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Thunderbolt - 高速裝置 I/O 的新標準

作者: David Pike

由於運算裝置、週邊設備、智慧型消費產品與大型低價儲存裝置不斷推陳出新,為了在各種產品之間快速建立資料連結,速度更快、功能更豐富的 I/O 與更大的匯流排頻寬之需求量便持續增長。 USB(Universal Serial Bus,通用序列匯流排)介面多年來一直壟斷市場,如今終將面臨首位強悍挑戰者-「Thunderbolt」。

USB(Universal Serial Bus,通用序列匯流排) 是一種可將電腦週邊設備及數位相機、可攜式媒體播放器等消費型行動裝置連接至電腦的低價位雙向介面,早已是幾乎無所不在的標準配備。1994 年,業界七大領先公司(Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC、Nortel)著手進行 USB 研發, 替換了各類電腦接頭,並簡化軟體配置, 使外部裝置能以更簡便的方式連接到電腦,以達成通訊的目的,同時為外部裝置提供電源。

USB 2.0 與 3.0

目前全球支援 USB 2.0 (Hi-Speed USB) 的裝置已超過 100 億種,且每年仍持續新增約二十到三十億種裝置。 2008 年底推出的次世代技術規格 USB 3.0 (Super- Speed USB) 可向下相容 USB 2.0,但其市場滲透力與 USB 2.0 相比仍遙不可及。

除了 USB 3.0,Apple 與 Intel 兩大科技巨頭一致採用的 Thunderbolt 如今也加入了高速隨身碟的戰場。 USB 雖然遇到了真正的競爭對手,但此兩種標竿產品很有可能會並存。 的確,Intel 只將 Thunderbolt 定位成 USB 協定(Intel 共同開發)的輔助裝置,並力求更高的性能表現,以符合裝置的需求。

速度更快、效能更強、外型更薄

「...只需大約 30 秒就能傳輸 25-GByte 高畫質影片,而 USB 3.0 則需 60 到 75 秒。」

USB 2.0 的資料傳輸速度為 480-Mbit/s,USB 3.0 則可提供約為十倍的 4.7-Gbit/s,但 Thunderbolt 這位新面孔的傳輸速度卻可高達 10-Gbit/s。 以如此高速傳輸 25-GByte 的高畫質影片大約只需 30 秒,與 USB 3.0 所需的 60 到 75 秒相比,高下立見。 Thunderbolt 的超高 I/O 速度預計可支援 RAID 陣列、高畫質媒體擷取與顯示器、筆電用 PCI Express (PCIe) 擴充盒等高速儲存裝置。

除了高速資料傳輸能力之外,Thunderbolt 也能為裝置提供高達 10W 的功率 - 相較於 USB 3.0 整整高出一倍以上。 此全新標竿也可提供比 USB 更精巧、更纖薄的互連方式: Thunderbolt 採用 Apple 的 Mini-DisplayPort 接頭規格,非常適合超薄型筆電、易網機及平板電腦等裝置使用。

銅質、接頭、連接線、控制器

Thunderbolt 為銅質序列資料介面。 其規格結合兩種協定: PCI Express (PCIe) 與 DisplayPort,換句話說,透過單一連接線即可同時執行雙向資料與顯示訊號傳輸。 單一 Thunderbolt 連接埠最多可支援:七個裝置的集線器與菊鏈、八聲道 HD 音訊,且藉由 DisplayPort 最多可支援兩台顯示器,呈現高達 2560x1440 畫素解析度的 HD 畫面。

Thunderbolt 接頭共有五條線路,其一負責管理,其餘四條則為兩組單向輸入與單向輸出,可形成兩個雙向的全雙工通道。 Thunderbolt 主動式連接線的接頭內含驅動程式晶片。 主機和週邊設備的控制器可在傳輸層對來自兩種協定的資料執行多工,並於目的端將資料分工,同時支援多種裝置。 如此一來,驅動程式上游的系統便可向下相容現有的 DisplayPort 硬體。 Thunderbolt 亦可支援 Mini-DisplayPort 轉 DVI、雙連結 DVI、HDMI 及 VGA 轉接器,且功能毫無刪減。


圖1: (資料出處: Intel.com )

市場潛力

Apple 是目前唯一銷售配有 Thunderbolt 連接埠的電腦供應商,而 Apple 於消費型產品與電腦市場鞏固的版圖顯然會為此介面帶來龐大的用戶群。 Apple 推出的 MacBook Air、MacBook Pro、iMac、Mac mini 除了採用 USB 連接埠外也加入了 Thunderbolt 連接埠。 其他的主要大廠也已紛紛宣佈即將推出整合 Thunderbolt 的產品。 Sony 便是其中之一;該公司近日表示,部分的新型 Vaio 筆電將採用 Thunderbolt,或至少會利用其他可相容的替代技術。

未來價格


市場接受度的主要關鍵始終在於價格。 Hi-Speed USB 連接線售價約為 $1.50 美元,晶片組的價格不到 $1 美元; SuperSpeed USB 連接線的售價則約為 $4.50 美元。 然而 Thunderbolt 連接線目前的售價約為 $49 美元,整整為 SuperSpeed USB 的十倍之多。 本文撰寫時,Intel 尚未公佈 Thunderbolt 控制器的售價,但 Intel 計畫將於今年推出低價晶片組。

當然,世事多變,速度之快總是令人始料未及,但 USB 2.0 似乎在短期內還不會步入歷史。 與 USB 3.0 和 2.0 相較之下,Thunderbolt 提供的頻寬分別為兩倍與 20 倍之多,但使用者的日常應用是否確實有此需求? 一如往常,我們只能靜待其價格降到大眾可負擔的程度。

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