Thunderbolt - data i obraz poloviční rychlostí světla

2. 3. 2011 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Není tomu dlouho, co jsme si přibližovali technologii LightPeak a už tu máme praktické nasazení - Intel představil rozhraní Thunderbolt a Apple rovnou první MacBooky Pro, které tento port obsahují. Sám Thunderbolt působí až uhrančivým dojmem, a to ještě neimplementoval všechny uvažované možnosti a i současné dechberoucí specifikace jsou pouze ''na půl cesty''. Jaký bude jeho osud, kdo mu konkuruje a k čemu všemu to je už dnes? Odpovíme si uvnitř článku.

Thunderbolt - data i obraz poloviční rychlostí světla

Prvně asi bude dobré zopakovat si, co že to vlastně Thunderbolt je. Intel se pokusil vyvinout co nejuniverzálnější a zároveň nejrychlejší rozhraní, které by mohlo aspirovat na metu nejvyšší – sjednotit v sobě všechno možné použití, takže by (nejen) na noteboocích zbyl jediný port, minimálně tedy typově. A nutno říci, že z docela slušné míry se to povedlo už v první verzi, která má v sobě ještě značný potenciál, a to protože... A stop. Teď si musíme říci, co Thunderbolt není. Jednou z největších výhod LightPeaku, tedy kódového označení vývojového projektu, ze kterého se Thunderbolt vyklubal, měl být optický přenos dat. A ten v sobě první verze neobsahuje, přestože by výhledově měl být implementován a zároveň by měl Thunderbolt zůstat zpětně kompatibilní.


blokový diagram zapojení technologie Thunderbolt

Co tedy z původního záměru zbylo? Překvapivě skoro všechno, až tedy na tu optiku. Stručně řečeno, Thunderbolt je kombinace externího výstupu PCI Express 2.0 x4 sběrnice zkombinovaný s DisplayPortem najednou. Umí tedy v jediném kabelu přenášet jak datový, tak obrazový signál. Třetí složkou je ještě „čistá“ elektrická energie, neboť přes rozhraní je možno napájet externí zařízení až do výkonu 10 W (v současnosti nejrozšířenější USB 2.0 má 5W). Jednotlivé periferie jde navíc sériově řadit „za sebe“, takže na jediném výstupu z počítače může být až dalších 7 zařízení nejrůznějších druhů.

Dokonce i na první plánované specifikace došlo, a to přestože se musíme spokojit pouze s kovovými (měděnými) dráty ve vodiči. Odrazilo se to především v útlumu signálu a tedy maximální délce vodiče, která se tak ze slibovaných desítek metrů smrskla na pouhé tři – prozatím. Rozhraní je sériové a na každém „konci“ musí být řadič, který zpracovává veškeré signály. Výhodou tohoto řešení je fakt, že do Thunderboltu půjde vřadit téměř jakýkoli přenosový protokol pouhým updatem firmware. Není tedy vyloučeno, že (optické) kabely fyzicky nahradí v nových zařízeních konektory Ethernetu, i když se síťovými protokoly se nebude muset nijak hýbat – půjde jen o změnu infrastruktury mezi přípojným bodem sítě a koncovým uživatelem. Teoreticky mohou dnešní řadiče zvládnout 40 Gb/s obousměrně, dvoukanálově, omezení tedy zatím vycházejí z kovových vodičů, které zvládají pouze 10 Gb/s jedním směrem (tedy max. 20 Gb/s). Další rezervy najdeme v propojení s PCI sběrnicí, ta má v x2 režimu teoretickou rychlost 16 Gb/s, principiálně by však neměl být problém připojovat Thunderbolt přes x8 rozhraní, jde spíše o to, aby na takovouto věc byly připraveny přístroje (čipsety a řadiče) jako takové.


čip řadiče Thunderboltu na základní desce notebooku MacBook Pro

Další vlastností je doba odezvy, tedy latence celého řešení. Má činit (teoreticky) pouhých 8 ns, což je tak krátký čas, že lze mluvit o práci v reálném čase. Pro srovnání, latence externích zvukových karet se pohybuje ve vyšším řádu, v jednotkách ms. Tento fakt spolu s obrovskou rychlostí a šíří sběrnice dává tušit, že nejsme daleko od doby, kdy bude konečně možné smysluplně využívat externí GPU nebo snad i CPU. Už dnes se sní o noteboocích, které při mobilním nasazení budou především směřovány na úspornost a výdrž, ale usazením do dokovací stanice s externí grafikou nebo procesorem (a nebo nejspíše něčím vzešlým z dnešních představ o GPGPU).


konektor na boku notebooku MacBook Pro - čtvrtý zleva, viditelné je i označení malým bleskem

Druhým výrazným bodem je současná možnost přenášení obrazového digitálního signálu protokolem DisplayPortu. Vzhledem k propustnosti je možné přenášet obraz o ještě větším rozlišení, než je 1080i a ještě přidat 8 zvukových kanálů. Navíc tato technologie funguje už se stávajícím zařízením.

Poslední velkou výhodou, která zaslouží krátké zastavení, je vysoký proudový výkon celého rozhraní. Už USB dokázalo napájet pevné disky, ale pouze v nižších výkonových kategoriích, občas bylo zapotřebí použít k připojení čistě kvůli dostatku proudu a napětí dva porty a nebo externí napájení. S 10 W výkonu už nebude problémem pohánět přes Thunderbolt i výkonné 3,5'' externí disky a do budoucna možná i displeje. Dnešní notebookové displeje sice nedosahují kvality větších stolních monitorů, ale pro ně by už výkon stačil. A s rozvojem LED podsvícení a dalších technologií nemusí být ani tato myšlenka vyloučena.

A kdo je pro Thunderbolt konkurencí. Z hlediska přenosových rychlostí nikdo, tak daleko se nedostalo ani USB 3.0. Pokud by se Thunderboltu vedlo dobře, je docela možné, že časem USB zcela nahradí nebo alespoň výrazně zatlačí. Po pravdě mě napadá jediné místo, kde ma USB navrch – totiž ve flash přenosných pamětech. Thunderbolt vyžaduje poměrně složitý a tedy i křehký řadič, který navíc v řadě flashek ani není kam umístit. A Thunderbolt má ještě jednu velikou výhodu, byť společnou s USB. Jeho specifikace jsou volně použitelné bez nutnosti licencování (což ve své době zabránilo většímu rozšíření jinak výborného FireWire), takže se dá očekávat rychlá podpora celou řadou výrobců. Už podle první tiskové zprávy Intelu při představení této technologie se zapojily firmy Aja, Apogee, Avid, Blackmagic, LaCie, Promise a Western Digital. A vůbec nejlepší je asi nasazení firmou Apple v nových MacBoocích Pro, vždyť Apple dnes udává tón, je u všech výrazných technologických i módních trendů IT současnosti a navíc je jeho pozice ještě mnohem silnější než v dobách, kdy úspěšně prosazoval USB. Za NOTEBOOK.cz mohu Thunderboltu popřát dobrou budoucnost.


| Diskuse | Technologie
Sdílej: