Thunderbolt: всё, что необходимо знать об интерфейсе – THG.RU

Thunderbolt | Теперь и на ПК

Пользователи Mac и ПК никогда не сойдутся во мнении, какая платформа имеет лучшую операционную систему. Но что касается “железа” у обладателей ПК здесь явное преимущество. При подборе процессоров, видеокарт и материнских плат у нас гораздо больше выбора. Если вы используете Mac, вам придётся ждать, пока Apple добавит поддержку нужного вам устройства (если это вообще когда-либо случится).

Thunderbolt нарушил правило, по которому ПК первыми получает передовые технологии. Уже почти год обладатели новых Mac пользуются интерфейсом Thunderbolt, который был разработан Intel в сотрудничестве с Apple. Опытным пользователям ПК пришлось просто сидеть и ждать, хотя недостаток продуктов с этим интерфейсом заметно облегчил это ожидание.

MSI недавно представила первую материнскую плату с поддержкой Thunderbolt. Модель Z77A-GD80 прекращает монополию Apple на самый “крутой” интерфейс со времён первого стандарта USB. Полученная нами плата практически идентична модели Z77A-GD65, которую мы рассматривали в обзоре шести материнских плат на Z77 по цене $160-220, кроме наличия порта Thunderbolt 10 Гбит/с на задней панели ввода/вывода (вместо порта DVI), наряду с новым 14-фазным регулятором напряжения.

Если вы ещё не знакомы с технологией Thunderbolt либо её реализациями, мы уверены, что вы захотите иметь такой интерфейс в вашей следующей системе даже несмотря на то, что количество устройств с его поддержкой пока не очень велико.

Thunderbolt – это название инициативы Intel, которая первоначально носила кодовое имя Light Peak—оптический интерфейс для подключения периферийных устройств. Когда корпорация Intel впервые представила технологию Light Peak на форуме IDF 2009, считалось, что оптический интерфейс обеспечит пропускную способность 10 Гбит/с. Тем не менее, версия с медными проводами оказалась лучше чем ожидалось ранее, и позволила Intel переключиться на нее, снизив стоимость конечных решении и добавив линии питания для подключаемых устройств (до 10 Вт).

Больше всего энтузиастам не нравится то, что уже существует USB 3.0 как стандартная часть функционала чипсетов AMD и Intel. Почему мы должны платить за ещё один интерфейс? В конце концов, USB третьего поколения с пропускной способностью 5 Гбит/с практически соответствует пиковой производительности современных SSD. Однако Thunderbolt не просто ещё один интерфейс для периферии. Он объединяет DisplayPort и PCI Express в последовательный поток данных, позволяя создавать достаточно скоростные связки между устройствами (наряду с инновационными идеями, как, например, MSI GUS II).

Производители многие годы играют с графическими решениями для USB, но никому по-настоящему не удавалось преуспеть в этом, поскольку уникальный набор команд USB просто не был спроектирован для работы с высокопроизводительным вводом/выводом графических данных. Тем не менее, интерфейс Thunderbolt имеет низкие задержки и высокую пропускную способность, что делает его надёжной технологией для передачи данных с поддержкой высокоточной синхронизации по времени, что идеально подходит для внешних видео- и аудиоустройств.

Как работает Thunderbolt?

Две схемы подключения контроллера Thunderbolt в системе

Контроллеры Thunderbolt интегрируются в систему одним из двух способов: либо они присоединяется непосредственно к линиям PCI Express процессоров класса Sandy Bridge или Ivy Bridge, или связывается с чипсетом (PCH) через его линии PCIe.

Нам кажется, что в десктопном сегменте большинство поставщиков материнских плат будут осуществлять подключение через PCH, чтобы не занимать линии на процессоре, которые, в основном, предназначены для дискретной графики. Такая конфигурация потенциально может создать “узкое место”, так как соединение DMI между процессором и чипсетом теоретически нормально справляется с потоками в 2 Гбайт/с в обе стороны. Если вы подключили много SATA-накопителей, то максимальная производительность интерфейса Thunderbolt может быть ограничена.

На изображении выше вы можете видеть, как данные с DisplayPort проходят между контроллером Thunderbolt и Flexible Display Interface (FDI) на PCH. FDI имеет собственный путь, специально отведённый для передачи информации, и он не создает нагрузку на DMI 2.0.

Данные с PCIe и DisplayPort поступают в контроллер Thunderbolt по отдельности, смешано проходят через кабель Thunderbolt и разделяются в конце.

Для Thunderbolt нужен активный кабель, поэтому он такой дорогой (в районе $50). Каждый конец кабеля использует два крошечных чипа-передатчика низкой мощности Gennum GN2033, которые отвечают за усиление проходящего сигнала, чтобы обеспечить скорость передачи данных 10 Гбит/с на расстоянии до трёх метров.

Изначально Thunderbolt должен был передавать данные используя оптический передатчик и оптоволоконный кабель. Но инженеры Intel обнаружили, что целевой показатель 10 Гбит/с можно получить с более дешёвым медным кабелем. Однако реализация оптоволоконного варианта продолжается, и в будущем мы надеемся увидеть оптические кабели, позволяющие подключать устройства на достаточно больших расстояниях. Как мы уже упоминали, проводная версия способна питать устройства мощностью до 10 Вт. Когда появятся оптический вариант, всем подключаемым устройствам нужен будет отдельный источник питания.

Несмотря на множество уникальных особенностей, многие идеи Thunderbolt позаимствовал в других местах. Например, он поддерживает “горячее” подключение. И, как FireWire, он рассчитан на работу в цепочке с другими устройствами. Системы с контроллерами Thunderbolt будут оснащаться одним или двумя портами, каждый будет поддерживает до семи устройств в цепочке, два из которых могут быть мониторами с поддержкой DisplayPort. Комбинации могут быть таковы:

• Пять устройств и два дисплея с портами Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей с портом Thunderbolt
• Шесть устройств и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort
• Пять устройств, один дисплей с портом Thunderbolt и один дисплей через адаптер mini-DisplayPort

Конечно, для последовательной цепочки необходимо, чтобы у каждого устройства (кроме последнего) было два порта Thunderbolt. Поэтому, когда вы присоединили дисплей, у которого нет порта Thunderbolt (через адаптер mini-DisplayPort), или у него только один порт, дальше передать сигнал по цепочке не получится. Таким образом, при подключении множества компонентов дисплеи необходимо ставить на последнее место.

Сам по себе разъём Thunderbolt физически совместим с mini-DisplayPort, поэтому с подсоединением проблем не возникнет.

Если какие-то условия размещения данных PCIe и DisplayPort на одном кабеле? В теории, нет. Apple и Intel решили проблему с качеством вывода на ранних устройствах через обновление прошивки в 2011 году. Интерфейс использует два канала данных, каждый из которых способен передавать информацию со скоростью 10 Гбит/с в обоих направлениях. В данном решении один канал используется для передачи данных между устройствами, второй для сигналов дисплея. И даже в этом случае мы говорим о 10 Гбит/с как об официальной характеристике Thunderbolt, поскольку складывать скорости будет не совсем верным подходом.

Thunderbolt | Пропускная способность интерфейса: сравнение с USB 3.0, FireWire и eSATA

Thunderbolt был разработан с учётом нескольких моделей использования, одна из которых широкополосная передача данных с низкой задержкой для профессиональных аудио и видео редакторов. Это подразумевает последовательную передачу данных, и мы можем запустить Iometer и прогнать максимально возможное количество блоков по 128 кбайт через интерфейс, чтобы измерить потенциальную пропускную способность Thunderbolt.

Во время тестов максимальной пропускной способности интерфейсов внешних хранилищ данных, мы рассматривали несколько моделей внешних RAID-хранилищ (естественно без кэширования). В нашей лаборатории была модель LaCie 4big Quadra, которую мы использовали для демонстрации работы FireWire 400/800, USB 2.0 и eSATA. Было довольно трудно найти решение с интерфейсом USB 3.0, но нам удалось заполучить DriveStation Quad USB 3.0 от Buffalo Technology. А компания Promise прислала нам модель Pegasus R6, совместимую с Thunderbolt. Все хранилища работали с дисками Hitachi DeskStar 7K3000.

В сравнении чистой производительности Pegasus R6 с интерфейсом Thunderbolt с лёгкостью обошёл конкурентов показав результат примерно 925 Мбайт/с при большой глубине очереди. Поскольку второй канал кабеля Thunderbolt использовался для данных дисплея, цифра ~925 Мбайт/с оказалась очень близка к теоретическому пределу интерфейса в 1 Гбайт/с в одном направлении. Несмотря на то, что был достигнут потолок, Thunderbolt просто разгромил другие пять интерфейсов.

Обратите внимание, что на графике, расположенном выше, есть линия для HDD и SSD. Компания Crucial одолжила нам шесть SSD m4 на тот случай, если жёсткие диски не смогут максимально нагрузить интерфейсы. Однако мы обнаружили, что DriveStation Quad и 4big Quadra не стали работать быстрее после того, как мы заменили диски на SSD. А вот пропускная способность у Pegasus R6 увеличилась до 965 Мбайт/с.

Такая небольшая разница в производительности говорит о том, что мы полностью загружаем интерфейс Thunderbolt шестью жёсткими дисками в массиве RAID 0. С четырьмя дисками (Pegasus R4), максимальная производительность интерфейса Thunderbolt составляет 600 Мбайт/с. Так же мы заметили, что Pegasus R6, оснащённый твердотельными накопителями, обеспечивает более высокую производительность, чем с обычными HDD при небольшой глубине очереди.

На диаграмме выше отображена пиковая пропускная способность при последовательных операциях, которую мы замеряли во время тестирования с одним устройством, подключённым к порту Thunderbolt. По данным Promise, с добавлением устройств совокупная скорость начинает медленно падать, поскольку контроллеру необходимо управлять несколькими устройствами. Следовательно, если вы хотите загрузить полосу пропускания интерфейса, лучше использовать одно быстрое устройство, чем несколько медленных. Естественно когда мы добавляем устройства к порту USB 2.0 или цепочке FireWire, совокупная производительность у них тоже падает.

Несмотря на впечатляющие результаты последовательных операций, работать с данными, расположенными случайным образом, у Thunderbolt получается значительно хуже, а именно такой сценарий часто встречается при работе с внешними интерфейсами. Отдельный диск SATA, подключённый к хранилищу (получился своего рода чип-мост), не раскрыл своего потенциала. Возможно, это связано с самим интерфейсом. Например, USB и FireWire полностью отказываются от очерёдности команд, в результате глубина очереди не влияет на результаты бенчмарков, что отображено на следующем графике.

Не удивительно, что жёсткие диски демонстрируют более низкую пропускную способность в тесте, включающем операции случайного чтения. Но мы ожидали, что SSD справятся лучше. Конечно, наши ожидания основывались на производительности привода, подсоединённого через интерфейс SATA (Vertex 3 240 Гбайт должен выдавать ~325 Мбайт/с) при высокой глубине очереди. С одним потоком скорость Vertex 3 упала до ~70 Мбайт/с. Но решения на базе USB и FireWire оказались ещё медленнее. В чём же дело?

Давайте изучим производительность случайных операций ввода/вывода наших внешних хранилищ. Если данные технологии не способны ставить потоки в очередь, можно ли компенсировать это, используя несколько устройств? В конце концов, эти RAID-устройства используют собственные контроллеры для управления командами ввода/вывода, отсюда и поддержка аппаратного режима RAID.

Производительность случайных операций ввода/вывода по-прежнему на низком уровне. Даже с несколькими SSD в RAID мы не можем получить уровень производительности доступный через интерфейс SATA. Даже Pegasus R6, оснащённый шестью SSD m4, похоже, не может пройти барьер 80 Мбайт/с. Хотя, в основном, мы видим плохую обработку случайных команд ввода/вывода на внешних интерфейсах, всё же есть два исключения.

Во-первых, привод eSATA не в RAID-массиве должен достичь уровня свой изначальной производительности SATA 3 Гбит/с, если он не поддерживают какие-либо другие интерфейсы. Он должен быть исключительно eSATA, потому что добавление поддержки RAID и других интерфейсов требует отдельного контроллера. Например, диски в Lacie 4big Quadra не могут достичь уровня своей производительности SATA при подключении его (Lacie) через eSATA, поскольку в Lacie используется контроллер Oxford Semiconductor OXUFS936QSE, который представляет собой некий мост-связку между собственным внутренним RAID-контроллером и несколькими внешними интерфейсами (eSATA, FireWire 800, FireWire 400, и USB 2.0). Контроллер RAID чипа Oxford Semiconductor установлен после переключателя eSATA, что влияет на производительность случайных операций ввода/вывода. К сожалению, всего несколько внешних хранилищ поддерживают работу исключительно с eSATA.

Устройства с интерфейсом Thunderbolt без RAID тоже являются исключением. Внутри них вы наверняка найдёте контроллер PCIe-to-SATA. Это очень похоже на топологию, которую поставщики материнских плат использовали для добавления поддержки SATA 6 Гбит/с в свои платформы до того как она была интегрирована в чипсеты, используя сторонние контроллеры Marvell и ASMedia, присоединённые к чипсету через одну линию PCIe.

Однако в этом случае производительность однодисковых устройств Thunderbolt (без RAID-массива), использующих сторонние контроллеры SATA ниже, чем у изначальных интерфейсов SATA. Например, адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt использует контроллер SATA ASMedia ASM1061 SATA, который также оказался на материнской плате MSI Z77A-GD80. Теоритически, производительность случайных операций должна быть идентичной на обоих устройствах. Но адаптер GoFlex Thunderbolt обеспечивает только 120 Мбайт/с, а с прямым подключением к ASM1061 на материнской плате нам удалось получить 160 Мбайт/с.

По данным ASMedia, производительность контроллера ASM1061 зависит от оптимизаций BIOS, которые делает поставщик. На оборудовании типа GoFlex, созданном для широкого круга применений, вы найдёте меньше настроек, чем для упомянутой модели материнской платы.

Последовательные операции не так чувствительны к оптимизациям, что мы также видим в обзорах SSD. Хотя мы постоянно обновляем BIOS, драйверы и прошивку SSD, показатели последовательных операций меняются редко. Тогда не удивительно, что мы видим идентичную производительность Vertex 3 через адаптер Seagate GoFlex Thunderbolt и в MSI Z77A-GD80. Они оба выдают максимальную скорость последовательного чтения в 400 Мбайт/с.

Thunderbolt | Контроллеры пяти видов, все от Intel

Пять видов, все от Intel

Реализация поддержки Thunderbolt не во всех устройствах может быть одинаковой. Несмотря на то, что сегодня Intel удерживает монополию на контроллеры Thunderbolt, нам предлагается пять вариантов.

Когда компания Apple начала выпускать системы Mac на базе Sandy Bridge, многие из них поддерживали Thunderbolt используя контроллер Intel Eagle Ridge, который имел один канал Thunderbolt, поддерживал одно устройство через DisplayPort и устанавливался на четыре линии PCI Express 2.0 внутри системы. Однако если вы хотите подключать периферийные устройства в последовательной цепи, вам понадобиться более дорогой контроллер Light Ridge, который предлагает два порта Thunderbolt.

Но intel времени зря не теряет. С появлением платформ на базе Ivy Bridge, партнёры Intel планируют использовать второе поколение контроллеров Thunderbolt под названием Cactus Ridge, которые будут поставляться в двух и четырёхканальных версиях. Поскольку один порт требует двух каналов, более дорогая модель 4C поддерживает два порта, в то время как 2C только один порт Thunderbolt.

По словам партнёров Intel, ультрабуки будут использовать контроллер Cactus Ridge с одним портом из-за низкого энергопотребления платформ. Настольные системы, ориентированные на энтузиастов, и устройства, работающие в цепочке, будут использовать контроллер Cactus Ridge 4C. Обе модели контроллера Cactus Ridge используют четыре линии PCIe 2.0. Ранее считалось, что версия 2C будет занимать только две линии, но разработчик подтвердил, что это мнение было ошибочным.

Контроллер Intel Port Ridge тоже является разработкой второго поколения. Тем не менее, он был специально спроектирован для конечных устройств. Такие устройства необходимо подключать в конец последовательной цепи или использовать отдельно. Хорошим примером конечного устройства является портативный 2,5” SSD Elgato с одним портом Thunderbolt. И поскольку интерфейс способен питать устройства мощностью до 10 Вт, в дополнительном питании нет необходимости.

Но зачем нужна дифференциация контроллеров Thunderbolt? Intel пытается сделать технологию более доступной там, где это возможно. Мы слышали, что Light Ridge стоит около $25-$30, а Eagle Ridge примерно в половину меньше. У Port Ridge удалён один канал Thunderbolt, использующийся для сигналов DisplayPort, и, по сути, он является половиной контроллера Eagle Ridge. Таким образом, одноканальный контроллер Port Ridge с одним портом позволяет поставщикам заметно снизить стоимость конечных устройств.

Поддержка двух дисплеев

Контроллеры Cactus Ridge 4C и Light Ridge используют два выхода DisplayPort. В десктопных системах один канал подключается к встроенной графике процессора Sandy Bridge или Ivy Bridge. Второй отдается дискретной видеокарте. Конечно, возможность подключения второго экрана важна для систем high-end класса, поэтому материнские платы на базе чипсета Z77 будут использовать четырёхканальный контроллер Cactus Ridge. Реализация будет выглядеть немного странно, поскольку вам понадобиться возвратный кабель DisplayPort между дискретной видеокартой и материнской платой. Но это единственный способ установить второе соединение к контроллеру Cactus Ridge 4C.

апрашивается вопрос, почему бы просто не подключить монитор к видеокарте и не мучиться? Потому, что Thunderbolt использует активный кабель.

Активный кабель позволяет контроллеру Thunderbolt взаимодействовать с дисплеями на больших расстояниях без ущерба целостности сигнала. Однако длинный кабель DisplayPort не лучший вариант, потому что после двух метров сигнал начинает ухудшаться. DVI использует только пассивные кабели, и разрешение и частота обновления понижается с увеличением длинны (вот для чего существуют удлинители DVI). Thunderbolt решает эти проблемы и упрощает подключение монитора.

Мобильная система с Thunderbolt, включающая контроллер Light Ridge либо Cactus Ridge 4C, позволяет подключить два монитора только через встроенную графику. Хорошим примером служит MacBook Pro 13,3.

Все платформы MacBook используют контроллер Light Ridge. В моделях на 15″ и 17″ Apple проводит второй сигнал DisplayPort из дискретной видеокарты на встроенный контроллер Thunderbolt. Сейчас модели 13,3″ комплектуются только Intel HD Graphics 3000. В случае маленького MacBook, Apple прокладывает оба сигнала DisplayPort из встроенной графической подсистемы к контроллеру Light Ridge. Загвоздка в том, что HD Graphics 3000 поддерживает только два дисплея. Поэтому панель 13,3″ погаснет, если подключить второй монитор Thunderbolt Display 27″.

Движок HD Graphics 4000 архитектуры Ivy Bridge поддерживает до трёх независимых дисплеев. Поэтому конфигурации без дополнительной видеокарты, но оснащённые контроллером Light Ridge/Cactus Ridge 4C, дают возможность управлять двумя экранами Thunderbolt при работающем дисплее ноутбука.

Если в вашем ноутбуке установлен контроллер Eagle Ridge или Cactus Ridge 2C, вы сможете подключить только один дисплей Thunderbolt. Это ограничение контроллера, поэтому, даже если у вас есть дискретная видеокарта, вы не сможете подключить второе устройства с гнездом Thunderbolt.

Технически возможно подключить два дисплея через Thunderbolt с помощью встроенной графической подсистемы Intel в настольной системе, но для этого она должна соответствовать следующим требованиям.

• Материнская плата должна иметь контроллер Light Ridge или Cactus Ridge 4C.
• Материнская плата должна иметь вход DisplayPort для прокладки сигнала второго дисплея.
• Материнская плата должна иметь встроенный выход DisplayPort (из Intel HD Graphics 3000/4000), который возвращается к входу.

Даже несмотря на то, что подключение обратного кабеля это дополнительная работа, в этом всё же есть смысл. Кабель даёт вам возможность управлять вторым экраном, используя дискретную видеокарту. Без этого, подключить монитор Thunderbolt к высокопроизводительной видеокарте невозможно.

Thunderbolt | Thunderbolt 103: контроллер изнутри

Как технология, Thunderbolt работает одинаково независимо от установленного контроллера. Для препарирования мы используем двухпортовый чип Intel Light Ridge предыдущего поколения.

Контроллер Thunderbolt на материнской плате всегда находится в режиме хоста с интерфейсом PCI Express второго поколения, подключённого либо к процессору Sandy Bridge/Ivy Bridge, либо к чипсету с интерфейсом PCIe (и с одним либо двумя доступными входами DisplayPort).

Внутри контроллера, вы найдёте коммутатор PCI и набор движков DMA в общем названных Native Host Interface (NHI). Переключатель PCI обеспечивает подключение потоковых устройств, а NHI используется для программных протоколов и обнаружения новых устройств (Plug and Play). Thunderbolt Switch объединяет каналы DisplayPort и PCIe в одно соединение.

Напомним, что порт Thunderbolt имеет два канала, один для работы подключенных устройств и другой для сигналов дисплея. В случае контроллера Intel Light Ridge, четыре канала объединяются в два порта Thunderbolt.

Когда вы используете последовательную цепь или конечное устройство, контроллер Thunderbolt обеспечивает соединение PCIe 2.0 x4. Однако также обеспечивается более широкая гибкость для нескольких присоединяемых устройств. Например, при четырёх подсоединённых устройствах, вы можете сконфигурировать соединение как четыре отдельных линии PCIe 2.0 x1. Согласно Intel, контроллер Cactus Ridge (2C/4C) можно сконфигурировать следующим образом:

• 1 * x4: одно устройство на четыре линии
• 4 * x1: четыре устройства по одной линии на каждое
• 2 * x2: два устройства по две линии на каждое
• 1 * x2 + 2 * x1: одно устройство на две линии и два устройства на одну линию каждое

Чаще всего используется одно устройство, присоединённое к контроллеру Thunderbolt, т.е. конфигурация 1 * x4. Тем не менее, бывают ситуации, когда один контроллер Thunderbolt контролирует несколько устройств.

Apple Thunderbolt Display 27″ хороший тому пример. Его контроллер отвечает за работу с разветвителем USB, портом FireWire 800, Gigabit Ethernet и камерой. Каждое устройство имеет свое подключение к контроллеру Light Ridge, и внутренний PCI Switch выделяет каждому по одной линии, если он работает в режиме роутера. Затем каждая линия направляется к контроллеру устройства (USB, FireWire, Ethernet, камере). Такая конфигурация не должна негативно влиять на сам дисплей, поскольку, если вы помните, данные и DisplayPort находятся на разных каналах.

В текущей форме Thunderbolt использует веерное распределение PCIe. Это значит, что поток данных устройств Thunderbolt в последовательной цепи проходит через внутренние контроллеры каждого устройства в цепочке. В результате, первое устройство в цепи имеет самую низкую задержку данных.

Протокол PCI Express тоже влияет на задержку. Например, устройство хранения данных на настольном ПК имеет более высокий приоритет над картой захвата, и вы можете предположить, что в Thunderbolt все должно работать также, поскольку он использует сигналы PCI Express. Тем не менее, каждое устройство в цепи играет роль в арбитраже PCI по отношению к устройствам, подключёнными к нему далее по цепочке. Снижение производительности будет довольно заметным, если все устройства в последовательной цепи Thunderbolt заработают одновременно.

Недостатком такого множественного арбитража является потеря пропускной способности из-за не эффективного управления. Эта проблема потенциально связана с веерным подключением, поскольку коммутатор PCI, расположенный в предыдущем контроллере, управляет последующим устройством. Есть возможность обойти неприятности “веера” используя прямое соединение, как изображено на схеме выше. Этот метод проводит сигнал интерфейса Thunderbolt через внутренний коммутатор каждого контроллера в обход PCI. Это увеличивает нагрузку на PCI-коммутатор первой системы, но обеспечивает более эффективное управление над распределением пропускной способности/ресурсов.

Прошивка контроллера, которую используют Intel и Apple, работает в веерном режиме. Прямое соединение возможно и полностью совместимо со стандартом Thunderbolt. Но пока у нас нет информации, будет ли такая опция доступна для пользователя.

Thunderbolt | Возможные проблемы

Thunderbolt в качестве интерфейса на компьютерах Apple Mac имеет преимущество в отношении интеграции и ратификации. Контролируя всю экосистему (от операционной системы до программного и аппаратного обеспечения) компания может быть уверенна, что технология работает так, как должна. Однако в случае с ПК ситуация иная. На данный момент системы на базе Windows сталкиваются с двумя проблемами, касающимися работы в цепи и “горячего” подключения.

Обе проблемы связаны с тем, как Thunderbolt распознаёт системные устройства и осложняются ограничениями драйверов Windows 7 (x86 и x64), которые не позволяют производить “горячее” подключение устройств PCIe. Это является проблемой, поскольку работа Thunderbolt основывается на сигналах шины PCIe. Intel разработала специальный BIOS, который решает проблему. Но партнёры Intel тоже должны сделать необходимые изменения, либо в аппаратной части, либо через обновление BIOS.

Сглаживаем перегибы Thunderbolt

Готовя данный материал, мы столкнулись с множеством различных трудностей. Чтобы с ними справится, понадобилось два обновления BIOS на материнской плате MSI Z77A-GD80. Первое обновление (v1.0) вызывало “синий экран смерти” при отключении устройства на базе Thunderbolt от работающей системы. Второе обновление (v1.1 B1), призванное решить первую проблему, принесло новую напасть.

В частности, BIOS v1.0 требовал подключения устройства Thunderbolt перед включением системы. Если подключить его к работающей системе, то оно определялось некорректно. Помогала только перезагрузка.

В этом случае, отключение некорректно распознанного накопителя LaCie Little Big Disk вызывало синий экран. Проблема разрешалась перезагрузкой системы с присоединенным устройством Thunderbolt.

Обновление BIOS до версии 1.1 B1 исправляет проблему с “горячим” подключением. Однако Windows неверно распознаёт Native Host Interface, который используется для программных протоколов Thunderbolt и обнаружения устройств, из-за чего система становится нестабильной. Можно выключить NHI в BIOS, но это снова вызовет первую проблему, поскольку NHI требуется для “горячего” подключения.

Ещё одна проблема связана с последовательной цепочкой устройств, она проявляется в том, что устройство часто исчезает из цепочки после перезагрузки или пробуждения системы из спящего режима. Остальные компоненты, которые находятся дальше по цепочке, тоже страдают.

Для данной статьи мы решили протестировать три Thunderbolt– устройства (Promise Pegasus RAID R6, LaCie Little Big Disk и Seagate GoFlex Thunderbolt). Однако проблема с последовательной цепочкой возникает уже на выходе из второго устройства Thunderbolt. Каждая участвующая сторона уверенна, что знает, кто виноват. Но вместо того, чтобы показывать пальцем, мы просто скажем, что данная ситуация свидетельствует о странном поведении Thunderbolt на ПК, и оно сильно отличается от систем Mac, где Apple контролирует все составляющие.

К счастью, Intel говорит, что все проблемы, с которыми мы сталкиваемся, можно решить на программном уровне (BIOS). Нам сказали, что не обязательно ждать пока выйдет Windows 8 с более надёжной поддержкой Thunderbolt, поскольку технология основана на двух уже проверенных стандартах: PCIe и DisplayPort. Поддержка в драйверах не вызывает затруднения. Если драйвер для PCIe устройства существует, вы можете использовать его и для Thunderbolt.

Thunderbolt | Температура активного кабеля

Возможно, вы не думали, что у внешних решений могут возникнуть проблемы с температурой, но Thunderbolt в прямом смысле является “горячей” технологией.

Инфракрасное изображение того места где кабель Thunderbolt соединяется с материнской платой показывает, что температура там достигает 43,30 градусов, даже когда устройство простаивает. При активном обмене данными температура повышается до 48,80 градусов.

Данные результаты относятся к активному кабелю Thunderbolt с двумя чипами Gennum GN2033 на каждом конце. Когда поток информации проходит через кабели, чипы обрабатывают данные активнее, поэтому мы получаем такие показатели температуры.

Не удивительно, что в более ограниченном по пространству окружении, как например MacBook Pro 13.3″, термальные показатели ещё более тревожные. На расположенном выше снимке температура кабеля Thunderbolt находится в диапазоне 50 градусов. Слева от него находится кабель FireWire 800. С другой стороны – кабель USB 2.0. И, хотя, кажется, что эти интерфейсы тоже излучают тепло, на самом деле они нагрелись от кабеля Thunderbolt, находящегося рядом. К счастью нагреваются только концы кабеля, а сами провода остаются холодными.

Высокая температура не станет для вас проблемой, если использовать адаптер mini-DisplayPort. Сигнал дисплея всегда присутствует в кабеле.

Итак, в сравнении с USB и FireWire, кабели Thunderbolt довольно горячие. Но тепло выделяется только на штекере, к которому вы прикасаетесь короткий промежуток времени, когда отключаете/подключаете кабель, да и температура не так высока чтобы обжечься.

Thunderbolt | Протаптывая дорожку к высокоскоростным интерфейсам

Несмотря на не очень яркий дебют на ПК, чистая производительность интерфейса Thunderbolt впечатляет. Он обеспечивает пропускную способность примерно 1 Гбайт/с, и ультрабыстрые внешние накопители уже становятся реальностью. Но Thunderbolt не только позволяет использовать большие внешние диски, но и выводит наружу шину PCIe вашей материнской платы, помогая тем самым реализовать инновации, которые мы в какой-то степени уже видели, и те, которые без сомнения удивят нас в следующем году.

Возможно, самым большим недостатком Thunderbolt является цена, которая не очень подходит для бюджетных решений. Адаптер Seagate GoFlex на базе Thunderbolt стоит $190, что, согласитесь, совсем не дёшево. Для сравнения, адаптеры FireWire 800, которые раньше считались дорогими, стоят в районе $80, и адаптеры USB 3.0 продаются примерно за $30. За такую высокую цену можно поблагодарить контроллеры Intel Thunderbolt, особенно учитывая тот факт, что поставщики устройств на базе Thunderbolt не включают в набор кабели. Т.е. готовьтесь потратить ещё $50 только для того, чтобы подключить новую игрушку к материнской плате.

Однако представители Intel утверждают, что компания делает всё возможное, чтобы снизить стоимость: представлены более дешёвые контроллеры Thunderbolt второго поколения (Cactus Ridge и Port Ridge), к тому же компания предоставляет субсидии партнёрам, чтобы помочь покрыть затраты.

Несмотря на свою технологичность и более высокую производительность, энтузиастам всё же следует придерживаться более дешёвых контроллеров накопителей, SSD на базе SATA и внутренних видеокарт. Количество задач, которые требуют возможностей интерфейса Thunderbolt по-прежнему очень мало. Вы можете получить высокоскоростное внешнее хранилище используя массивы JBOD, а большинство людей не считают, что ограничения кабелей DVI кого-то стесняют. На данный момент технология Thunderbolt занимает определённую нишу в настольных компьютерах, привлекая профессиональных аудио и видео редакторов, которым нужна низкая задержка и высокая пропускная способность для быстрого перемещения больших объёмов данных.

Интерфейс Thunderbolt, пожалуй, более перспективен в сфере мобильных устройств. Мы любим ноутбуки за их мобильность. Но обычно они проигрывают в производительности и гибкости. Вынося наружу интерфейсы PCI Express и DisplayPort, Thunderbolt даёт возможность добавить быстрый накопитель, внешнее устройство для обработки графики и большой монитор к маленькому ноутбуку, который ранее с таким оборудованием работать не мог.

Нет сомнений в том, что Thunderbolt компенсирует недостатки современных внешних интерфейсов. Благодаря стандартам, на которых основана технология Thunderbolt, вне корпуса (мобильного или настольного) можно делать вещи, которые ранее были невозможны.