當前位置：首頁 > 科技 > 通信

科普：什么是Thunderbolt?雷電技術？

來源：責編：時間：2023-08-09 23:02:24 426觀看

導讀前言進入到信息時代以來，人們越來越追求高效的信息傳輸速率，在這一目標驅(qū)動下，誕生了各式各樣的數(shù)據(jù)傳輸技術以及規(guī)范，并且在一次次技術迭代中，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾释葡蛐碌母叨取Ｆ渲邪ê蘸沼忻腢SB PD

前言

進入到信息時代以來，人們越來越追求高效的信息傳輸速率，在這一目標驅(qū)動下，誕生了各式各樣的數(shù)據(jù)傳輸技術以及規(guī)范，并且在一次次技術迭代中，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾释葡蛐碌母叨取Ｆ渲邪ê蘸沼忻腢SB PD這一公共協(xié)議，之前我們已經(jīng)跟大家科普過。

而本期我們要給大家介紹的，是近年備受關注的雷電技術（協(xié)議），雷電技術自誕生以來，憑借出色的綜合實力，成功卷動了接口規(guī)范領域，讓數(shù)據(jù)傳輸提前來到40Gbps時代。下面就由充電頭網(wǎng)給大家介紹今天的主角——雷電技術。

雷電技術是什么？

定義

Thunderbolt 雷電技術是由英特爾和蘋果公司聯(lián)合推出的一種高速數(shù)據(jù)傳輸和視頻協(xié)議，最早于2011年推出。它可以同時傳輸數(shù)據(jù)和視頻信號，支持高達40Gbps的帶寬，能夠輕松應對各種數(shù)據(jù)傳輸需求。

發(fā)展歷史

雷電技術的發(fā)展歷史可以追溯到上個世紀90年代。我們這里匯總了從Thunderbolt 1到Thunderbolt 4的標準發(fā)展，詳見下圖。

1997年，英特爾發(fā)布了第一代PCI總線，它是一種用于計算機內(nèi)部的高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。隨后，英特爾開始探索如何將PCI總線技術應用到計算機外部的設備中。2006年，英特爾發(fā)布了第一個使用PCI Express總線的芯片組，用于計算機的外部設備連接。

2009年，蘋果公司發(fā)布了第一款支持Mini DisplayPort接口的電腦，這個接口可以用于連接顯示器和其他外部設備。隨后，蘋果公司將Mini DisplayPort技術授權給英特爾，后者將其融入到PCI Express總線技術中，形成了第一代Thunderbolt技術。

2011年，第一代Thunderbolt技術正式發(fā)布。它使用PCI Express總線技術和DisplayPort協(xié)議，可以實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和視頻輸出。該技術的傳輸速度可達到10Gbps，是當時市場上最快的接口之一。

2013年，英特爾發(fā)布了第二代Thunderbolt技術，其傳輸速度提高到了20Gbps，并添加了對4K視頻的支持。同時，它還支持電源傳輸，最高可傳輸100W電力。

2015年，英特爾發(fā)布了Thunderbolt 3技術，它采用USB-C接口，并支持傳輸速度高達40Gbps，同時支持4K和5K顯示器，并能夠傳輸100W的電力。

2020年，英特爾發(fā)布了Thunderbolt 4技術，它相比Thunderbolt 3技術，新增了DMA保護技術和Thunderbolt dock管理功能，可支持4K和8K顯示器，并可以傳輸100W的電力。此時依舊采用的USB-C接口。

雷電技術的發(fā)展歷史可以追溯到上個世紀90年代，經(jīng)過多年的發(fā)展和升級，目前已經(jīng)發(fā)展到了第4代。隨著技術的不斷進步，雷電技術還將不斷升級和完善，為人們帶來更高效的數(shù)據(jù)傳輸和視頻輸出體驗。

工作原理

雷電協(xié)議結合了PCI Express（PCIe）和DisplayPort兩種協(xié)議，并使用了雷電（Thunderbolt）物理接口來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和多種設備的連接。以下是Thunderbolt雷電技術的工作原理：

雙通道串行傳輸技術

雙通道串行傳輸技術，也被稱為多通道技術。這意味著通過單個Thunderbolt接口，可以同時傳輸兩個獨立的數(shù)據(jù)通道。該技術有以下特點：

傳輸通道

每個Thunderbolt接口具有兩個獨立的傳輸通道，每個通道都支持高速數(shù)據(jù)傳輸。每個通道都可以提供最高速度的20 Gbps（第一代Thunderbolt）或40 Gbps（第二代Thunderbolt）。

雙向傳輸

每個傳輸通道都可以實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，即同時支持數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。這使得設備能夠?qū)崿F(xiàn)快速的雙向通信。

獨立性

每個傳輸通道是獨立的，它們之間沒有交叉干擾。這意味著數(shù)據(jù)可以在兩個通道之間并行傳輸，提高整體的數(shù)據(jù)傳輸能力和效率。

多設備連接

通過支持鐸槽（Daisy Chain）拓撲結構，多個Thunderbolt設備可以通過一個接口串聯(lián)連接起來，形成一個鏈式連接。在這種情況下，每個設備都可以獨立占用一個傳輸通道，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和多設備連接。

通過雙通道串行傳輸技術，Thunderbolt雷電技術能夠提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速度和帶寬，適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸、高清視頻播放、外部存儲設備連接等高性能應用。雙通道傳輸技術的采用使得Thunderbolt接口成為一種非常靈活和高效的連接標準。

支持的數(shù)據(jù)協(xié)議

Thunderbolt?雷電技術支持多種協(xié)議類型，包括以下幾種：

PCI Express (PCIe): Thunderbolt可以傳輸PCIe協(xié)議，這是一種高性能的總線協(xié)議，用于連接各種設備和組件。通過Thunderbolt接口，可以實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，支持外部設備如存儲設備、圖形加速器、網(wǎng)絡適配器等的連接。

DisplayPort: Thunderbolt還支持DisplayPort協(xié)議，這是一種用于視頻和音頻傳輸?shù)臉藴省Ｍㄟ^Thunderbolt接口，可以連接顯示器或外部顯示設備，并實現(xiàn)高質(zhì)量的視頻和音頻輸出。

USB: Thunderbolt也兼容USB協(xié)議，這意味著通過Thunderbolt接口，可以連接USB設備，實現(xiàn)高速的USB數(shù)據(jù)傳輸和充電。

Ethernet: Thunderbolt支持以太網(wǎng)協(xié)議，可以通過Thunderbolt接口連接網(wǎng)絡適配器，實現(xiàn)高速的網(wǎng)絡連接。

FireWire: 早期的Thunderbolt版本（第一代Thunderbolt）也支持FireWire協(xié)議，使用戶能夠連接FireWire設備。

需要注意的是，不同的Thunderbolt?版本支持的協(xié)議類型和帶寬可能有所不同。第一代Thunderbolt提供最高10 Gbps的總帶寬，而第二代Thunderbolt提供最高20 Gbps的總帶寬（Thunderbolt 2）或40 Gbps的總帶寬（Thunderbolt 3和Thunderbolt 4）。因此，支持的協(xié)議類型和速度可能會受到具體Thunderbolt?版本的限制。

通過支持多種協(xié)議類型，Thunderbolt雷電技術提供了靈活且高性能的數(shù)據(jù)傳輸和連接能力，使用戶能夠方便地連接和使用各種外部設備。

雷電技術認證產(chǎn)品

了解完雷電技術的基本原理，大家可能有個疑問，雷電技術具備這么多性能優(yōu)勢，我們怎么找到雷電技術認證的產(chǎn)品，以獲得雷電技術的技術體驗呢？

關于這點，Intel官網(wǎng)提供了相應渠道讓我們能找到，并購買到獲得雷電技術認證的產(chǎn)品。以下是流程詳情：

1、進入Intel官網(wǎng)，在“產(chǎn)品欄”找到雷電技術的介紹板塊。

2、點進雷電技術的介紹板塊，將頁面下滑至Thunderbolt 4的介紹內(nèi)容，找到Thunderbolt 4產(chǎn)品購買入口。

3、點擊產(chǎn)品購買入口，跳轉(zhuǎn)至京東商城，瀏覽通過對應的產(chǎn)品品類，查詢或購買目標產(chǎn)品。

以上為查找和購買雷電技術認證產(chǎn)品的簡要步驟，需要說明的是，intel官網(wǎng)這個購買入口進入后的商品界面，并不僅僅只有Thunderbolt 4的產(chǎn)品，其他版本（譬如：Thunderbolt 3）也有，產(chǎn)品具體支持那個技術版本，還需要點進去根據(jù)產(chǎn)品說明詳情來確定。

應用場景

雷電協(xié)議的應用場景也十分的豐富，在高速數(shù)據(jù)傳輸、外部存儲、顯示輸出、網(wǎng)絡連接和音頻領域等多個應用場景中發(fā)揮著重要作用。

高速數(shù)據(jù)傳輸

Thunderbolt技術的高速性能使其成為處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的理想選擇。它可以用于快速傳輸大型文件、備份數(shù)據(jù)、編輯高分辨率視頻和圖形處理等任務。

外部存儲設備

Thunderbolt接口可連接高性能外部存儲設備，如固態(tài)硬盤（SSD）陣列、RAID系統(tǒng)和外置硬盤驅(qū)動器。這使得用戶可以快速訪問和備份大量數(shù)據(jù)，提高工作效率。

外部顯示器

通過Thunderbolt接口連接外部顯示器，可以實現(xiàn)高分辨率視頻輸出和多屏幕擴展。這對于專業(yè)圖形設計、視頻編輯和游戲等需要更大屏幕空間的任務非常有用。

網(wǎng)絡適配器

通過Thunderbolt接口連接網(wǎng)絡適配器，可以實現(xiàn)高速網(wǎng)絡連接，提供更穩(wěn)定和高性能的網(wǎng)絡連接體驗。這對于需要高速網(wǎng)絡傳輸?shù)娜蝿蘸投嗳嗽诰€游戲非常有用。

音頻設備

Thunderbolt接口也可以連接專業(yè)音頻設備，如音頻接口、音頻處理器和音頻工作站。這使得音頻制作人、音樂家和錄音工程師能夠在高質(zhì)量的音頻環(huán)境中進行錄音和混音工作。

擴展塢和適配器

通過Thunderbolt擴展塢和適配器，可以將多個外部設備連接到計算機，包括USB設備、外部存儲、顯示器、以太網(wǎng)等。這提供了更大的靈活性和便利性，使得計算機能夠滿足更多的連接需求。

技術優(yōu)勢

Thunderbolt雷電技術具有多個技術優(yōu)勢，使其在數(shù)據(jù)傳輸和連接領域脫穎而出。

高性能

雷電技術 4 在每個方向都提供 40 千兆位每秒的恒定總帶寬。對于單一連接上的所有設備，將在數(shù)據(jù)與視頻之間動態(tài)分配該帶寬。與 USB 3.2 和 USB4 的可變速度相比，雷電技術 4 接口設定的高標準提供了最高數(shù)據(jù)傳輸速度或最佳視頻顯示質(zhì)量，可幫助提高工作效率，支持游戲和內(nèi)容創(chuàng)作。

簡單性

通過鏈式連接，簡化設備之間的連接方式，鏈式連接也稱為高帶寬鐸槽拓撲結構：Thunderbolt支持鐸槽（Daisy Chain）拓撲結構，允許多個Thunderbolt設備通過一個接口串聯(lián)連接起來，形成一個鏈式連接。這樣的連接方式簡化了設備之間的連接，減少了線纜的使用，提供了更大的靈活性。

兼容性

Thunderbolt支持多種協(xié)議，包括PCI Express（PCIe）、DisplayPort、USB和以太網(wǎng)。這意味著通過單個Thunderbolt接口，用戶可以同時傳輸數(shù)據(jù)、視頻、音頻和網(wǎng)絡信號。這種多協(xié)議支持使得Thunderbolt成為一個通用的連接標準，方便用戶連接各種外部設備。

可靠性

作為雷電技術品牌認證的一部分，強制性測試將確保對 Mac、Windows、Chrome 或 Linux 具有廣泛兼容性。它還確保了不同品牌的計算機、電纜和附件的互操作性，以便無論操作系統(tǒng)或硬件制造商如何，設備都能夠協(xié)同工作。

發(fā)展趨勢

Thunderbolt雷電技術自推出以來一直在不斷發(fā)展和演進。以下是Thunderbol雷電技術的一些發(fā)展趨勢：

增加帶寬和速度

隨著技術的不斷進步，未來的Thunderbol版本有望提供更高的帶寬和速度。這將進一步增強數(shù)據(jù)傳輸能力，使用戶能夠更快速地處理大規(guī)模數(shù)據(jù)、高分辨率視頻和其他高帶寬任務。

更廣泛的應用領域

Thunderbolt技術將繼續(xù)擴大其應用領域。除了傳統(tǒng)的計算機和外部設備連接之外，預計Thunderbolt將在其他領域得到更廣泛的應用，例如虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、機器學習和人工智能（AI）等。

更多的設備支持

隨著Thunderbolt技術的普及，預計將有越來越多的設備和廠商支持Thunderbolt接口。這將為用戶提供更多的選擇和兼容性，并進一步推動Thunderbolt的發(fā)展。

擴展功能和創(chuàng)新

未來的Thunderbolt版本可能會引入更多的擴展功能和創(chuàng)新。這可能包括更多協(xié)議的支持、更復雜的鏈式連接拓撲結構、更高的功率傳輸能力以及更智能的設備管理和控制功能。

可能的連接標準融合

未來，隨著技術的發(fā)展和標準的進一步統(tǒng)一，可能會看到不同連接標準的融合。例如，Thunderbolt技術可能會與USB4標準融合，使用戶能夠在單個接口上獲得更廣泛的兼容性和功能。

Thunderbolt雷電技術的發(fā)展趨勢包括增加帶寬和速度、擴大應用領域、增加設備支持、擴展功能和創(chuàng)新，以及可能的連接標準融合。這些發(fā)展趨勢將進一步提升Thunderbolt的性能和靈活性，為用戶帶來更好的連接和數(shù)據(jù)傳輸體驗。

充點頭網(wǎng)總結

雷電技術通過不斷的發(fā)展和升級，已經(jīng)進入第4代，它利用雙通道串行傳輸技術實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和多設備連接。且支持多種協(xié)議類型，包括PCIe、DisplayPort、USB、以太網(wǎng)和FireWire等，使用戶可以方便地連接各種外部設備。

它在高速數(shù)據(jù)傳輸、外部存儲、顯示輸出、網(wǎng)絡連接和音頻領域等多個應用場景中發(fā)揮著重要作用。雷電技術的優(yōu)勢包括高性能、高帶寬、靈活性和擴展性，為人們提供了更高效的數(shù)據(jù)傳輸和連接體驗。隨著技術的不斷進步，雷電技術將繼續(xù)升級和完善，為用戶帶來更多創(chuàng)新和便利。