Чем отличается mini displayport от thunderbolt. Какой интерфейс выбрать: Thunderbolt, FireWire или USB? Технические характеристики и возможности

1. К iMac Pro и MacBook Pro 15 дюймов можно подключить до четырёх мониторов 4K или двух мониторов 5K; к Mac mini - до трёх мониторов 4K или один монитор 5K; к iMac, MacBook Air и MacBook Pro 13 дюймов - до двух мониторов 4K или один монитор 5K; к MacBook - один монитор 4K.
2. Тестирование проводилось компанией Apple в октябре 2016 года на контрольных образцах 15-дюймового MacBook Pro с 4-ядерным процессором Intel Core i7 с тактовой частотой 2,9 ГГц, флеш-накопителем ёмкостью 1 ТБ и ОЗУ ёмкостью 16 ГБ. Файлы копировались со встроенного флеш-накопителя MacBook Pro на контрольный образец RAID-массива с чередованием, состоящий из двух SSD-накопителей LaCie Bolt. При тестировании передачи аудио использовались аудиофайлы M4A, приобретённые в iTunes Store. При тестировании передачи фото использовались фотографии, снятые на iPhone 7 Plus. При тестировании передачи видео использовались видеозаписи с разрешением 1080р и частотой 30 кадров/с, снятые на iPhone 7 Plus. MacBook Pro непрерывно следит за температурными и энергетическими показателями и может по мере необходимости регулировать производительность для поддержания оптимальных условий работы.

• Контент продаётся отдельно. Наличие представленных приложений не гарантируется.

Технологии развиваются постоянно. Меняются технические возможности ноутбуков, внешний вид, разъемы коммуникации. За последние годы техника Apple получила порт Thunderbolt. Каждый обновленный ноутбук имеет хотя бы одни такой порт. Хоть и ожидалось, что тандерболт вытеснит Port USB 3.0, но этого пока не произошло. Некоторые модели Apple ноутбуков оснащены только новыми портами, что не удобно в использовании. Каковы преимущества у Thunderbolt?

Первое название этого интерфейса Light Peak. Это разработка компании Intel совместно с Apple. Для чего и зачем он нужен? Этот стандарт не просто новый оптический интерфейс для внешних устройств, он соединяет в последовательный поток PCI Express и Display Port. Так обеспечивается высокая скорость передачи данных. Интерфейс поддерживает высокоточную синхронизацию по времени. Это главное требование периферийных аудио и видео технических средств.

Как это работает?

Сейчас используются видеокарты с интерфейсом PCI (или PCIe) — Express. Интегрирование в систему контроллеров идет двумя путями: прямое подключение к линиям PCI Express процессора (Ivy Bridge или Sandy Bridge). Либо связь с чипсетом PCH через линию PCIe. Данные с Display Port и PCIe проникают в контроллер раздельно, далее совместно перемещаются по кабелю и на выходе расходятся. Стоимость кабеля высокая из-за того, что он активный. Каждый наконечник шнура оснащен чипом-передатчиком низкой мощности. Чипы-передатчики усиливают проходящий сигнал.

Компания разработчик обнаружила, что кабель дает высокую скорость не только с оптоволоконным кабелем, но и с медным. Так же технология поддерживает «горячее» подключение, как у интерфейса FireWire. Подключайте в одну последовательную цепь до 6-ти устройств, из них может быть два монитора с Display Port. Для последовательного подсоединения устройства должны иметь по два порта Thunderbolt. Устройство с единственным портом ставят замыкающим, т. к. через него не получится передать сигнал дальше.

У порта есть физическое совмещение с Mini Display Port, при подключении сложностей не появится. Интерфейс оснащен двумя линиями данных, обе передают сигналы в обоих направлениях со скоростью до 10 Гбит в секунду. Одна линия применима для передачи информации между техникой, а вторая используется для сигналов экранов.

Каждый ноутбук выпущенный компанией Apple за последнее время оснащен одним или несколькими портами Thunderbolt. Корпус гаджета оснащается ими по обеим сторонам ближе к петлям. Если ноутбук имеет только один единственный порт (или все), и это стандарт Thunderbolt, то без дополнительного переходника не обойтись. Переходник может понадобиться для подключения внешней видеокарты. Такая нехитрая манипуляция улучшит графические возможности у Apple MacBook Air 11″ Mid-2013. Если вы хотите подключить TV к ноутбуку, то сделать это можно через HDMI разъем. Если его нет, на помощь снова придет переходник.

Экспресс-станция Belkin

Это девайс, подключаемый через порт Thunderbolt, позволяющий подключить до восьми единиц техники. Подключение происходит по средствам стандартов FireWire, USB, соединения по Ethernet и подсоединения через шлейфовый Thunderbolt. С таким инструментом вам не понадобятся дополнительные переходники. Инструмент позволяет получить высокую скорость передачи информации. Универсален в использовании. Дизайн устройства минималистский, стилистически подойдет ко всем гаджетам компании Apple. Экспресс-станция компании Belkin быстро передает большие объемы информации в высоком качестве.

Сравнение USB 3.0 с интерфейсом Thunderbolt

Не смотря на ожидания, стандарт USB не был вытеснен. Скорее наоборот, он популярен. Но с появлением Thunderbolt интерфейса расширились технические возможности, хоть и по высокой цене. Как будет развиваться борьба этих интерфейсов, покажет время, а пока сравним их характеристики.

Основные характеристики

Port USB обеспечивает высокую скорость передачи данных, без ограничения длинны кабеля. Питание управляется нормально, совмещается с предшествующими стандартами. Высокая скорость достигается за счет параллельных вспомогательных шин. Это увеличивает скорость передачи и позволяет передавать информацию полнодуплексно (данные передаются одновременно в две стороны).

Уровень поставки мощности выше, чем у версии 2.0 в 1,5 раза (если устройства оптимизированы под стандарт). Если разъемы не используются, то переходят в режимы энергосбережения. Данный стандарт справится с приложениями, требующими высокую пропускную способность.

Port Thunderbolt 2 передает данные на высокой скорости. Это двусторонний интерфейс, для последовательной передачи информации, используемый для подсоединения дисплеев. Все как в HDMI, но еще есть поддержка VGA и более старых аналогов видео. Технология обеспечивает «горячее» подсоединение без перегруза системы. Через него подключаются мониторы, даже качества 4K HD. Разъем позволяет подсоединять последовательно больше трёх устройств (до шести) без потери пропускной способности каждого. Дает мощность в 10 Вт.

Учитывая основные характеристики каждого интерфейса нельзя сказать, что какой-то превосходит. Оба подают большие надежды на дальнейшее использование и развитие.

Скоростные показатели

Показатели скорости, которые будут указываться ниже, являются теоретическими, либо максимально возможными. По факту, они бывают ниже. Наивысшая скорость USB 3.0 достигает 5 ГБ в секунду. Это раз в десять выше, чем показатель версии 2.0. Подходит для сценариев с высокой пропускной способностью, даже для хранения информации в RAID-массиве.

У Thunderbolt коннектора есть четыре независимых линии передачи. Так для каждого подсоединенного устройства скорость передачи будет равна 10 ГБ в секунду. Второе поколение способно передавать информацию со скоростью 20 ГБ в секунду. Этот показатель в 4 раза превосходит значение уровня скорости у USB 3.0. Такая скоростная возможность обеспечивается двумя линиями передачи в двух направлениях одновременно. Поэтому можно смело сказать, что данный стандарт имеет преимущество перед USB 3.0.

Цена

USB 3.0 применяется повсеместно именно благодаря своей низкой стоимости. Производители устанавливают на чипсеты Intel и AMD этот стандарт. Это универсальный стандарт, поэтому почти каждое устройство имеет соответствующий разъем. Это дает потребителю широкий выбор кабелей всех видов. Их ценовая категория в пределах доступной.

В случае со стандартом Thunderbolt все обстоит иначе. Ноутбук, который имеет такой разъем, находится в ценовой категории от 1000 долларов. Для использования этого разъема, одного его наличия не достаточно, нужны адаптированные периферийные устройства. Они тоже не из дешевой техники. Даже покупая переходники, придется потратить значительную сумму. Эта технология более дорогая еще из-за того что производство идет не массовое. По критерию цены данный стандарт проигрывает.

Совместимость

3.0 и 2.0 USB совместимы. Если вы используете стандартный кабель с более ранним портом, то передача данных будет идти по наивысшему пределу порта нижнего стандарта. Данный разъем популярен и используется повсеместно, поэтому у вас не возникнет проблем с его использованием и поддержкой его внешними устройствами.

Интерфейс Thunderbolt 3 совместим с двумя предшествующими поколениями: 1 и 2. «Родные» кабели тоже можно использовать для всех поколений. Для получения наивысшей скорости передачи необходимо, чтобы все гаджеты цепи имели поддержку 3-го поколения стандарта. Подключить периферийный дисплей имеющий Mini Display Port можно напрямую. Однако шнур Mini Display Port использовать с внешним устройством Thunderbolt не получится.

Для подключения других стандартов, например, VGA, DVI и HDMI, необходимы переходники. Стоимость этих переходников высокая, найти их бывает тоже не просто. Поэтому стандарт USB 3.0 наиболее удобен, из-за своего повсеместного использования.

Вывод

Thunderbolt технология заглядывает далеко в будущее. Она действительно способна передавать данные на высоких скоростях. Затруднение в использовании во много вызвано не готовностью других устройств к работе с разъемом. Стандарт не применяется так популярно как USB 3.0, поэтому его изготовление не поставлено на поток и себестоимость высокая. Сопряжение с периферийными устройствами не имеющими необходимого порта осложняется дополнительными затратами на покупку переходников. Но, если рассматривать подключение и работу с адаптированными устройствами, то интерфейс показывает высокий результат и огромный потенциал.

Если рассматривать USB 3.0 как доступную альтернативу, то интерфейс показывает хорошие показатели. Сегодня уже есть версия 3.1, которая по показателям превосходит предшественника. При этом есть совмещение практически со всеми устройствами. Это позволяет не тратить средства на дополнительные аксессуары в виде переходников. Так же популярность стандарта обеспечивает массовое производство как техники с портами, так и различных аксессуаров по доступным ценам.

Сейчас удобным стандартом в использовании считается USB 3.1. Но если смотреть в будущее, то стандарт Thunderbolt 3 задает высокую планку. Только со временем узнаем, какой «вход» будет реализовывать наибольшее количество требований.

Технология Thunderbolt - совместная, можно сказать, разработка Apple и Intel - стала распространяться вместе с последним поколением MacBook. Вы наверняка знаете, что Apple не спешит включать сырые технологии в свою технику, но Thunderbolt нельзя назвать таковой. Чем же привлекла эта технология сверхскоростной передачи данных Apple? В этой статье вы найдете все, что вам нужно знать о последнем стандарте в области передачи данных.

(старое название Light Peak) - это достаточно новая технология периферийного подключения, разработанная Intel совместно с Apple, которая позволяет передавать данные, видео, аудио и электроэнергию через один порт. Построенная на архитектурах PCI Express и DisplayPort, Thunderbolt позволяет передавать данные на высокой скорости, взаимодействуя с внешними периферийными устройствами вроде жестких дисков, RAID-массивов, устройств для съемки видео, сетевыми интерфейсами и другой техникой. Порт позволяет передавать видео высокого разрешения с помощью протокола DisplayPort. Каждый порт Thunderbolt обеспечивает подключаемую технику общей мощностью до 10 Вт.

Есть ли разница между Thunderbolt и Light Peak?

Light Peak это просто кодовое название Thunderbolt, полученное от Intel, когда технология была еще в стадии разработки - такие названия даются любым технологиям. Единственное, что стоит отметить, это то, что Thunderbolt подразумевает оптическую и электрическую передачу данных, но Apple использует только электрическую схему. Intel ожидает, что большинство производителей будет использовать электрическую схему из-за низкой стоимости и возможности передачи питания. Оптические версии, скорее всего, будут нужны в случаях, где будут использоваться кабели длиной более трех метров.

Как Thunderbolt задействует PCI Express?

PCI Express это высокоскоростная архитектура, которая используется для связи различных компонентов внутри Mac, например, процессора, графической карты и накопителя. Как нетрудно догадаться, PCI Express позволяет этим компонентам обмениваться данными между собой достаточно быстро. Из-за того, что Thunderbolt задействует PCI Express в качестве шины для прямого соединения, технология впечатляет своей скоростью.

Насколько быстро работает Thunderbolt?

В теории - очень быстро. Канал Thunderbolt обеспечивает скорость передачи данных 10 Гб/с, и каждый порт может включать два канала. Thunderbolt также двунаправленный, то есть может принимать и передавать данные одновременно. Даже на практике скорость достигает 8 Гб/с, что гораздо быстрее, чем у FireWire 800 и USB 3.0. Не говоря уж о eSATA-соединении на многих персональных компьютерах под Windows.

Конечно, как и с любым другим высокоскоростным интерфейсом, производительность каждого подключенного устройства будет ниже из-за ограничений в самом устройстве. К примеру, многие SATA-накопители имеют пиковую скорость работы 3 Гб/с, и даже SATA 3.0 - в теории ограничены 6 Гб/с. Даже устройства-посредники могут «съедать» достаточно серьезный кусок скорости.

Чем Thunderbolt лучше FireWire, USB, eSATA и других?

Самым большим преимуществом является, конечно, вышеупомянутая производительность. Но еще большим подкупающим пунктом можно назвать то, что Thunderbolt поддерживает передачу данных, видео, аудио и питания всего через один порт - и соответственно через один кабель - ко многим периферийным устройствам. Как минимум, вы сможете подключить достаточно устройств и адаптеров с Thunderbolt.

Выходит, Thunderbolt это что-то вроде старой технологии Apple Display Connector?

Не совсем, хотя идея и аналогична Apple Display Connector (ADC). Хотя Thunderbolt поддерживает передачу видео, аудио, данных и питания - тем самым уменьшая количество кабелей, торчащих из компьютера - он не обеспечивает должную мощность для подключения большого дисплея. (ADC выдает 100 Вт мощности на передачу питания, видео, аудио и USB-сигналов). С другой стороны, ADC-соединение требует специализированных - и дорогих - видеокарт, в то время как Thunderbolt использует стандартный Mini DisplayPort.

Какой тип физического соединения использует Thunderbolt?

Достаточно удобный - на всех последних Mac Thunderbolt использует порт Mini DisplayPort, а на новейших моделях MacBook - отдельный порт Thunderbolt, Mini DisplayPort же исключен из доступных.

Как же мне подключить свой дисплей, если нет разъема Mini DisplayPort?

Поскольку Thunderbolt обрабатывает как данные, так и видео DisplayPort, вы можете подключить свой дисплей с Mini DisplayPort - или другой дисплей с адаптером Mini DisplayPort - к порту Thunderbolt, либо последовательно соединить его с другими устройствами Thunderbolt, как написано ниже.

Каковы видео- и аудиовозможности Thunderbolt?

Помните, что каждый порт Thunderbolt включает как DisplayPort, так и соединение PCI Express. Это означает, что Thunderbolt может обрабатывать те же самые типы видео и аудио - с разрешением 1080p и 8 каналами аудио - что и DisplayPort. Когда дело доходит до видео, самым большим ограничением становится графическая карта. К примеру, новые MacBook поддерживают внешний дисплей с разрешением 2560 на 1600 пикселей и миллионами цветов в дополнение ко встроенному дисплею или в режиме отображения двух дисплеев. На стационарном Mac Thunderbolt-порт поддерживает два дисплея с высоким разрешением. Вы можете напрямую подключить дисплей с Mini DisplayPort или с адаптером DisplayPort, HDMI, DVI или VGA.

Совместим ли Thunderbolt с USB и FireWire?

Адаптеры уже доступны, поэтому вы сможете подключать устройства с USB, FireWire 400 и FireWire 800 к порту Thunderbolt. Новый порт не сделает устройства быстрее, но и не ограничит их в скорости. FireWire 800, к примеру, не сможет передавать данные быстрее, чем на скорости 800 Мб/с.

Как насчет других типов соединений?

Как отмечалось выше, Thunderbolt может передавать данные, видео, аудио, сетевые данные и питание, поэтому без адаптеров тут не обойтись. К примеру, адаптеры под аудио и Gigabit Ethernet уже имеются в наличии.

Можно ли подключить несколько устройств к одному порту Thunderbolt?

Вы можете подключить до шести устройств к каждому из портов Thunderbolt, связав их цепью, то есть с помощью последовательного подключения. Конечно, отсюда следует, что каждое устройство в цепи должно иметь два порта Thunderbolt (или два других типа дата-портов с адаптером Thunderbolt).

Влияет ли подключение множества устройств на производительность, как в случае с USB 2.0?

В отличие от USB 2.0, где соединение с невысокоскоростным устройством или USB 1.0 может снизить производительность всей шины USB, Thunderbolt специально построен таким образом, чтобы работать со многими устройствами без ущерба для самого канала. Конечно, эти устройства будут разделять общую пропускную способность канала Thunderbolt, что может ограничить производительность отдельного устройства, если будет передавать большой поток данных, но в то же время производительность канала Thunderbolt самого по себе не будет страдать.

Как подключение устройства без Thunderbolt влияет на производительность?

Зависит от многого. Если вы будете подключать эти устройства в конец вашей цепочки Thunderbolt, они могут снизить производительность более быстрой техники, которая получает данные с компьютера. Если вы подключаете устройство без порта Thunderbolt в середину кольцевой цепочки, все зависит от того, как именно вы его подключаете.

К примеру, если вы используете два адаптера FireWire-Thunderbolt, чтобы подключить жесткий диск с FireWire в середину кольцевой цепочки Thunderbolt, производительность остальной части цепочки, которая передает данные на компьютер будет ограничена шиной FireWire, которая чисто физически не может передавать данные быстрее, чем Thunderbolt.

Если же не будет адаптера, позволяющего обойти это ограничение (или создать T-образное ответвление), последним устройством в цепочке должен быть дисплей.

Получат ли Thunderbolt все Mac?

Apple не комментирует будущую продукцию, но о том, что Thunderbolt уделяется должное внимание говорит то, что этот стандарт включен в нынешнюю линейку MacBook Pro - причем даже в модель начального уровня. Компания надеется на широкое принятие технологии Thunderbolt. Куда более интересным вопросом является…

Заменит ли Thunderbolt FireWire и USB на Mac?

Вполне возможно, но в любом случае, это займет некоторое время. Thunderbolt еще не так окрепла и в «новом» состоянии будет до тех пор, пока не станет таким же привычным явлением, как USB и FireWire.

Тем не менее, мы все помним оригинальные iMac, когда Apple отказалась от ADB-коннекторов в пользу USB - еще задолго до того, как USB-периферия стала обыденным и недорогим явлением. В любом случае, идея единого порта и коннектора привлекала Джобса и привлекает Apple. Достаточно взглянуть на порт, которым снабжены iPhone, iPad и iPod touch.

Получат ли iOS-устройства Thunderbolt?

Как отмечалось выше, Thunderbolt построена на PCI Express, архитектуре, которая лежит в основе Mac и многих персональных компьютеров. Но iOS-устройства не задействуют PCI Express, поэтому достаточно сложно будет включить порт Thunderbolt в iPhone. Плюс 30-контактный порт на iOS-устройствах имеет достаточно много возможностей. Скорее всего, Apple будет продавать опциональные кабели, связывающие Thunderbolt и док-коннектор для зарядки и синхронизации.

Какие устройства, подключаемые к Thunderbolt, доступны на сегодняшний день?

Бум Thunderbolt-подключаемых устройств пришелся разве что на CES 2012. Elgato SSD-накопитель стоимостью 349,95 фунта за 120-гигабайтовую версию и 569,95 фунта за модель с объемом памяти 240 ГБ. Еще один интересный вариант - от MSI - GUS II . Внешнее устройство имеет интерфейс Thunderbolt и внутренний слот PCIe. Еще одним аксессуаром с поддержкой Thunderbolt стала конструкция от Belkin , она позволяет пользователям подключать несколько устройств с USB к одной док-станции. Ожидается, что на рынке продукт появится в сентябре 2012 года, и стоить будет 299 долларов.

Еще в феврале в продажу хранилище LaCie 2big Thunderbolt. Новинка доступна в версиях на 4 ТБ (стоимость 650 долларов) и 6 ТБ (стоимость 800 долларов). LaCie 2big обеспечивает скорость передачи данных до 327 Мб/сек, предлагает быструю замену накопителей, позволяет создавать RAID-массивы и, конечно же, создавать между собой цепь через порты Thunderbolt.

Для сравнения скажем, что LaCie 2big предлагает в три раза выше скорость передачи данных по сравнению с FireWire 800 и в связке способны обеспечить скорость передачи до 676 Мб/сек.

И в качестве примера цепочки, которую позволяет составить канал Thunderbolt - - 24 терабайта в одной цепи накопителей.

IDF уже в этом году должна начать продажу специальных доков, упрощающих соединение различных устройств с различными типами передачи данных.

В числе наиболее технологичных коммуникационных интерфейсов, представленных на современном IT-рынке — Thunderbolt. Устройства, совместимые с ним, впервые появились на рынке в 2011 году. Какова специфика данного стандарта? Каковы его преимущества перед распространенными конкурентными решениями?

Thunderbolt?

Thunderbolt — что это за технология? Ранее она была известна как Light Peak. Представляет собой стандарт проводных коммуникаций, посредством которого возможна передача различного типа цифровых данных, а также электроэнергии. Разработана совместными усилиями двух гигантов IT-индустрии — Intel и Apple. По-английски Thunderbolt означает "раскат грома". Похожее название имеет военный самолет A-10 Thunderbolt II, используемый ВВС США. Неизвестно, присутствует ли здесь какая-либо преемственность между ним и решениями от IT-брендов. Но факт достаточно примечательный.

В основе технологии — две архитектуры: PCI Express, а также DisplayPort. Основное преимущество технологии — в высокой скорости передачи данных, а также в универсальности. Возможна организация взаимодействия с широким спектром устройств — жесткими дисками, мультимедийными девайсами. Также порт, поддерживающий стандарт Thunderbolt, может передавать видеопоток с высоким разрешением посредством протокола DisplayPort. Суммарная предельная мощность подключенной к порту Thunderbolt техники — 10 Вт.

Технология позволяет передавать данные как оптическим, так и электронными методом. Второй вариант экономичнее. Но спрос на оптическую реализацию технологии также ожидается ощутимый.

Задержка при передаче данных в рамках рассматриваемого стандарта минимальна — порядка 8 нс. Для соединения устройств может задействовать медный кабель длиной до 3 м или оптический — до 100 м. Подключение устройств к компьютерам Mac, оснащенным портами Thunderbolt, возможно в «горячем» режиме — без выключения устройства.

Ожидается, что в перспективе технология Thunderbolt будет способна обеспечивать скорость передачи данных до 100 Гбит/сек. Особенно ощутим спрос на соответствующий стандарт наблюдается со стороны специалистов, которые занимаются обработкой высококачественных видеофайлов.

История создания технологии

Технология, изначально названная Light Peak, была представлена общественности компанией Intel в 2009 году. При этом американский бренд задействовал прототип девайса Mac Pro, посредством которого через оптический кабель транслировались видеопотоки с высокой четкостью. Одновременно была показана возможность передачи данных в рамках локальной сети и взаимодействия системы с внешним накопителем. Технология функционировала на базе интерфейса PCI Express.

Посредством оптических каналов обеспечивалась скорость передачи данных, составляющая 10 Гбит/сек. Также был отмечено, что возможно достижение показателей в 100 Гбит/сек. Представители компании Intel заявили, что устройства, оснащенные Light Peak, могут появиться на рынке в 2010 году. В мультимедийных онлайн-презентациях также было показано, что технология Light Peak способна взаимодействовать с широким спектром устройств — камерами, компьютерами, мониторами.

В мае 2010 года компания Intel показала общественности ноутбук, оснащенный Light Peak, тем самым доказав, что интерфейс может быть встроен в небольшие по размеру устройства. Также специалисты Intel показали, как может осуществляться одновременная передача двух видеопотоков в высоком качестве. Бренд объявил, что фабричный выпуск контроллеров, поддерживающих соответствующую технологию, возможен в конце 2010 года. Осенью 2010-го некоторые прототипы девайсов, в которых был реализован новый стандарт, были показаны общественности на форуме Intel Developer Forum.

Появление на рынке

В феврале 2011 года стандарт Light Peak был реализован под новым названием — Thunderbolt на устройствах от Apple. Сначала новый порт появился на MacBook Pro, затем на компьютерах iMac, а также на MacBook Air, Mac Mini, а также в мониторах от Apple.

Сейчас на базе технологии уже создано большое количество устройств. В числе таковых — популярный дисплей Thunderbolt Display от Apple. Он примечателен прежде всего своей величиной. Количество дюймов, которым его оснастила Apple — 27. Thunderbolt Display позволяет в полной мере задействовать одно из главных преимуществ технологии — скорость передачи данных. Посредством данного ресурса обеспечивается вывод на большой экран видеопотока в большом разрешении и высочайшем качестве.

Thunderbolt и PCI Express

Выше мы говорили о Thunderbolt, что это технология, объединяющая два стандарта. Рассмотрим то, каким образом в рамках нее задействуется архитектура PCI Express. Данный стандарт — высокоскоростной, он задействуется для интеграции различных элементов устройств типа Mac — процессора, видеокарты, диска. Благодаря технологическим возможностям PCI Express, стандарт Thunderbolt может передавать данные со скоростью порядка 10 Гбит/сек. При этом в рамках каждого порта функционирует два канала — приема и передачи. Указанная скорость выше, чем при задействовании таких стандартов, как FireWire 800, или, например, USB 3.0. Но высокая скорость передачи данных — не единственное преимущество технологии.

Преимущества технологии

В числе ключевых особенностей технологии — универсальность. Рассматриваемый стандарт позволяет передавать соответствующего типа цифровые данные, а также электропитание через общий порт. Тем самым нет необходимости подключать к компьютеру большое количество кабелей. Другой аспект универсальности технологии — это совместимость с USB-портами и стандартом FireWire посредством специальных адаптеров. При этом технология Thunderbolt позволяет работать устройствам в пределах тех скоростей, которые гарантируются соответствующими интерфейсами, то есть, не замедляет их работу.

Следующий аспект универсальности технологии — возможность одновременного подключения до 6 устройств к одному порту Thunderbolt последовательным методом. Правда, ресурс канала будет делиться между девайсами. Для обеспечения оптимальной скорости передачи данных важно, чтобы на каждом из устройств, формирующих цепочку, поддерживался соответствующий стандарт без использования переходников. Еще один аспект универсальности технологии — совместимость с любыми процессорами и чипсетами — неважно, под каким конкретно брендом.

Конкурирующие технологии

Итак, мы рассмотрели основные преимущества Thunderbolt. Что это за технология, теперь вы знаете. Но есть у нее и конкуренты. Рассмотрим их специфику. Основной конкурирующий относительно технологии от Apple стандарт — это SuperSpeed USB, который также именуется USB 3.0. Каковы его ключевые преимущества относительно решения от Apple?

В числе таковых:

Поддержка оборудования, работающего на предыдущей технологии, USB 2.0;

Совместимость с современными моделями цифровой техники, материнскими платами;

Растущий рыночный спрос на соответствующего типа оборудование;

Питающее напряжение характеризуется высокой мощностью, и это позволяет запускать различные портативные девайсы.

Есть технологические нюансы, в которых стандарт USB 3.0 объективно уступает технологии от Apple. А именно:

Скорость передачи данных - до 200 МБ/сек;

Наличие одного порта USB 3.0 и двух разъемов типа Thunderbolt 2;

Пониженное выделение шума и высокая эффективность охлаждения, благодаря корпусу из алюминия;

Слабая вибрация, благодаря присутствию в конструкции корпуса амортизирующих элементов;

Устройство совместимо с Time Machine;

В комплекте поставки предустановлено несколько программ, предназначенных для резервного копирования данных;

Жесткий диск может быть модернизирован до модели SSD, благодаря чему скорость обмена данными может вырасти в 5 раз;

Благодаря возможностям Thunderbolt 2 диск можно задействовать как мощный инструмент больших данных - например, файлов монтажа высококачественного видео. В комплекте с устройством поставляется кабель для подключения к разъему Thunderbolt, аналогичный компонент для соединения через USB 3.0 (при совместимости с более ранним стандартом - USB 2.0), блок питания и руководство по установке.

Разумется, Apple Thunderbolt Display, жесткий диск LaCie d2 и экспресс-станция от Belkin — это лишь некоторые примеры девайсов, работающих на новой технологии. Устройства, задействующие преимущества высокоскоростного и универсального стандарта от Intel и Apple, представлены на рынке в самом широком спектре. Совершенно неудивительно, каким количеством дюймов оснастила свой дисплей Apple — 27" Thunderbolt Display представляет обзору пользователя высочайшего качества картинку. Вполне объясним также и интерес компании Belkin к новой технологии — стандарт, разработанный Apple и Intel, предполагает универсальность, совместимость с большим количеством иных интерфейсов, а потому и востребованность на рынке.

Примерно полгода назад топовые материнские платы стали снабжать новым высокоскоростным интерфейсом Thunderbolt, и одновременно с этим начали появляться оснащенные им периферийные устройства. Прежде всего это внешние накопители и NAS-системы, которые как раз нуждаются в высокоскоростном интерфейсе.

Интерфейс Thunderbolt

Напомним, что интерфейс Thunderbolt был разработан компанией Intel как универсальный высокоскоростной интерфейс для широкого класса периферийных устройств. Первоначально он назывался Light Peak и впервые был представлен на IDF 2009. Однако в своем первом варианте интерфейс Light Peak был ориентирован на использование оптического кабеля в качестве транспортной сети для передачи сигналов. Первое поколение устройств Light Peak, согласно заявлениям Intel, имело теоретическую скорость передачи данных 10 Гбит/с (полнодуплексный режим) на расстоянии до 100 м с применением оптического кабеля.

В дальнейшем было принято решение создать данный интерфейс на базе медных соединений. Кроме того, после реализации этой технологии на базе медных проводов Light Peak стал позиционироваться как замена большинству существующих проводных интерфейсов, таких как USB, SCSI, eSATA, FireWire, HDMI и DVI.

В 2011 году впервые были представлены продукты с использованием этой технологии, которая получила официальное название Thunderbolt. Первыми устройствами с Thunderbolt-портом стали ноутбуки MacBook Pro компании Apple. А на выставке Computex 2012 был представлен уже достаточно широкий ассортимент разнообразных решений с поддержкой интерфейса Thunderbolt.

Высокоскоростной интерфейс Thunderbolt основан на совмещении технологий DisplayPort и PCI-Express, то есть позволяет подключать периферийные устройства, применяющие эти протоколы передачи данных. Это дает возможность одновременно передавать видеоизображение и большие объемы данных, поскольку такие потоки разграничены между собой и передаются по разным каналам без задержек. По сути, в контроллере Thunderbolt установлены мультиплексор и демультиплексор, которые отвечают за передачу данных разных протоколов в едином потоке. Интерфейс Thunderbolt обеспечивает теоретическую пропускную способность передачи данных до 10 Гбит/с в одном направлении. При этом каждый из портов данного интерфейса включает два канала, что позволяет подключать по два устройства к одному порту Thunderbolt либо до шести устройств в виде цепочки. Каждый из каналов имеет в таком случае полную пропускную способность 10 Гбит/с для обоих направлений. Если же к порту подключено устройство, работающее по интерфейсу DisplayPort, то в этом случае пропускная способность условно делится на четыре линии с максимальной пропускной способностью 5,4 Гбит/с. Как заявляет компания Intel, в отличие от традиционных архитектур передачи данных, в которых используется единая шина, в Thunderbolt применяется другая топология, что обеспечивает высокую пропускную способность для каждого из портов независимо от их количества.

Теоретически новый интерфейс передачи данных по своей пропускной способности опережает другие современные интерфейсы для подключения периферийных устройств, такие как USB 3.0, FireWire 800 и eSATA. Нельзя не отметить полную совместимость нового интерфейса с устройствами DisplayPort. Так, стандартный разъем Thunderbolt является полностью электрически совместимым с разъемом mini DisplayPort. То есть для подключения устройств с таким разъемом не нужны дополнительные переходники или адаптеры. Технология Thunderbolt аппаратно поддерживает спецификацию DisplayPort 1.1a, однако это не мешает подключать устройства, поддерживающие предыдущие спецификации данного протокола. Отметим интересную особенность работы устройств: подключенные мониторы с интерфейсом DisplayPort должны быть последними в цепочке - это объясняется алгоритмом работы контроллера Thunderbolt и распределения свободных каналов. Thunderbolt может обрабатывать те же самые типы видео­ и аудиосигналов, что и DisplayPort, то есть передавать видеоизображения высокой четкости с разрешением FullHD 1080p и восемью каналами звука.

Для подключения контроллера Thunderbolt к чипсету Intel задействуются четыре линии PCI Express 2.0.

Помимо высокой скорости передачи данных, большим преимуществом нового интерфейса можно считать то, что Thunderbolt поддерживает передачу данных, видео, аудио и питания всего через один порт и кабель. Это избавляет от лишних проводов USB, опутывающих компьютер или ноутбук при работе с многочисленными периферийными устройствами. Пользователь может подключить до шести устройств к каждому из портов Thunderbolt, связав их одной цепью (daisy-chain), то есть посредством последовательного подключения. Такая топология предполагает, что каждое устройство в цепи должно иметь два порта Thunderbolt.

Несмотря на то что новый интерфейс поддерживает подключение некоторых периферийных устройств без использования дополнительного питания, данная технология не может сравниться по мощности с Apple Display Connector (ADC), позволяющей подсоединять даже мониторы. Максимальная мощность подключаемых устройств обусловлена реализацией контроллера на системной плате, поэтому говорить о возможности подключения через этот интерфейс мощных решений пока рано.

В отличие от интерфейса USB, где соединение с низкоскоростным устройством или решением, поддерживающим старую ревизию интерфейса, может снизить производительность всей шины, новый интерфейс Thunderbolt специально построен таким образом, чтобы работать со многими устройствами без ущерба для пропускной способности канала. Конечно, они будут разделять общую пропускную способность канала Thunderbolt, что может ограничить производительность каждого из них при передаче большого потока данных, однако общая производительность канала Thunderbolt не уменьшится.

Пока устройств, поддерживающих новый интерфейс, всё еще мало, но велика вероятность того, что он получит широкое распространение и потеснит USB 3.0 на рынке периферийной техники.

Теперь, после краткого рассказа об интерфейсе Thunderbolt, давайте рассмотрим его реализацию на примере портативного адаптера Seagate GoFlex Thunderbolt для накопителей с интерфейсом SATA.

Прежде всего, этот адаптер предназначен для Mac-пользователей. Дело в том, что продукты компании Apple до последнего времени не поддерживали USB 3.0 и единственным высокоскоростным интерфейсом в них был Thunderbolt. Это, конечно же, не означает, что данный адаптер совместим только с Mac-системами - если в вашем ноутбуке или десктопном ПК есть интерфейс Thunderbolt, то адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позволит подключать накопители по нему.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt едва ли можно назвать портативным. Он довольно массивный и по размерам превосходит стандартный 2,5-дюймовый накопитель.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt совместим только с 2,5-дюймовыми SATA-накопителями. Отметим, что, несмотря на совместимость разъема, использовать 3,5-дюймовый HDD с адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt не удастся. По всей видимости, интерфейс Thunderbolt не может обеспечить достаточного питания для таких дисков.

Отметим, что адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt имеет только один порт Thunderbolt, то есть он не позволяет создать цепочку устройств и может использоваться только как оконечное устройство в цепочке или как единственное. В общем­то, это объяснимо: устройства с интерфейсом Thunderbolt, ориентированные на работу в цепочке, должны иметь дополнительное (отдельное) питание, которое в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt отсутствует.

На сайте компании Seagate адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt позиционируется для дисков Seagate Backup Plus и GoFlex, однако это, конечно же, не означает, что он несовместим с другими 2,5-дюймовыми накопителями. Тем не менее, отдавая дань производителю, мы сначала протестировали адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt с внешним накопителем Seagate Backup Plus емкостью 500 Гбайт.

Внешний накопитель Seagate Backup Plus выполнен на основе 2,5-дюймового HDD-диска и поставляется в пластиковом корпусе. Он представляет собой реализацию стандарта USM (Universal Storage Module), разработанного компанией Seagate. Данный стандарт определяет спецификацию бокса для НDD-дисков, позволяющего подключать их и к шине SATA, и к контроллерам USB, и к FireWire, и к Thunderbolt.

Накопитель Seagate Backup Plus

Согласно спецификации USM, НDD-диск помещается в корпус, а к разъему SATA присоединяется внешний сменный адаптер с контроллером того или иного интерфейса.

Накопители Seagate Backup Plus поставляются в комплекте только с адаптером USB 3.0, но отдельно можно купить адаптер с портом FireWire 800 или Thunderbolt.

Адаптер USB 3.0 накопителя Seagate Backup Plus

В накопителе Seagate Backup Plus устанавливается 2,5-дюймовый HDD-диск семейства Momentus ST500LM012 с интерфейсом SATA 3 Гбит/с.

Методика тестирования

Для тестирования мы использовали стенд следующей конфигурации:

• процессор - Intel Core i7-3770K;
• системная плата - ASUS P8Z77-V Premium;
• чипсет системной платы - Intel Z77 Express;
• память - 16 Гбайт DDR3-1333 (двухканальный режим работы);
• накопитель с операционной системой - Intel SSD 520 Series (240 Гбайт);
• режим работы SATA - AHCI;
• драйвер накопителей - Intel RST 10.6;
• контроллер накопителей - интегрированный в чипсет контроллер SATA 6 Гбит/с.

Системная плата ASUS P8Z77-V Premium использовалась нами по той причине, что на ней имеется интегрированный контроллер Thunderbolt на базе контроллера Intel DSL3310.

На стенде для тестирования устанавливалась операционная система Windows 7 Ultimate (64 bit).

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c накопителем Seagate Backup Plus)

Тестирование проводилось с применением тестовой утилиты IOmeter 2008.06.1, которая представляет собой очень мощный инструмент для анализа производительности накопителей (как HDD, так и SSD) и фактически является отраслевым стандартом для измерения производительности накопителей.

Тестирование накопителя с помощью утилиты IOmeter вполнялось без создания на нем логического раздела, чтобы не привязывать результаты тестирования к конкретной файловой системе.

При тестировании исследовалась зависимость скорости выполнения операций последовательных чтения и записи, а также случайных чтения и записи от размера блока данных.

Для определения скорости последовательного чтения, случайного чтения и последовательной записи использовались блоки данных следующих размеров: 512 байт, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 Кбайт, 1, 2, 4, 8, 16 и 32 Мбайт. В этих тестах в настройках IOmeter количество одновременных запросов ввода­вывода (# of Outstanding I/Os) задавалось равным 4, что типично для пользовательских приложений.

Адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt
c SSD-накопителем Silicon Power Velox V70

Для анализа зависимости производительности накопителя (IOPS) в операциях случайного чтения и записи блоками по 4 Кбайт количество одновременных запросов ввода­вывода задавалось равным 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256.

Тестирование проводилось по следующей схеме. Сначала мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus с интерфейсом USB 3.0, для чего к нему подключался USB 3.0-адаптер, поставляемый в комплекте, который, в свою очередь, подключался к USB 3.0-порту на системной плате, реализованному через интегрированный в чипсет контроллер Intel Z77 Express. Затем тестирование проводилось с подключенным к накопителю Seagate Backup Plus адаптером Seagate GoFlex Thunderbolt. Далее мы тестировали накопитель Seagate Backup Plus, подключенный к системной плате через интерфейс SATA. Фактически при подключении накопителя напрямую к системной плате через интерфейс SATA достигается максимально возможная скорость. Добавление же дополнительных промежуточных преобразований между различными интерфейсами может лишь снизить ее.

Как видно по результатам тестирования накопителя Seagate Backup Plus (рис. 1-4), нет никакой разницы между использованием интерфейсов Thunderbolt и USB 3.0. Интерфейс SATA, когда накопитель подключается к плате напрямую, имеет преимущество в операциях последовательных чтения и записи при размере блока менее 16 Кбайт. То есть только при малых размерах блока начинают сказываться задержки, вносимые контроллерами, выполняющими преобразование SATA - Thunderbolt и SATA - USB 3.0. Однако при размере блока более 16 Кбайт узким местом становится сам HDD и скорость последовательных записи и чтения определяется уже производительностью HDD и никак не зависит от типа контроллера.

Рис. 1. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 2. Зависимость скорости последовательной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 3. Зависимость скорости случайного чтения
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

Рис. 4. Зависимость скорости случайной записи
накопителя Seagate Backup Plus от размера блока

В операциях случайного чтения и записи при всех размерах блока скорость определяется исключительно производительностью самого HDD, а потому нет никакой разницы между интерфейсами SATA, USB 3.0 и Thunderbolt.

Итак, на основании тестирования накопителя Seagate Backup Plus можно сделать следующий важный вывод. Если в системе имеются интерфейсы USB 3.0 и Thunderbolt, то для накопителя Seagate Backup Plus, в котором адаптер USB 3.0 поставляется в комплекте, нет смысла покупать дополнительный адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt. Это нужно делать лишь в том редком случае, если в системе есть интерфейс Thunderbolt и нет USB 3.0. Причем это касается не только накопителя Seagate Backup Plus, но и любого внешнего накопителя на основе HDD-диска. Интерфейс Thunderbolt не позволит получить никакого выигрыша в производительности относительно интерфейса USB 3.0, поскольку оба интерфейса имеют более чем достаточную для любого HDD-диска полосу пропускания.

Тестирование накопителя Seagate Backup Plus с интерфейсами USB 3.0 и Thunderbolt прежде всего позволило нам сравнить их по производительности. В то же время понятно, что, когда речь идет о высокоскоростных интерфейсах, узким местом в системе может быть не интерфейс, а именно накопитель. Ведь от 2,5-дюймового HDD-диска Seagate Backup Plus ожидать каких­то выдающихся результатов не приходится.

Именно поэтому на следующем этапе мы повторили весь процесс тестирования, но уже с быстродействующим SSD-накопителем Silicon Power Velox V70 емкостью 240 Гбайт (подробно с результатами его тестирования можно ознакомиться в статье «SSD-накопитель Silicon Power Velox V70 240 Гбайт», опубликованной в этом номере журнала). Отметим, что мы проводили тестирование с предварительно состаренным накопителем Silicon Power Velox V70, для чего в течение 10 часов осуществлялась операция случайной записи блоками по 4 Кбайт (при количестве одновременных запросов равном 16).

Результаты тестирования SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 с интерфейсами SATA 6 Гбит/с, USB 3.0 и Thunderbolt представлены на рис. 5-8.

Рис. 5. Зависимость скорости последовательного чтения

Рис. 6. Зависимость скорости последовательной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 7. Зависимость скорости случайного чтения
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Рис. 8. Зависимость скорости случайной записи
SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 от размера блока

Начнем с того, что при подключении SSD-накопителя по интерфейсу SATA 6 Гбит/с максимальная скорость последовательного чтения составляет 525 Мбайт/с, а последовательной записи - 505 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения равна 522 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Фактически, это максимальные значения скоростей, которые может продемонстрировать SSD-накопитель Silicon Power Velox V70.

При подключении SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 по интерфейсу Thunderbolt, несмотря на заявленную пропускную способность интерфейса в 10 Гбит/с (1,25 Гбайт/с), всё оказалось не так хорошо, как хотелось бы. Максимальная скорость последовательного чтения составила 347 Мбайт/с, а последовательной записи - 340 Мбайт/с.

Максимальная скорость случайного чтения была равна 347 Мбайт/с, а случайной записи - 275 Мбайт/с. Как видите, только в операциях случайной записи, где производительность SSD-накопителя не очень высокая, нет разницы между подключением SSD-накопителя по интерфейсам SATA 6 Гбит/с и Thunderbolt. А вот в операциях случайного чтения, последовательной записи и последовательного чтения интерфейс Thunderbolt явно проигрывает и не позволяет реализовать весь скоростной потенциал SSD-накопителя. Понятно, что пропускная способность интерфейса Thunderbolt в данном случае ни при чем (она утилизируется лишь на треть), - по всей видимости, проблема в задержках, вызываемых преобразованием интерфейсов SATA - Thunderbolt. Кстати, в адаптере Seagate GoFlex Thunderbolt за это преобразование отвечает контроллер ASMedia ASM1061.

При использовании интерфейса USB 3.0 показатели SSD-накопителя Silicon Power Velox V70 были еще хуже. Поставляемый в комплекте с ними адаптер USB 3.0 не позволяет развить скорость последовательного чтения более 178 Мбайт/с и скорость последовательной записи более 200 Мбайт/с. Максимальная скорость случайного чтения составила 170 Мбайт/с, а случайной записи - 140 Мбайт/с. Видимо, чип, реализующий преобразование USB 3.0 - SATA 6 Гбит/с в USB 3.0-адаптере, прилагаемом к накопителю Seagate Backup Plus, не обладает достаточной производительностью для реализации возможностей скоростных SSD-накопителей.

Выводы

На основании проведенного тестирования можно сделать следующий важный вывод. Адаптеры Seagate GoFlex Thunderbolt и USB 3.0 имеет смысл использовать только с HDD-дисками Seagate Backup Plus. Применять с ними высокоскоростные SSD-накопители нецелесообразно, поскольку в таком случае узким местом станут адаптеры, которые существенно ограничат скорость чтения и записи.

Главная » Литературный Клуб » Чем отличается mini displayport от thunderbolt. Какой интерфейс выбрать: Thunderbolt, FireWire или USB? Технические характеристики и возможности