z kart graficznych wyposażonych w wiele wyjść graficznych, np. zgodnych z systemami Nvidia 3D Vision Surround czy AMD Eyefinity. Ale trzeba pamiętać, że tylko jeden lub maksymalnie dwa (w zależności od wersji kontrolera w komputerze PC) monitory mogą być urządzeniami o wysokiej rozdzielczości wyświetlacza, zgodnymi z DisplayPort v1.1a. W przypadku podłączenia do magistrali Thunderbolt zwykłego monitora z wejściem DisplayPort (nie w wersji 1.1), kontroler przełączy się w tryb kompatybilności. Oznacza to, że jeden lub dwa monitory będą pracowały w standardzie DisplayPort 1.1, a każdy kolejny w niższym standardzie DisplayPort 1.0.

Maksymalna odległość między urządzeniami połączonymi za pomocą przewodów miedzianych może wynosić trzy metry. W przypadku światłowodów wzrasta do kilkudziesięciu metrów.

Port Thunderbolt pozwala również na bezpośrednie zasilanie z laptopa sprzętu o poborze energii do 10 W. Dzięki temu w wielu wypadkach producenci urządzeń peryferyjnych będą mogli zrezygnować z montowania w nich oddzielnego zasilacza (podobną cechę ma interfejs USB).

Obecna odsłona technologii Thunderbolt pozwala na transmisję danych z prędkością 10 Gb/s. Jednak szybkość taka jest niewystarczająca do przesyłania i ewentualnej obróbki kilku strumieni wideo w rozdzielczości Full HD (lub wyższej) w czasie rzeczywistym – np. z jednego komputera do kilku odbiorników telewizyjnych, na których wyświetlane będą różne filmy. Dlatego inżynierowie Intela pracują nad wersją technologii Thunderbolt umożliwiającą zwiększenie szybkości transferu do 100 Gb/s. Oczywiście w tym wypadku transmisja sygnału odbywać się będzie wyłącznie na drodze optycznej. Pierwszy działający układ, pracujący z szybkością 100 Gb/s, zaprezentowano na początku bieżącego roku na targach elektroniki konsumenckiej CES w Las Vegas. A na fotografii obok widnieje prototyp optycznej wtyczki Thunderbolt 100 Gb/s. Światłowody są widoczne w plastikowej części wtyczki.

Do podłączenia do magistrali Thunderbolt w komputerze urządzeń zgodnych z nową technologią potrzebny jest kabel z końcówkami do obsługi tego interfejsu, np. Mini DisplayPort. Podłączenie sprzętu, który nie jest wyposażony w kontroler Thunderbolt, wymaga odpowiednich adapterów lub przejściówek.

W przypadku urządzeń, do których przesyłany jest sygnał wizyjny, wystarczą „zwykłe” przejściówki – kabel umożliwiający połączenie magistrali Thunderbolt ze złączem VGA, DVI, DisplayPort, a także HDMI. Ponieważ na łączu Thunderbolt transmitowane są dwa sygnały jednocześnie – PCI Express i wideo (DisplayPort) – odbiornik wybiera odpowiedni dla niego drugi sygnał. W przypadku odbiornika ze złączem HDMI zapewniona jest zarówno obsługa sygnału wideo, jak i ośmiokanałowego dźwięku. Dlatego do komputera z interfejsem Thunderbolt można podłączyć wszystkie produkowane obecnie urządzenia zgodne ze standardem HDMI, takie jak: telewizory Full HD czy domowe zestawy stereo.

W przypadku podłączenia do portu Thunderbolt dysku, nagrywarki czy karty dźwiękowej USB niezbędna jest bardziej inteligentna przejściówka. Musi mieć wbudowany nie tylko moduł komunikacyjny zgodny z technologią Thunderbolt, ale również adapter PCI Express. Ten ostatni jest niezbędny do zamiany danych przesyłanych magistralą urządzenia (np. w standardzie USB) na dane obsługiwane przez magistralę PCI Express, używaną przez Thunderbolt.

Według dostępnych informacji produkcję urządzeń z interfejsem Thunderbolt zapowiedziały takie firmy, jak m.in.: Aja, Apogee, Avid, Blackmagic, LaCie, Promise i Western Digital. Na rynku są już dostępne ich pierwsze produkty wykorzystujące interfejs Thunderbolt: systemy dysków RAID Pegasus R6 (na sześć dysków twardych) oraz Pegasus R4 (mieszczący cztery dyski) firmy Promise, a także Little Big Disk opracowany przez LaCie. Ten ostatni zawiera zamknięty w małej aluminiowej obudowie zewnętrzny system dysków twardych SSD (wewnątrz umieszczono dwa dyski SSD Intela z serii 510) spiętych w układ RAID 0.

Kontroler Thunderbolt, umożliwiający korzystanie z szybkich transmisji 10 Gb/s, jest montowany w systemie komputerowym w taki sposób, aby mógł się bezpośrednio komunikować z układem graficznym i chipsetem płyty głównej. Komunikacja odbywa się przez magistrale DisplayPort i PCI Express. Dokładniej, adapter Thunderbolt obsługuje dwa dwukierunkowe kanały (wyprowadzone na zewnątrz komputera do złączy lub złącza Mini DisplayPort) pracujące w trybie full-duplex. Przepustowość każdego z tych kanałów wynosi 10 Gb/s. Do kontrolera (od strony komputera) dochodzi magistrala PCI Express 2.0 x4 oraz jedno lub dwa łącza DisplayPort. Te ostatnie łączą kontroler bezpośrednio z zainstalowaną w komputerze kartą graficzną lub układem graficznym zintegrowanym w procesorze – za pośrednictwem chipsetu.

Transmisja sygnałów DisplayPort i PCI Express odbywa się wspólnym łączem. Urządzenie zewnętrzne wybiera lub przekazuje odpowiedni dla niego sygnał, np. telewizor wybiera sygnał DisplayPort (wideo), a dysk twardy – sygnał PCI Express.

Thunderbolt to technologia, która w znacznym stopniu konkuruje z interfejsem USB 3.0. Wielu specjalistów podkreśla, że zaimplementowanie w nowych notebookach firmy Apple technologii Thunderbolt może znacznie zahamować tempo popularyzacji USB 3.0 i wprowadzania na rynek urządzeń peryferyjnych zgodnych z tym ostatnim standardem. Niestety, przewiduje się, że większość urządzeń z interfejsem Thunderbolt będzie droższa o około 20–30 proc. niż odpowiadający im pod względem funkcji sprzęt USB 3.0.