Молния со вкусом яблок

Интерфейс Thunderbolt (англ. «удар молнии») от компании Intel обладает рядом достоинств, но общепринятым стандартом все равно не станет.

Впервые новый интерфейс был анонсирован в 2009 году под названием Light Peak. У Thunderbolt два «соавтора» — компании Intel и Apple (последняя помогает продвигать разъем на рынке). Как известно, компьютеры Apple не первый раз раньше других переходят на новые или альтернативные интерфейсы (FireWire, DisplayPort), так что и в этот раз традиция осталась ненарушенной. Первые коммерчески доступные устройства представили уже в начале 2011 года — линейку лэптопов MacBook и дисплеи Apple.

Первоначально для Light Peak предполагалось использовать специальное оптоволокно, поскольку еще несколько лет назад достижение скорости передачи данных в 10 Гбит/с было возможно лишь с применением этой технологии. Для сравнения: USB 2.0, до сих пор использующийся в большинстве ПК, позволяет передавать данные со скоростью в 20 раз ниже (USB 3.0 лишь в 2 раза медленнее, но он все еще мало распространен).

В процессе исследований Intel, однако, выяснила, что достичь поставленной производительности в Light Peak можно и при использовании традиционной меди в качестве среды для передачи информации. Отказ от оптоволокна повлек за собой и смену названия интерфейса, которое, как видно, было привязано к технологии.

Интересно, что последующие версии Thunderbolt будут вновь использовать «старую» технологию с оптоволокном, что позволит поднять скорость передачи данных до 100 Гбит/с (для меди это пока недостижимый показатель). Сомнительно, чтобы Intel еще раз сменила название интерфейса. Скорее всего, обновленная редакция получит имя Thunderbolt 2.0 или что-то в этом роде. Преимуществом оптической версии Thunderbolt, помимо скорости, является возможность использования кабеля длиной до ста метров. А вот передача энергии для подключенных устройств, как минимум, в первых версиях обновленного интерфейса, поддерживаться не будет.

Thunderbolt создавался не с чистого листа и базируется на широко распространенных PCI Express и Display Port. С последним разъем Intel совместим физически, то есть порты имеют одинаковые размеры, и устройства, поддерживающие Display Port, можно будет подключать непосредственно в Thunderbolt. Максимальная скорость передачи данных в Thunderbolt — 10 Гбит/с. При этом в самом кабеле используется два десятигигабитных канала, однако ни одно устройство не может использовать оба одновременно, поэтому, хотя формально в двух направлениях и возможна передача 20 Гбит, обычно указывается максимально допустимая скорость для одного устройства.

Основные преимущества Thunderbolt по сравнению с другими интерфейсами — высокая скорость передачи информации, двунаправленность, горячее подключение, совместимость с DisplayPort, низкие задержки, синхронизация аудио с видео, возможность передачи энергии (до 10 Вт), данных и видео- и аудиосигнала (по сути — тоже данные, но все же стоит выделить этот пункт отдельно). Поскольку Thunderbolt поддерживает передачу видео, то с его помощью можно подключать сразу несколько мониторов, однако при HD разрешении их число ограничено двумя. Подключение цепочкой предполагает, что в каждом устройстве должно быть, как минимум, два разъема: одно для подключения, другое для следующего устройства.

В отличие от USB, который по спецификациям поддерживает подключение до 127 устройств к одной шине, Thunderbolt может похвалиться куда меньшим числом — всего семью. С другой стороны, и такого количества должно быть более чем достаточно, поскольку за все годы существования USB вряд ли кто-то часто подключал через один и тот же порт больше 5 устройств.

Важно и то, что разъем Thunderbolt достаточно компактен, по размерам меньше стандартного USB порта. Это позволит и дальше уменьшать размеры ноутбуков, поскольку физические размеры разъемов уже стали препятствием для дальнейшей миниатюризации. Например, видеовыход для подключения внешних мониторов уже сейчас толще корпуса новейших ультрабуков, что заставляет производителей придумывать различные ухищрения и изобретать дополнительную функциональность для этого выступающего элемента (порт используют как подставку).

В отличие от USB, где подключение нескольких устройств может привести к общему снижению производительности (даже в случаях, когда пропускная способность канала не используется на 100%), в Thunderbolt скорость работы будет постоянной и не упадет после подсоединения новых устройств.

Исключения возможны только когда несколько устройств уже утилизировали все возможности интерфейса, и очередному «девайсу» от 10 Гбит/с просто ничего не осталось. Также падение производительности возможно из-за эффекта «бутылочного горлышка»: если в цепочке подключенных устройств (последовательное соединение) через переходники добавлены более медленные интерфейсы (USB, FireWire), то вся периферия, находящаяся после этой точки, будет ограничена по скорости возможностями самого медленного интерфейса. Поскольку в широкой продаже доступны адаптеры не только для USB и FireWire, но также для HDMI и многие другие, то описанная ситуация со снижением скорости вполне возможна.

Используя Thunderbolt, компания Apple демонстрирует новую парадигму применения лэптопов (не гипотетическую, а реальную). Теперь портативные устройства смогут еще лучше заменять десктопные ПК. Когда у пользователя появится необходимость поработать не за ноутбуком, а за большим монитором, он сможет подключить MacBook к дисплею Apple, используя для этого всего один кабель (один из его концов раздваивается — там находится питание для лэптопа и сам Thunderbolt). После того, как два коннектора подключены к соответствующим портам, пользователь получает возможность работать за большим экраном без дополнительных действий: картинка будет передаваться на большой экран по Thunderbolt, а всю остальную периферию, предварительно подключенную к дисплею (клавиатуру, мышь, внешние жесткие диски), можно использовать без прямого подключения к лэптопу. В этом случае ноутбук превращается в портативный системный блок, подключающийся и отключающийся всего за несколько секунд.

Скорость

Оценить реальную скорость работы нового интерфейса интереснее всего на примере накопителей. Часто именно работа с файлами ограничивает общую производительность компьютеров, поэтому для презентации возможностей Thunderbolt компания Intel подключала прототип RAID массива из шести дисков и запускала на нем копирование большого видеофайла (4,5 Гб). Файл передавался с внешнего диска на лэптоп и затем возвращался снова на накопитель по тому же кабелю. На завершение операции уходило чуть более 10 секунд, а пиковая скорость составляла 800 Мб/с.

Дальнейшие улучшения

В текущей версии Thunderbolt скорость передачи данных в 2 раза превышает другие скоростные интерфейсы (USB 3.0, Sata 3.0) и ее предполагается поднять еще в 10 раз в ближайшем будущем, но, с нашей точки зрения, куда более важным стало бы увеличение количества передаваемой энергии. На текущий момент Thunderbolt может запитать устройства мощностью лишь до 10 Вт, а этого не хватит даже для самых небольших дисплеев, не говоря уже о широкоформатных экранах. А возможность использовать лишь один кабель для подключения монитора, на наш взгляд, стоит того, чтобы продолжать исследования в этом направлении.

Распространенность

На текущий момент на рынке доступны несколько моделей внешних жестких дисков, работающих через Thunderbolt. Как правило, это высокопроизводительные RAID системы, которые есть смысл подключать по 10-Гбитному каналу, хотя встречаются и более традиционные накопители, например терабайтный жесткий диск от LaCie. Помимо лэптопов и дисплеев Apple, интерфейс Intel также доступен в некоторых сетевых картах и профессиональных устройствах для видеозахвата.

Заменит ли Thunderbolt популярный ныне USB, сказать сложно. Если это и случится, то не ранее чем через 5—10 лет, поскольку Universal Serial Bus является стандартом для индустрии и не имеет очевидных недостатков по сравнению с Thunderbolt.