データとビデオ用の高速ペリフェラルポート
最も簡単なことに、新しいThunderbolt技術は、インテルとAppleの協力のもとに進められていた以前のLight Peakインターフェースにとって不可欠です。 提案された技術から製品に見いだされるものまで、インターフェイスには多くの変更がありました。 例えば、Light Peakはもともとは光インターフェース規格であることを意図していましたが、Thunderboltはより伝統的な電気配線に賛同しました。 これは、ケーブル配線の仕組みにいくつかの制約を課しますが、実装がはるかに容易になりました。
ビデオとインターフェイスコネクタ
Thunderboltインターフェイスの変更の大きな理由は、インターフェイスコネクタの選択に関係していました。 Thunderboltテクノロジは、新しいコネクタに頼るのではなく、当初はDisplayPortテクノロジとそのミニコネクタ設計の上に構築されました。 これを行う理由は、単一の結合されたケーブルがデータ信号に加えてビデオ信号を運ぶことができるためであった。 DisplayPortは、既に仕様に組み込まれている補助データチャネルを持っていたため、ビデオコネクタインターフェイスの中でも論理的な選択肢でした。 他の2つのデジタルディスプレイコネクタ、HDMIとDVIにはこの機能がありません。
では、この機能を非常に魅力的なものにするのは何ですか？ 良い例は、 MacBook Airのような小型のポータブルラップトップです。 これは、外部周辺機器コネクタのスペースが非常に限られています。 デバイスでThunderboltを使用することで、Appleはデータとビデオの両方の信号を単一のコネクタに結合することができました。 Apple Thunderbolt Displayと組み合わせると、モニターはラップトップのベースステーションとしても機能します。 Thunderboltケーブルのデータ信号部分は、ディスプレイがUSBポート、FireWireポート、およびギガビットイーサネットを1本のケーブルで利用できるようにします。 これは、ラップトップから出てくるケーブルの全体的な混乱を減らすための長い道のりになり、物理的なイーサネットとFireWireポートが超薄型ラップトップに搭載されていないため、全体的な機能が拡張されます。
従来のDisplayPortモニタとの互換性を維持するため、ThunderboltポートはDisplayPort規格と完全に互換性があります。 これは、どのDisplayPortディスプレイもThunderbolt周辺機器ポートに接続できることを意味します。 これにより、ケーブル上のThunderboltデータリンクがそのケーブルに沿って動作不能になることに注意することが重要です。 このため、MatroxやBelkinなどの企業は、Thunderboltベースステーションを設計しており、DisplayPortパススルーを従来のモニターに接続し、そのThunderboltポートのデータ機能をイーサネットや他の周辺ポートに利用することができます基地局を介して送信される。
インターフェイスポートごとに2つ以上のデバイスを使用する
Thunderbolt仕様に移行したもう1つの機能は、1つの周辺機器ポートから複数のデバイスを利用できることです。 これにより、多くのコンピュータに共通の複数のポートを用意する必要がなくなります。 コンピュータが小さくなるにつれて、コネクタのためのスペースが少なくなります。 MacBook Airやultrabooksなどの超薄型ラップトップの多くは、2つまたは3つのコネクタのためのスペースしかない場合があります。 このようなデバイスに適合する以上に、多数の異なる周辺ポートがあります。
1つのポートで複数の周辺機器を使用できるようにするため、ThunderboltはFireWireで導入されたデイジーチェーン機能を採用しています。 これを機能させるために、Thunderbolt周辺機器にはインバウンドとアウトバウンドの両方のコネクタポートがあります。 チェーンの最初のデバイスはコンピュータに接続されています。 チェーン内の次のデバイスは、インバウンドポートを最初のアウトバウンドポートに接続します。 後続の各デバイスは、チェーン内の前の項目と同様に接続されます。
現在、単一のThunderboltポートに配置できるデバイスの数にはいくつかの制限があります。 現在、標準では最大6台のデバイスをチェーンに入れることができます。 明らかに、これの多くは、サポートされているデータ帯域幅の制限と関係しています。 あまりにも多くのデバイスを配置すると、その帯域幅が飽和し、周辺機器の全体的なパフォーマンスが低下する可能性があります。 これは、複数のディスプレイが1つのチェーンに接続されている場合の現在の標準で最も明白です。
PCI-Express
Thunderboltインターフェースのデータリンク部分を実現するために、Intelは標準PCI Express仕様を使用することに決めました。 本質的に、ThunderboltはPCI-Express 3.0 x4インターフェイスをプロセッサに統合し、これをDisplayPortビデオと組み合わせて、単一のケーブルに接続します。 PCI-Expressインターフェイスの使用は論理的な動きです。これは、すでに内部コンポーネントに接続するためのプロセッサの標準コネクタインターフェイスとして使用されているためです。
PCI-Expressのデータ帯域幅では、単一のThunderboltポートが両方向で最大10Gbpsを伝送できる必要があります。 これは、コンピュータが接続する最新の周辺機器には十分です。 ほとんどのストレージデバイスは現在のSATA仕様よりも十分に動作し、ソリッドステートドライブでもこれらの速度に近い速度を達成することはできません。 さらに、ほとんどのローカルエリアネットワークは、ギガビットイーサネットに基づいています。これは、この全体的な帯域幅のちょうど1/10です。 このため、Thunderboltディスプレイとベースステーションは、通常、ネットワーキング、USB周辺ポートを提供し、外部ストレージデバイスのデータを引き継ぐことができます。
USB 3およびeSATAとの比較
USB 3.0は、現在の高速周辺機器インタフェースの中で最も一般的です。 これには、バックワードUSB 2.0周辺機器すべてと互換性があるという利点があり、非常に便利ですが、ハブデバイスを使用しない限り、デバイスごとに1つのポートになるという制限があります。 完全な双方向データ転送を提供しますが、速度は4.8GbpsのThunderboltの約半分です。 ThunderboltはDisplayPortのためにビデオ信号を運ぶわけではありませんが、直接USBモニタまたは標準モニタに信号を流すことができるベースステーションデバイスを介してビデオ信号に使用できます。 欠点は、ビデオ信号がThunderbolt（DisplayPortモニター）よりもレイテンシが高いことです。
Thunderboltは、はるかに柔軟性があるため、 eSATAペリフェラルインターフェイスよりもはるかに柔軟です。 外部SATAは、外部ストレージデバイスでのみ機能します。さらに、実際には単一のストレージデバイスに接続するための機能しかありません。 さて、それは非常に高速で、たくさんのデータを保持できるドライブアレイです。 Thunderboltは、複数のデバイスに接続できるという利点があります。 同様に、現在のeSATA規格は、Thunderboltの10Gbpsと比較して6Gbpsで最大になっています。
サンダーボルト3
Thunderboltの最新バージョンは、以前のバージョンのコンセプトを基に、より小型で高速に、より多くの機能を備えています。 DisplayPort技術を使用するのではなく、USB 3.1と新しいタイプCコネクタに基づいていません。 これにより、データ信号に加えてケーブルを介して電力を供給することを含む、いくつかの新しい機能が開かれます。 おそらく、Thunderbolt 3ポートを使用するラップトップは、ケーブルを介して電力を供給される一方で、ビデオやデータをモニタやベースステーションに送信するためにも使用される可能性があります。 スピードは、Gen 3 USB 3.1スピードの4倍である40Gbpsでのトッピング市場でも最高のものです。 このポートはまだ使用はかなり制限されていますが、超薄型ラップトップの登場により、 デスクトップグラフィックスカードを使用するなどの機能により、ハイエンドビジネスマシンでかなり早く採用される可能性があります 。
結論
ThunderboltはApple以外のメーカーが採用するのがかなり遅いが、多くの深刻な周辺機器が市場に出るのを目の当たりにしている。 結局のところ、USB 3.0はほぼ1年前にリリースされ、多くのPCに搭載され始めました。 小さなコンピューティングデバイス用のインターフェイスコネクタの柔軟性は、多くのメーカーにとって超小型ラップトップへの実装を開始することを非常に魅力的です。 実際、インテルの新しいUltrabook 2.0仕様では、システム上でThunderboltまたはUSB 3.0のいずれかのインターフェースが必要とされています。 この要件は、今後数年でインターフェイスポートの採用を大きく拍車に掛ける可能性があります。