Что такое Thunderbolt 4? Почему этот новый интерфейс будет иметь значение для ПК в 2021 году

Для всех, кто использовал ноутбук Mac в последние годы или топовый ноутбук с Windows, Thunderbolt 3, вероятно, был на их радарах и, возможно, заставил их ломать голову над тем, что он может делать. Этот порт выглядит как один из овальных разъёмов USB Type-C нового стиля, но он делает гораздо больше: он может передавать видеосигнал с использованием протокола DisplayPort, заряжать подключённые устройства и обеспечивать передачу данных со скоростью, превышающей простую USB управлять можно.

Однако история последней версии интерфейса Thunderbolt — Thunderbolt 4 — начинается с изменения направления. Intel открыла протокол Thunderbolt 3 контролирующему консорциуму USB ( USB-IF ) для бесплатного использования при разработке USB4 следующего поколения, обеспечивающего более высокую скорость и совместимость с устройствами USB4. Действительно, судьбы и направления двух новых «четвёрок» переплетены. (И да, команда USB опустила пробел в «USB4». Это не опечатка.)

Однако этот переход к открытому исходному коду не означал, что Intel прекратила разработку своей традиционно проприетарной спецификации Thunderbolt. Intel продолжала продвигать Thunderbolt по рельсам и анонсировала Thunderbolt 4 год назад на выставке CES 2020, а новые ПК с Thunderbolt 4 на базе процессоров Intel 11-го поколения («Tiger Lake») Core только сейчас начинают выпускаться. Эти компьютеры на базе Tiger Lake также открывают возможность подключения USB4, поэтому неизбежно возникнет некоторая путаница с Thunderbolt 4 и USB4, которые оба прибывают в одно и то же время… а иногда и на одни и те же фактические порты.

Thunderbolt 4

Также путаница вызывает отсутствие у Thunderbolt 4 единственной функции захвата заголовков, такой как более высокая максимальная скорость, чем у его предшественника. Thunderbolt 4 — это не игра на скорость; это больше о минимальных требованиях, чем о максимальной скорости. Чтобы помочь вам разобраться, чем Thunderbolt 4 отличается от Thunderbolt 3, а также от USB4, мы подготовили небольшой учебник о состоянии игры.

Thunderbolt: немного истории

Прежде чем мы углубимся в особенности нового протокола Thunderbolt 4, давайте сначала сделаем резервную копию и объясним, что такое Thunderbolt и что он делает, и как мы сюда попали.

Представленный Intel и Apple, Thunderbolt впервые появился на MacBook Pro в 2011 году. Физической формой порта был разъём mini DisplayPort с небольшим значком молнии рядом с ним. Он объединил технологии DisplayPort и PCI Express в одном кабеле для управления дисплеями с высоким разрешением и высокоскоростной передачи данных с максимальной скоростью 10 Гбит / с. Используя тот же физический порт, Thunderbolt 2 удвоил пропускную способность до 20 Гбит / с и добавил поддержку DisplayPort 1.2, что дало интерфейсу возможность передавать видеосигнал на дисплей 4K.

Thunderbolt 3 удвоил скорость передачи данных — снова — до 40 Гбит/с. Ещё одно большое изменение: Thunderbolt 3 больше не использовал разъём mini DisplayPort в качестве физического интерфейса, отказавшись от него в пользу порта USB Type-C, с технологией, совмещённой с этим разъёмом, так же, как Thunderbolt 1 и 2 совмещены с mini. DisplayPort. Он также добавил до 100 Вт мощности через USB Power Delivery (USB PD), так что вы можете использовать свой компьютер для зарядки телефона и других USB-устройств или даже для зарядки ноутбука через порт. Спецификация Thunderbolt 3 также представила сеть Thunderbolt с Ethernet 10 Гбит /с. А также Thunderbolt 3 обеспечивал достаточную пропускную способность видео, что приводило к широкому спектру приложений, от док-станций с одним кабелем, которые также могут заряжать ваши устройства, до внешних графических процессоров для увеличения графических возможностей ноутбука.

Thunderbolt 4 или Thunderbolt 3: в чём разница?

Thunderbolt 4 не предлагает никаких заметных улучшений по сравнению с Thunderbolt 3. На первый взгляд, эти два протокола кажутся очень похожими. Они используют физический разъём USB Type-C. Оба предлагают максимальную пропускную способность 40 Гбит / с. А также предлагают не менее 15 Вт и до 100 Вт мощности зарядки. И оба предлагают поддержку этой сети 10 Гбит / с.

Однако под поверхностью Thunderbolt 4 имеет ряд существенных преимуществ. Во-первых, он вдвое увеличивает минимальные требования к видео и данным для Thunderbolt 3. Thunderbolt 4 поддерживает отправку видеосигнала на два дисплея 4K или на один дисплей 8K, где Thunderbolt 3 требуется для поддержки только одного дисплея 4K. И если системы Thunderbolt 3 должны поддерживать только скорость передачи данных 16 Гбит / с через PCI Express, Thunderbolt 4 удвоит это требование до 32 Гбит / с. Эта дополнительная пропускная способность, безусловно, будет полезна всем, кто регулярно передаёт гигантские файлы видео высокого разрешения и другие большие наборы данных с накопителей на свой компьютер для редактирования.

Thunderbolt 4 или Thunderbolt 3

Thunderbolt 4 также приведёт к появлению более функциональных периферийных устройств. Вы увидите док-станции и мониторы Thunderbolt 4 с четырьмя портами Thunderbolt 4, в два раза больше, чем два порта, которые вы найдёте на устройствах Thunderbolt 3. Новые тонкие и лёгкие ноутбуки, которым для зарядки требуется менее 100 Вт, должны будут предлагать зарядку USB Type-C как минимум на одном из их портов Thunderbolt 4. А когда ноутбук с Thunderbolt 4 подключён к док-станции Thunderbolt 4, он должен иметь возможность выходить из спящего режима с подключённой клавиатуры или мыши. Кабели Thunderbolt 4 также будут поддерживать пропускную способность 40 Гбит / с при длине до двух метров, по сравнению с максимальным значением 0,5 метра для пассивного кабеля Thunderbolt 3.

Благодаря возможности последовательного подключения до шести устройств Thunderbolt у вас есть возможность подключать несколько устройств, при этом каждому из них не требуется прямое подключение к вашему компьютеру. В сочетании с улучшенными возможностями зарядки и выхода из спящего режима Thunderbolt 4 и более длинными кабелями у вас будет больше гибкости в настройке рабочего места, чтобы ваш офис был менее загромождён проводами, а ваша офисная жизнь немного проще.

Thunderbolt 4 или USB4: основные различия

Теперь на практике легко спутать Thunderbolt 4 и USB4. Оба они используют разъём USB Type-C. Оба они предлагают максимальную пропускную способность 40 Гбит / с. Они оба будут представлены с процессорами Intel Core 11-го поколения «Tiger Lake». Thunderbolt 4 поддерживает USB4, то есть вы можете подключить USB-устройство к порту Thunderbolt вашего ноутбука. Thunderbolt 4 также обратно совместим с Thunderbolt 3. Однако в обоих случаях соединение будет по умолчанию на более медленную скорость USB4 или Thunderbolt 3.

Thunderbolt 4 — это, по сути, гарантия того, что вы получаете лучшую версию USB4. Хотя USB4 предлагает ту же скорость 40 Гбит / с, что и Thunderbolt 4, существует также более медленная версия USB4 на 20 Гбит / с. Thunderbolt 4 также гарантирует, что вы сможете запустить как минимум пару дисплеев 4K и передавать данные со скоростью до 32 Гбит / с. С USB4 вам гарантирован минимум работы с одним дисплеем и скорость передачи данных 16 Гбит / с. Концентратор USB4 также не имеет обязательных требований к зарядке и выходу из спящего режима, как у Thunderbolt 4, а также сети со скоростью 10 Гбит / с.

USB4 делает имеют одно преимущество перед Thunderbolt 4: логотипы, которые являются более информативными. При использовании USB4 вы должны увидеть логотипы «USB 20 Гбит / с» и «USB 40 Гбит / с» рядом с портами USB Type-C, которые укажут, с какой разновидностью USB4 вы имеете дело. К сожалению, Intel не предлагает такой специфики в своих логотипах Thunderbolt. Логотип Thunderbolt — это логотип Thunderbolt — это молния, и невозможно определить, просто взглянув на боковую сторону ноутбука или панель ввода-вывода настольного ПК, является ли порт версии 1, 2, 3 или 4 Thunderbolt. (Разъём сообщит вам, является ли это Thunderbolt 1 или 2, а не Thunderbolt 3 или 4, но это всё, что вы можете предположить на первый взгляд.) Вам нужно будет обратиться к руководству пользователя или спецификации, чтобы узнать, какую версию Thunderbolt предлагает устройство.. (Некоторые кабели Thunderbolt 4 может включать цифру «4» рядом с логотипом Thunderbolt 4, но такая специфичность обычно не предлагается на ноутбуках.)

Thunderbolt 4 или USB4

Безопасность от Thunderspy

Последнее преимущество Thunderbolt 4 перед Thunderbolt 3 — лучшая защита от атак Thunderspy. В такой потенциальной атаке хакер может украсть ваши данные через уязвимости порта Thunderbolt. Такая атака требует физического доступа к вашему устройству, но занимает всего пять минут и эффективна, даже если ваш ноутбук заблокирован, спит или ваш жёсткий диск зашифрован.

Атака Thunderspy может работать, используя часть PCI Express Thunderbolt и его прямой доступ к памяти (DMA), который обходит ЦП для обеспечения быстрого доступа к системной памяти. Thunderbolt 4 требует технологии виртуализации Intel для направленного ввода-вывода (VT-d), которая защищает от атак DMA.

Thunderspy

Как это работает: VT-d предлагает переназначение DMA, которое изолирует часть системной памяти для подключённого устройства, так что устройство не может читать или записывать в другие области вашей памяти. Он в основном блокирует часть системной памяти для устройства Thunderbolt, поэтому он не может получить доступ к другим местам в памяти, чтобы перезаписать, например, защиту паролем вашего устройства.

Безусловно, эта уязвимость — очень отдалённая угроза для большинства людей. В основном это касается корпоративных ноутбуков, которые могут много путешествовать, оставаться в незащищённых местах и ​​содержать чрезвычайно конфиденциальные финансовые или другие бизнес-данные.

Thunderbolt 4: Rolling Thunder

Ноутбуки Thunderbolt 4 на базе процессоров Intel 11-го поколения «Tiger Lake» Core только начинают выпускаться. Мы видели первые ноутбуки Tiger Lake с поддержкой Thunderbolt 4 прошлой осенью в последних версиях Asus ZenBook 13 (UX325EA) и Dell XPS 13 (9310). Обязательно последуют другие, но не каждый ноутбук Tiger Lake с портами USB-C будет предлагать поддержку Thunderbolt 4. Внимательно посмотрите на спецификации, а также на логотип Thunderbolt. Потому что без него вы, вероятно, будете смотреть на обычный порт USB4, который предлагает возможности Thunderbolt 3 предыдущего поколения.

Thunderbolt 4 Rolling Thunder

Новые MacBook Air, MacBook Pro и Mac mini Apple M1 были выпущены ближе к концу 2020 года, и, хотя эти новые системы имеют порты USB4, они не предлагают формальной поддержки Thunderbolt 4 (только Thunderbolt 3). Ещё неизвестно, когда появится первый Mac с Thunderbolt 4 и появится ли он на Mac с собственным чипом M1 от Apple или Mac на базе процессоров Intel Tiger Lake.

Thunderbolt 4 Rolling Thunder2

С периферийной стороны забора, самые первые док-станции Thunderbolt 4 начали поступать на рынок с анонсами на выставке CES 2021, в то время как концентраторы, внешние накопители, внешние графические процессоры и дисплеи кажутся неизбежными. Вы можете быть уверены, что они начнут выпускаться позже в этом году, так как будет выпущено больше ПК и ноутбуков с Thunderbolt 4.

Ссылка на основную публикацию