česky english Vítejte, dnes je sobota 13. červenec 2024

Thunderbolt − nový standard pro vysokorychlostní I/O zařízení

DPS 4/2013 | Články
Autor: David Pike, RS Components

Trh stále hladoví po rychlejších a univerzálnějších zařízeních I/O a po výrazně vyšších šířkách sběrnic, které by naplnily požadavky na rychlé datové přenosy mezi narůstajícím počtem výpočetních zařízení, periférií, inteligentních spotřebitelských produktů a velkými a levnými paměťovými zařízeními. Po letech faktického monopolu rozhraní USB (Universal Serial Bus) se nyní snad konečně objevuje první seriózní konkurence v podobě technologie Thunderbolt.

Thunderbolt − nový standard pro vysokorychlostní IO zařízení

Rozhraní USB (Universal Serial Bus) – všudypřítomný standard pro připojování počítačových periférií a mobilních spotřebitelských zařízení, jako jsou digitální fotoaparáty nebo přenosné multimediální přehrávače k počítačům prostřednictvím nízkonákladového obousměrného rozhraní, pochází z roku 1994, kdy skupina sedmi předních společností (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC a Nortel) začala pracovat na vývoji rozhraní, které by značně usnadnilo připojení externích zařízení k počítačům prostřednictvím nahrazení různých typů počítačových konektorů a zjednodušení konfigurace softwaru, jak pro účely komunikace, tak pro napájení zařízení.

USB 2.0 a 3.0

V současnosti je rozhraní USB 2.0 (zvané „Hi-Speed USB“) implementováno ve více než 10 miliardách zařízení po celém světě a každoročně přibývají další přibližně dvě až tři miliardy zařízení. Následující generace rozhraní USB 3.0 („SuperSpeed USB“), jejíž specifikace byla uvolněna na konci roku 2008 a která je zpětně kompatibilní s USB 2.0, zdaleka nedosahuje takové úrovně penetrace trhu.

Nyní se do soutěže o vysokou datovou propustnost vedle USB 3.0 zapojuje také technologie Thunderbolt, kterou podporují nejvýznamnější hráči v oboru, Apple a Intel. Ačkoli se z této technologie může časem stát vážná konkurence pro USB, je vysoce pravděpodobné, že tyto dva standardy budou v budoucnu existovat vedle sebe. Intel prezentuje technologii Thunderbolt jako doplněk k protokolu USB (na jehož vývoji se Intel také podílel), který současně naplní potřeby zařízení s požadavky na vyšší výkonnost rozhraní.

Rychlejší, výkonnější, menší

Rozhraní USB 2.0 dosahuje přenosových rychlostí 480 Mb/s a USB 3.0 nabízí rychlost přibližně desetkrát vyšší, okolo 4,7 Gb/s. Nový soutěžící, Thunderbolt, je navržen pro ještě vyšší rychlosti, až 10 Gb/s. Takováto datová propustnost umožňuje přenést 25GB film ve vysokém rozlišení zhruba za 30 sekund. Při použití USB 3.0 by takový přenos trval 60 až 75 sekund. Podpora technologie Thunderbolt se očekává u zařízení, která využijí velmi rychlého I/O, jako jsou vysokorychlostní paměťová zařízení (např. disková pole RAID), zařízení pro záznam a zobrazení multimédií ve vysokém rozlišení a rozšiřující karty PCI Express (PCIe) pro notebooky.

Kromě vysoké datové propustnosti přináší Thunderbolt také napájení zařízení s příkonem až 10 W, což je více než dvojnásobek hodnoty poskytované rozhraním USB 3.0. Nový standard také přichází s menšími a tenčími konektory než USB. Tyto konektory jsou z hlediska fyzického uspořádání a elektrického zapojení založeny na konektoru Mini-DisplayPort společnosti Apple a jsou tedy velmi vhodné pro zařízení, jako jsou ultratenké notebooky, netbooky a tablety.

Měď, konektor, kabel a řadič

Thunderbolt je sériové datové rozhraní používající měď. Jeho specifikace kombinuje dva protokoly: PCI Express (PCIe) a DisplayPort, což znamená, že simultánní obousměrné datové a obrazové signály lze přenášet jediným kabelem. Jediný port Thunderbolt podporuje také rozbočovače a řetězové zapojení až sedmi zařízení. Prostřednictvím rozhraní DisplayPort lze připojit až dvě zobrazovací zařízení s rozlišením až 2 560 × 1 440 obrazových bodů a také osm zvukových kanálů ve vysokém rozlišení.

Konektor Thunderbolt má pět vodičů, jeden pro řízení a dva jednosměrné páry, z nichž každý sestává z jedné vstupní a jedné výstupní linky, které dohromady tvoří dva plně duplexní kanály, oba obousměrné. Konektory aktivního kabelu Thunderbolt obsahují řídicí čipy. Řadiče na hostitelském zařízení a v perifériích multiplexují data ze dvou protokolů na transportní vrstvě a v cílovém umístění je opět demultiplexují, což umožňuje současnou podporu různých zařízení. Díky tomu jsou systémy zapojené před ovladačem zpětně kompatibilní se stávajícím hardwarem DisplayPort. Beze ztráty funkcionality jsou také podporovány adaptéry Mini-DisplayPort pro DVI, dual-link DVI, HDMI a VGA.

Tržní potenciál

V současnosti je jediným dodavatelem počítačů s porty Thunderbolt společnost Apple, ale její vliv na trhu spotřební elektroniky a počítačů znamená, že toto nové rozhraní má solidní uživatelskou základnu. Apple přidal porty Thunderbolt k portům USB na počítačích MacBook Air, MacBook Pro, iMac a Mac mini. Existuje také několik málo dalších významných hráčů na trhu, kteří oznámili záměr uvést produkty s rozhraním Thunderbolt. Mezi ně patří i společnost Sony, která nedávno naznačila, že některé nové notebooky Vaio mohou být také vybaveny rozhraním Thunderbolt nebo alespoň kompatibilní variantou této technologie.

Zatím vyšší cena

Jako vždy je hlavní překážkou přijetí na trhu cena. Kabel pro Hi-Speed USB se prodává za přibližně 1,50 USD a čipová sada stojí méně než jeden dolar. Kabel SuperSpeed USB stojí přibližně 4,50 USD. Kabely Thunderbolt jsou v současnosti k dostání přibližně za 49 USD, což je víc než desetinásobek ceny SuperSpeed USB. V době psaní tohoto článku společnost Intel dosud neoznámila ceny řadičů Thunderbolt, ale plánuje letos uvést na trh nízkonákladovou čipovou sadu.

Věci se samozřejmě mohou měnit a obvykle se mění rychleji, než čekáme, ale přesto se zdá, že rozhraní USB 2.0 má před sebou ještě dlouhý život. Thunderbolt možná nabídne dvojnásobnou, respektive dvacetinásobnou, datovou propustnost oproti rozhraním USB 3.0 a 2.0, ale využijí těchto rychlostí uživatelé? Až ceny poklesnou na přijatelnou úroveň, zvýší se i jejich popularita mezi uživateli.