Vad att veta
- Thunderbolt är en hårdvarustandard utvecklad av Apple och Intel.
- Thunderbolt-gränssnittet tillåter användare att ansluta enheter som iPhones och externa hårddiskar till sina datorer.
- Thunderbolt 4 är den senaste versionen. Den konkurrerar med USB4 och är helt korskompatibel.
Thunderbolt är en hårdvarustandard som gör att kringutrustning, som smartphones och externa hårddiskar, kan anslutas till en dator. Den har utvecklats av Intel i samarbete med Apple.
Thunderbolt-versioner
Det finns flera versioner av Thunderbolt, med nyare iterationer som stadigt förbättras i dataöverföringshastigheter eller -hastigheter. Den första versionen av Thunderbolt, från början kallad Light Peak, lanserades 2011. Standarden hittades först på Mac-datorer, men den har sedan dess tagit sig till PC, ofta konkurrerande med USB-standarden. Men till skillnad från USB-enheter, som inte behöver certifieras, måste Thunderbolt-enheter vara certifierade av Intel.
Den fjärde generationen av Thunderbolt, kallad Thunderbolt 4, tillkännagavs 2020, månader efter tillkännagivandet av USB4. USB4 är baserad på och kompatibel med Thunderbolt 3. Thunderbolt 3 var kompatibel med USB-C-portar.
Medan Thunderbolt- och USB-standarder ofta är kompatibla med varandra, har deras specifikationer historiskt sett varit olika. En USB-enhet som är ansluten till en Thunderbolt-port kan fungera, men den kommer sannolikt inte att leverera Thunderbolt-hastigheter. Överföringshastigheten begränsas av den långsammaste medlemmen. Traditionellt var detta USB.
Med lanseringen av Thunderbolt 4 är dock protokoll och datahastigheter helt kompatibla med USB 4, som är bakåtkompatibel med Thunderbolt 3, USB 3.2 och USB 2.0. Denna konvergens av kompatibilitet gör USB till den mest korskompatibla standarden, även om USB4-enheter sannolikt inte kommer att dyka upp förrän 2021.
The History of Thunderbolt
Under sina tidiga utvecklingsstadier kallades Thunderbolt Light Peak. Light Peak var ursprungligen tänkt att vara en optisk gränssnittsstandard. Thunderbolt släppte målet till förmån för mer traditionella elektriska kablar.
Detta gjorde Thunderbolt lättare att implementera. Istället för att förlita sig på en ny kontakt, baserades Thunderbolt på den befintliga DisplayPort-tekniken och dess mini-kontaktdesign. Tanken var att låta en kabel bära en videosignal och en standarddatasignal. DisplayPort var ett logiskt val bland videogränssnitt eftersom den hade en extra datakanal inbyggd i sin specifikation. De andra två digitala bildskärmskontakterna, HDMI och DVI, saknade denna kapacitet.
För att uppnå datalänksdelen av Thunderbolt-gränssnittet använde Intel standard-PCI-Express-specifikationen. Att använda PCI-Express-gränssnittet var ett logiskt drag eftersom det användes som ett anslutningsgränssnitt för att ansluta interna komponenter i en processor.
Bottom Line
För Apple var Thunderbolt en övning för att minska sladdtrassel. Ultraportabla bärbara datorer som MacBook erbjuder begränsat utrymme för externa kringutrustningskontakter. Med Thunderbolt kombinerade Apple data- och videosignaler till en enda kontakt. Datasignaldelen av Thunderbolt-kabeln gjorde det möjligt för skärmen att använda USB-portar, en FireWire-port och en Gigabit Ethernet över en enda kabel.
Mer än en enhet i en port
Thunderbolt kan köra flera enheter från en enda perifer port på grund av dess kedjefunktionalitet. För att detta ska fungera måste Thunderbolt-kringutrustningen ha en inkommande och en utgående anslutningsport.
Den första enheten i kedjan är ansluten till datorn. Nästa enhet i kedjan ansluter sin inkommande port till den första enhetens utgående port. Därefter upprepas mönstret för varje efterföljande enhet i kedjan. Alternativt kan du använda en Thunderbolt-docka för att ansluta flera enheter till din dator med en enda port.
Det finns gränser för antalet enheter som kan köras på en enda Thunderbolt-port. Standarden (inklusive Thunderbolt 3 och 4) tillåter upp till sex enheter att kopplas ihop. Om du ansluter för många enheter kan det mätta bandbredden och minska den totala prestandan för kringutrustningen.
DisplayPort-kompatibilitet
Thunderbolt-portar är helt kompatibla med DisplayPort-standarder för att bibehålla kompatibilitet med traditionella DisplayPort-skärmar. Det betyder att vilken DisplayPort-skärm som helst kan anslutas till en Thunderbolt-port. Det gör dock att Thunderbolt-datalänken på kabeln inte fungerar.
På grund av detta designade företag som Matrox och Belkin Thunderbolt-basstationer för datorer som tillåter en DisplayPort-passage. På så sätt kan datorn ansluta till en bildskärm och använda datakapaciteten i Thunderbolt-porten för Ethernet och andra perifera portar.
PCI-Express
Med PCI-Express-databandbredden kan en enda Thunderbolt-port bära upp till 10 Gbps i båda riktningarna. (Thunderbolt 3 och 4 stöder upp till 40 Gbps total bandbredd, vilket inkluderar DisplayPort-signalen.) Detta är mer än tillräckligt för de flesta kringutrustning som en dator skulle ansluta till. De flesta lagringsenheter körs under de nuvarande SATA-specifikationerna, och solid-state-enheter kan inte uppnå dessa hastigheter.
De flesta lokala nätverk baseras på Gigabit Ethernet (1 Gbps), vilket är en tiondel av bandbredden som tillhandahålls av en 4-vägs PCIe-anslutning. Följaktligen tillhandahåller Thunderbolt-skärmar och basstationer vanligtvis perifera portar och passerar data för externa lagringsenheter.
Hur Thunderbolt jämförs med USB och eSATA
USB 3.0 är det vanligaste av de nuvarande höghastighetsgränssnitten för kringutrustning. Den har fördelen att den är kompatibel med all bakåtriktad USB 2.0-kringutrustning. Den är dock begränsad till en port per enhet om inte en USB-hubb används.
USB 3 erbjuder fullständig dubbelriktad dataöverföring, men hastigheterna är ungefär hälften av Thunderbolt vid 4,8 Gbps. Den bär inte specifikt en videosignal på det sätt som Thunderbolt gör för DisplayPort. Den används för videosignaler via antingen en direkt USB-monitor eller en basstationsenhet, som bryter ut signalen till en standardmonitor. Nackdelen är att videosignalen har en högre latens än Thunderbolt med DisplayPort-skärmar.
USB4 fördubblar överföringshastigheterna för USB 3.0. Med 40 Gbps är den på samma fot som Thunderbolt 3 och 4, som båda är kompatibla med USB4.
Thunderbolt är mer flexibelt än eSATA-gränssnittet. Extern SATA fungerar endast för användning med en enda lagringsenhet. De nuvarande eSATA-standarderna är max 6 Gbps jämfört med 10 Gbps för Thunderbolt.
Thunderbolt 3
Thunderbolt 3 släpptes 2015 och byggde på idéerna från tidigare versioner. Istället för att använda DisplayPort-teknik är Thunderbolt 3 baserad på USB 3.1 och dess nya Type-C-kontakt. Detta öppnade för nya möjligheter, inklusive möjligheten att överföra kraft och datasignaler.
Tänkbart skulle en bärbar dator som använder en Thunderbolt 3-port kunna strömförsörjas via kabeln samtidigt som kabeln används för att skicka video och data till en bildskärm eller basstation. Överföringshastigheter för Thunderbolt 3 toppar med 40 Gbps, vilket är mer än tillräckligt för att driva flera enheter samtidigt.
Thunderbolt 4
Tillkännagav i början av 2020, med enheter som dyker upp på hyllorna senare under året, Thunderbolt 4 lade inte till någon hastighet till Thunderbolt 3. Ändå förbättrade den specifikationerna på flera sätt.
Thunderbolt 4-protokollet kan stödja två 4K-skärmar istället för en, eller en enda 8K-skärm. Sladdar kan vara upp till två meter långa. Den innehåller också flera minimistandarder för kringutrustning, inklusive stöd för väckning från sömn för dockningar, strömklasser för laddning av bärbara datorer och skydd mot Thunderspy-attacker.
Thunderbolt 4 är helt kompatibel med USB4-protokoll och datahastigheter. Denna korskompatibilitet har skapat förvirring, nämligen att portarna för Thunderbolt 4, Thunderbolt 3 och USB4 inte går att särskilja visuellt.
